CN117368782A - 数据分析方法、电池soh估算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种数据分析方法、电池SOH估算方法及装置，涉及电池技术领域。该方法包括：获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据；根据实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及第一电量描述信息，获得目标电池的SOH估计值，目标标准电压区间在实际充电数据对应的电压范围内，第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，对应关系集合预先在恒流条件下得到，对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。如此，可估算出目标电池的SOH值，并且误差小、易于实现。

Description

数据分析方法、电池SOH估算方法及装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种数据分析方法、电池SOH估算方法及装置。

背景技术

电池SOH(State of Health，健康状态)表示电池从满充状态下以一定的倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值，该比值能够反应电池的健康状况，新出厂电池为100％，完全报废为0％。电池SOH可用于估算SOC(State Of Charge，荷电状态)、优化控制策略等。因此，如何对电池SOH进行评估是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种数据分析方法、电池SOH估算方法及装置、电子设备及可读存储介质，其能够基于获得的标准电压区间所对应的电量描述信息与SOH值之间的对应关系，对目标电池的SOH值进行估算，并且误差小、易于实现。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种电池SOH估算方法，应用于估算设备，所述方法包括：

获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，其中，所述实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；

根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值，其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。

第二方面，本申请实施例提供一种数据分析方法，应用于分析设备，所述方法包括：

获得样本电池在整个生命周期内的数据集，其中，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量；

将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间；

根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息；

根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得对应关系集合，其中，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系，所述对应关系集合用于在估算电池的SOH值时使用。

第三方面，本申请实施例提供一种电池SOH估算装置，应用于估算设备，所述装置包括：

数据获取模块，用于获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，其中，所述实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；

估算模块，用于根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值，其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现前述实施方式所述的电池SOH估算方法和/或前述实施方式所述的数据分析方法。

第五方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式所述的电池SOH估算方法和/或前述实施方式所述的数据分析方法。

本申请实施例提供的数据分析方法、电池SOH估算方法及装置、电子设备及可读存储介质，估算设备首先获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，该实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；然后，根据获得的实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，进而根据保存的对应关系集合及第一电量描述信息，获得该目标电池的SOH估计值。其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。如此，可基于获得的标准电压区间所对应的电量描述信息与SOH值之间的对应关系，对目标电池的SOH值进行估算，并且误差小、易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电子设备的方框示意图；

图2为本申请实施例提供的电池SOH估算方法的流程示意图之一；

图3为本申请实施例提供的获得对应关系集合的流程示意图；

图4为图3中步骤S240包括的子步骤的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的某三元锂电池在整个生命周期内充电容量随循环次数变化的示意图；

图6为本申请实施例提供的某三元锂电池在电压区间3.6-3.65v内充入电量平均值q随循环次数变化的示意图；

图7为本申请实施例提供的某三元锂电池在电压区间4.05-4.1v内充入电量平均值q随循环次数变化的示意图；

图8为本申请实施例提供的某三元锂电池在电压区间3.6-3.65v内均值dqdv随循环次数变化的示意图；

图9为本申请实施例提供的某磷酸铁锂电池在整个生命周期内充电容量随循环次数变化的示意图；

图10为本申请实施例提供的某磷酸铁锂电池在电压区间3.48-3.49v内充入电量平均值q随循环次数变化的示意图；

图11为本申请实施例提供的某磷酸铁锂电池在电压区间3.51-3.52v内充入电量平均值q随循环次数变化的示意图；

图12为图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图；

图13为图12中子步骤S122包括的一种子步骤的流程示意图；

图14为图12中子步骤S122包括的另一种子步骤的流程示意图；

图15为本申请实施例提供的电池SOH估算装置的方框示意图；

图16为本申请实施例提供的数据分析装置的方框示意图。

图标：100-电子设备；110-存储器；120-处理器；130-通信单元；200-电池SOH估算装置；210-数据获取模块；220-估算模块；300-数据分析装置；310-数据采集模块；320-处理模块；330-分析模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

限于BMS(Battery Management System，电池管理系统)的成本及计算能力，现有BMS计算电池系统SOH(State of Health，健康状态)往往是根据单体电芯特定制式下循环的SOH进行估计，一般误差较大；特别是对在不同环境温度、压强等条件下运行的车辆，其电池系统的SOH差异很大，用预先指定的SOH估算误差更大，也容易导致整车SOC(State OfCharge，荷电状态)误差大。

针对上述情况，本申请实施例提供了一种数据分析方法、电池SOH估算方法及装置、电子设备及可读存储介质，其能够忽略电池运行条件差异，基于获得的标准电压区间所对应的电量描述信息与SOH值之间的对应关系，对目标电池的SOH值进行估算，并且误差小、易于实现。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的电子设备100的方框示意图。所述电子设备100可以是，但不限于，智能手机、电脑、服务器、BMS系统所在的设备等。所述电子设备100可以包括存储器110、处理器120及通信单元130。所述存储器110、处理器120以及通信单元130各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

其中，存储器110用于存储程序或者数据。所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器120用于读/写存储器110中存储的数据或程序，并执行相应地功能。比如，存储器110中存储有电池SOH估算装置或数据分析装置，所述装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中的软件功能模块。所述处理器120通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块，如本申请实施例中的电池SOH估算装置或数据分析装置，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的电池SOH估算方法或数据分析方法。

通信单元130用于通过网络建立所述电子设备100与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。

应当理解的是，图1所示的结构仅为电子设备100的结构示意图，所述电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的电池SOH估算方法的流程示意图之一。所述方法应用于估算设备。下面对电池SOH估算方法的具体流程进行详细阐述。在本实施例中，该方法可以包括步骤S110～步骤S120。

步骤S110，获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据。

在本实施例中，所述目标电池可以为需要进行SOH值估计的单体电池或者电池系统，具体可以结合实际情况确定。可以通过数据采集等方式获得所述目标电池在恒流条件下的实际充电数据。可选地，所述实际充电数据对应的充电总时长可以结合实际需求确定。所述实际充电数据中可以包括不同充电时刻对应的第一数据，每条第一数据中可以包括对应的电压及电量。比如，时刻t1对应的第一数据中包括时刻t1时的累计电量及电压。

其中，所述估算设备可以为远端的服务器；也可以与所述目标电池位于同一设备上，比如，均位于车辆上，以对实车的SOH进行估算，具体可以结合实际需求确定。

步骤S130，根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值。

在本实施例中，所述估算设备中预先存储有对应关系集合，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到。所述对应关系集合可以是其他设备预先分析得到、然而保存至估算设备中的；也可以是所述估算设备预先分析得到的，在此不进行具体限定。比如，所述估算设备为远端的服务器，所述估算设备预先分析得到所述对应关系集合，在需要进行估算时，基于获得的实际充电数据及对应关系集合进行SOH值估算。

所述对应关系集合中包括至少一个对应关系，一个对应关系用于表示一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。一个对应关系可以是该对应关系对应的标准电压区间对应的多个第二电量描述信息及各自对应的SOH值，也可以是基于该对应关系对应的标准电压区间所对应的多个第二电量描述信息及各自对应的SOH值获得的估计函数，还可以是基于该对应关系对应的标准电压区间对应的多个第二电量描述信息及各自对应的SOH值训练出的预测模型等，具体形式可以结合实际需求确定，在此不进行具体限定。通过划分电压区间，便于获得准确的对应关系，同时在进行估算时不需要使用充入较多或者满充情况对应的充电电压、容量数据，即使用户随机充电依然可以完成SOH估算。

其中，所述第二电量描述信息用于描述在通过测试获得所述对应关系集合的过程中充入的电量或输出的电量，或者描述充入的电量或输出的电量与对应的电压变化情况之间的关系。

在本实施例中，在获得所述实际充电数据的情况下，可采用获得所述第二电量描述信息的方式，根据该实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息。所述第一电量描述信息用于描述所述实际充电数据对应的充电过程所对应的充入的电量，或者用于描述所述实际充电数据对应的充电过程所对应的充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系。所述目标标准电压区间为所述对应关系集合所对应的标准电压区间中的一个标准电压区间。

在获得所述第一电量描述信息的情况下，可根据所述对应关系集合中与所述目标标准电压区间对应的目标对应关系，获得与所述第一电量描述信息对应的SOH值，可将获得的该SOH值作为所述目标电池的SOH估算值。

如此，基于获得的标准电压区间所对应的电量描述信息与SOH值之间的对应关系，结合获得的目标电池的实际充电数据，对目标电池的SOH值进行估算，并且误差小、易于实现。

下面结合图3对如何获得所述对应关系集合进行介绍。可通过图3所示的数据分析方法获得所述对应关系集合。所述方法可以包括步骤S210～步骤S240。值得说明的是，步骤S210～步骤S240可以是估算设备在步骤S110之前执行的，也可以是其他设备执行的，在此不进行具体限定。在其他设备执行步骤S210～步骤S240获得所述对应关系集合的方式下，可通过任意方式将该对应关系集合保存至所述估算设备中。其中，为进一步保证估算的准确性，所述目标电池与通过测试获得所述对应关系集合时所使用的样本电池的材料电池相同，比如，均为磷酸铁锂电池或三元锂电池等。

步骤S210，获得所述样本电池在整个生命周期内的数据集。

在本实施例中，可对所述样本电池进行恒流充电或恒流放电，并采集在整个生命周内的上述过程的数据以得到数据集。即，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，恒流充电数据集中包括样本电池在整个生命周期内在恒流条件下的充电数据，恒流放电数据集中包括样本电池在整个生命周期内在恒流条件下的放电数据。

所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量。其中，一次测试过程可以表示完整的一次充电，或完整的一次放电。即，若测试过程对应充电，在对样本电池进行一次完整的充电时，需要采集该样本电池此时的SOH值，以及该次充电过程中不同时刻对应的电压及电量(该电量表示累计电量，即当前的总电量)；为便于后续处理，不同时刻对应的电压及电量可以按照采集时刻的先后进行排序保存。

步骤S220，将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间。

在获得所述数据集的情况下，可根据所述数据集确定出一个电压范围，该电压范围的最小值可以是所述数据集中的最小电压、最大值可以是所述数据集中的最大电压。接着，可以将该数据集对应的电压范围划分为多个电压区间。如此，便于获得准确的对应关系以及便于后续基于少量的充电数据即可完整估算。

可选地，可以根据预设电压区间数量，结合所述电压范围，将所述电压范围划分为多个电压区间。

或者，可以根据预设压差将所述电压范围划分为多个电压区间。其中，考虑实际充电过程中充电范围的随机性，所述预设压差可以是设置地较小，不大于预设值；比如，预设压差设置为10mv，也即划分得到的各电压区间的最大值与最小值之差为10mv，也可以设置为其他值，比如50mv，具体可以结合实际需求确定。

步骤S230，根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息。

在划分得到多个电压区间后，可对所述数据集中的第二数据进行划分，得到各电压区间对应的第二数据。其中，一个电压区间对应的第二数据中的电压在该电压区间内。接着，可针对各电压区间，根据该电压区间对应的第二数据，分析得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息。其中，一个电压区间对应的第二电量描述信息的数量与测试过程的次数相同。

下面一次测试过程为例，介绍如何获得一次测试过程中某电压区间[A,B]对应的第二电量描述信息。某电压区间[A,B]在该次测试过程中对应的第二数据构成了集合S。集合S中包括按照时间先后顺序排序的多条第二数据：s1～s23，其中，s1对应的时间早于s23对应的数据，第二数据s1中包括电量q(1)、电压v(1)；第二数据s2中包括电量q(2)、电压v(2)；其他以此类推。

作为一种可能的实现方式，所述第二电量描述信息为电量平均值q。

可从集合S中确定出作为基础值的第一样本电量值。然后，将该第一样本电量及集合S中在该第一电量值对应的第二数据之后的各条第二数据中的电量值作为第二样本电量值。其中，在该第一电量值对应的第二数据之后的第二数据，为对应的时刻在所述第一电量值对应的时刻之后的第二数据。可以直接任意选择一个电量作为所述第一样本电量值，也可以结合目标步长确定。所述目标步长可以根据该集合S中的数据条数确定，或者直接人为手动指定。

在确定第一样本电量值及第二样本电量值后，可计算各第二样本电量值与第一样本电量值的差作为第一样本电量差值。之后，可计算出各第一样本电量差值的平均值作为电量平均值q，即作为所述第二电量描述信息。

上述获得过程可以采用以下方式表示：目标步长step＝取整(L/10)+2，L表示集合S中的数据总条数；电量平均值q＝取平均值(q(step:L)–q(step))，q(step)表示目标步长step对应的电量，q(step:L)表示第step到L各自对应的电量值。

下面以集合S中包括多条第二数据：s1～s23为例对上述过程进行举例说明。在该举例中，1秒一条第二数据。

目标步长step＝取整(23/10)+2＝4。在此情况下，有：电量平均值q＝取平均值(q(4:23)–q(4))，q(4)表示第4秒时的累计电量，q(4:23)表示从第4秒到23秒的电量值。

电量平均值q的具体计算方式为：首先得到计算多个第一样本电量差值q(4)-q(4)、q(5)-q(4)、q(6)-q(4)、…、q(24)-q(4)，然后计算上述第一样本电量差值的平均值，作为电量平均值q。如此可得到所述第二电量描述信息。

作为另一种可能的实现方式，所述第二电量描述信息为均值dqdv。

可以首先确定目标步长，然后根据所述目标步长从集合S中确定出多个第二数据对。其中，所述目标步长用于表示一个第二数据对中的两条第二数据之间的时间间隔，可以是直接人为手动设置的，还可以是根据集合S的条数自动计算得到的，具体可以结合实际需求设置。然后，针对各第二数据对，根据该第二数据对中的电量计算得到第二样本电量差值，并根据该第二数据对中的电压计算得到样本电压差值。之后，可根据各所述第二数据对对应的第二样本电量差值及样本电压差值之间的第二比值，确定出所述第二电量描述信息。可选地，可以将第二比值中的众值、平均值等作为所述第二电量描述信息。

在一种实现方式中，可以将第二比值进行滤波处理，然后将滤波结果的平均值(即均值dqdv)作为所述第二电量描述信息。由此，可减小噪声的影响。

上述获得过程可以采用方式表示：dq＝q(step:L)-q(1:L-step+1)，一一对应相减；dv＝v(step:L)-v(1:L-step+1)，一一对应相减；DQ/DV＝dq/dv；均值dqdv＝取平均值(DQ/DV)。其中，v(step:L)表示第step到L各自对应的电压值。

下面以集合S中包括多条第二数据：s1～s23为例对上述过程进行举例说明。在该举例中，1秒一条第二数据。

目标步长step＝取整(23/10)+2＝4。在此情况下，有：q(4:23)，表示从第4秒到23秒的电量值；q(1:20)，表示从第1秒到20秒的电量值；v(4:23)表示从第4秒到23秒的电压值；v(1:20)，表示从第1秒到20秒的电压值。

均值dqdv的具体计算方式如下。首先得到计算多个第二样本电量差值：dq1＝q(4)-q(1)；dq2＝q(5)-q(2)；dq3＝q(6)-q(3)；…；dq20＝q(23)-q(20)。以及计算得到多个样本电压差值：dv1＝v(4)-v(1)；dv2＝v(5)-v(2)；dv3＝v(6)-v(3)；…；dv20＝v(23)-v(20)。之后，计算出各第二比值：dq1/dv1；dq2/dv2；…；dq20/dv20。最后，对上述第二比值进行滤波，并计算出滤波结果的平均值dqdv作为第二电量描述信息。

其中，值得说明的是，数据的采集频率在测试时和实际应用时可一致，实际应用时所使用的步长与基于测试获得对应关系集合时的步长一致。或者将上述步长采用时间间隔描述，在实际进行估算时，可根据该时间间隔计算相应的第一电量描述信息。所述第一电量描述信息的获得方式与实际估算时所使用的第二电量描述信息的获得方式相同。比如，在获得所述对应关系集合时，计算第二电量描述信息时使用的步长对应的实际时长为4s，则在估算过程中计算第一电量描述信息时使用的步长对应的实际时长也为4s，并且获得所述对应关系集合时与获得的实际充电数据对应的数据采集频率相同。

按上述方式对各电压区间在各次测试过程中的第二数据进行处理后，可获得各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息。

步骤S240，根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得所述对应关系集合。

在获得各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值的情况下，作为一种可能的实现方式，可以将该各电压区间均作为一个标准电压区间，进而根据该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值获得该电压区间对应的对应关系，从而得到所述对应关系集合。

作为另一种可能的实现方式，为进一步提高后续估算的准确性，可通过图4所示获得所述对应关系集合。请参照图4，图4为图3中步骤S240包括的子步骤的流程示意图。

步骤S241，根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，计算得到各电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值之间的相关性。

步骤S242，确定出对应的相关性满足高相关性要求的电压区间作为标准电压区间，并根据该标准电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，确定该标准电压区间对应的对应关系。

在本实施例中，可针对各电压区间，根据该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，分析得到该电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值之间的相关性。然后根据所述高相关性要求，基于各电压区间对应的相关性，从多个电压区间中确定出标准电压区间，进而根据该标准区间对应的在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，确定该标准电压区间对应的对应关系。如此，可获得可提高后续估算准确度的对应关系集合。

其中，可以采用最大信息系数描述所述相关性，也可以采用其他方式描述所述相关性，在此不进行具体限定。所述高相关性要求用于筛选出第二电量描述信息与SOH值相关性高的电压区间。所述高相关性要求可以是预先结合实际需求确定。比如，所述高相关性要求中包括阈值，可将相关性大于该阈值的电压区间均作为标准电压区间；或者，所述高相关性要求中包括数量值，可按照相关性由高至低的顺序，选出所述数据值个电压区间作为所述标准电压区间，例如，选出相关性最高的1个电压区间作为标准电压区间，或者按照相关性由高至低的顺序选出3个电压区间作为标准电压区间。

在确定出标准电压区间后，可将一标准电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值直接作为该标准电压区间所对应的对应关系，后续在使用时可直接进行查询；若无法查询到，则可以通过数据拟合确定出对应的SOH值。或者，可对一标准电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值进行分析，获得对应的估计函数，后续可利用该估计函数估算出对应的SOH值；或者，还可以根据一标准电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值训练得到预测模型，以利用神经网络预测出SOH值。

按上述方式对电池整个生命周期的充/放电数据进行处理，可以得到各次循环中每个dv区间电量的平均值q或均值dqdv，将每个dv区间的平均值q或均值dqdv与对应的电池SOH进行对比，可发现多个dv区间的平均值q或均值dqdv与SOH具有很高的相关性。

下面结合图5-图8，以充电为例，对某三元锂电池的平均值q或均值dqdv与SOH的相关性进行简要说明。

如图5所示，三元锂电池的电池充电电量随循环次数的增加降低。在一个d区间的压差为50mv时，如图6所示，电压区间3.6-3.65v在整个生命周期中的充入电量的平均值q随着循环次数变化；如图7所示，电压区间4.05-4.1v在整个生命周期中的充入电量的平均值q随着循环次数变化；上述两个电压区间充入电量平均值q与电池容量变化的相关系数采用最大信息系数(Maximal information coefficient,MIC)表示，均为1.0：最大信息系数＝1.0。其中，图6及图7中的纵轴表示平均值q。

如图8所示，统计循环过程中充电电压区间3.6-3.65v内均值dqdv随循环次数的变化，充电电压区间3.6-3.65v内均值dqdv与电池容量变化的相关系数采用最大信息系数表示，为1.0。其中，图8中的纵轴表示均值dqdv。

下面结合图9-图11，对某磷酸铁锂电池的平均值q或均值dqdv与SOH的相关性进行简要说明。

如图9所示，某磷酸铁锂电池的电池充电电量随循环次数的增加降低。在一个d区间的压差为10mv时，如图10所示，电压区间3.48-3.49v在整个生命周期中的充入电量的平均值q随着循环次数变化；如图11所示，电压区间3.51-3.52v在整个生命周期中的充入电量的平均值q随着循环次数变化；上述两个电压区间充入电量平均值q与电池容量变化的相关系数采用最大信息系数(Maximal information coefficient,MIC)表示，分别为：0.8462、0.9225。

可选地，由于温度会影响电池的工作情况，为保证该对应关系集合所描述的信息的准确性，在获得上述对应关系集合时，还可以采集获得上述对应关系集合时样本电池的工作温度作为该对应关系集合对应的标准温度。

在此情况下，还可以通过在不同温度下进行测试的方式或其他方式，获得温度与电量描述信息之间的关系。温度与电量描述信息之间的关系，用于指示不同温度下的电量描述信息的对应关系，比如，T1温度下的电量描述信息C相当于T2温度下的电量描述信息D。温度与电量描述信息之间的关系的具体表示方式可以结合实际需求确定。比如，在仅需要将当前的电量描述信息转换为特定温度下时，则可以将温差与调整信息的对应关系作为上述温度与电量描述信息之间的关系；在使用时，可以根据当前温度及特定温度之间的温差、预先获得的温差与调整信息的对应关系，确定出需要使用的调整信息，然后基于需要使用的调整信息对当前的电量描述信息进行调整，即可获得与当前温度下的电量描述信息所对应的在特定温度下的电量描述信息。或者，在仅需要将当前的电量描述信息转换为特定温度下时，可以将获得的相应的函数关系作为上述温度与电量描述信息之间的关系，通过该函数关系可直接将当前温度下的电量描述信息转换为特定温度下的电量描述信息。值得说明的是，上述仅为举例说明，具体可以结合实际需求确定，只要基于该温度与电量描述信息之间的关系将某温度下的电量描述信息转换为另一温度下的电量描述信息即可。

在获得上述对应关系集合的情况下，可在需要估算时获得所述目标电池的实际充电数据。然后，可通过图12所示方式获得所述第一电量描述信息。请参照图12，图12为图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图。在本实施例中，步骤S120可以包括子步骤S121～子步骤S122。

子步骤S121，从所述实际充电数据中获得与所述目标标准电压区间对应的目标充电数据。

子步骤S122，根据所述目标充电数据计算得到所述第一电量描述信息。

在本实施例中，可根据所述实际充电数据中每条第一数据中的电压及所述对应关系集合所对应的各标准电压区间，并将1个在所述实际充电数据对应的电压范围内的标准电压区间作为目标标准电压区间。之后，可根据所述实际充电数据中每条第一数据中的电压，从所述实际充电数据中选出电压在所述目标标准电压区间内的第一数据，以得到目标充电数据。所述目标充电数据中包括多条对应不同时刻的第一数据。

在获得所述目标充电数据的情况下，可根据获得所述对应关系集合时所述第二电量描述信息的计算方式，计算得到该目标充电数据对应的第一电量描述信息。

作为一种可能的实现方式，所述第一电量描述信息为充入电量平均值q，可通过图13所示方式获得该第一电量描述信息。请参照图13，图13为图12中子步骤S122包括的一种子步骤的流程示意图。在本实施例中，子步骤S122可以包括子步骤S1221～子步骤S1223。

子步骤S1221，从所述目标充电数据中确定出第一电量值，并将该第一电量值及所述目标充电数据中在所述第一电量值对应的第一数据之后的各条第一数据中的电量值作为第二电量值。

子步骤S1222，计算各第二电量值与所述第一电量值之间的第一电量差值。

子步骤S1223，计算各所述第一电量差值的平均值，得到所述第一电量描述信息。

在本实施例中，可根据获得所述对应关系集合中确定第一样本电量值的方式从所述目标充电数据中确定出第一电量值。比如，均将第4条数据中的电量作为基础值，即在获得所述对应关系集合时将第4条数据中的电量作为第一样本电量值，估算时则可将目标充电数据中的第4条数据中的电量作为第一电量值。之后，将该第一电量值及所述目标充电数据中在所述第一电量值对应的第一数据之后的各条第一数据中的电量值作为第二电量值，并计算出每一个第二电量值与第一电量值的差值，进而计算出上述差值的平均值q作为所述第一电量描述信息。所述第一电量描述信息的获得方式与所述第二电量描述信息的获得方式相同，在此不再赘述。

作为另一种可能的实现方式，所述第一电量描述信息为均值dqdv，可通过图14所示方式获得该第一电量描述信息。请参照图14，图14为图12中子步骤S122包括的另一种子步骤的流程示意图。在本实施例中，子步骤S122可以包括子步骤S1225～子步骤S1227。

子步骤S1225，确定目标步长，并根据所述目标步长从所述目标充电数据中确定出多个第一数据对。

其中，所述第一数据对中的两条第一数据之间的时间间隔由所述目标步长确定。

子步骤S1226，针对各所述第一数据对，根据该第一数据对中的电量计算得到第二电量差值，并根据该第一数据对中的电压计算得到电压差值。

子步骤S1227，根据各所述第一数据对对应的第二电量差值及电压差值之间的第一比值，确定出所述第一电量描述信息。

在本实施例中，可计算得到由所述目标步长从所述目标充电数据中确定出的多个第一数据对各自对应的第二电量差值及电压差值，进而计算得到对应的第二电量差值及电压差值之间的第一比值。最后，可直接将上述第一比值的众值或平均值作为所述第一电量描述信息。或者对上述第一比值进行滤波，并计算滤波结果的平均值，以得到第一电量描述信息，即得到均值dqdv。

在获得所述第一电量描述信息的情况下，则可以结合所述目标标准电压区间对应的对应关系，获得该第一电量描述信息对应的SOH值，可将该SOH值作为所述目标电池的SOH估算值。如此，可以忽略电池运行条件差异，直接对SOH进行估算。

可选地，作为一种可能的实施方式，可以直接根据所述第一电量描述信息及所述目标标准电压区间对应的对应关系，获得所述SOH估算值。比如，在所述目标标准电压区间对应的对应关系为一个估计函数时，可以直接将该第一电量描述信息输入到该估计函数中，并计算出的值作为所述SOH估算值。如此，可以快速得到SOH估算值。

可选地，作为另一种可能的实现方式，可以获得所述目标电池在所述实际充电数据对应的充电过程中的实际工作温度，并判断该实际工作温度与所述对应关系集合对应的标准温度是否相同。若相同，则直接根据所述第一电量描述信息及所述目标标准电压区间对应的对应关系，获得所述SOH估算值。若不同，则可以根据温度与电量描述信息之间的关系，获得所述目标电池在当前温度下的所述第一电量描述信息在所述对应关系集合对应的标准温度下对应的第三电量描述信息；然后，根据所述第三电量描述信息及所述目标标准电压区间对应的对应关系，获得所述SOH估算值。比如，在实际工作温度与标准温度不同时，若所述目标标准电压区间对应的对应关系为一个估计函数，则可以直接将获得的第三电量描述信息输入到该估计函数中，并计算出的值作为所述SOH估算值。如此，可以提高SOH估算的准确性。

本申请实施例还提供一种如图3所示的数据分析方法，该方法可由分析设备执行，分析设备通过该数据分析方法获得的对应关系集合。所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系，所述对应关系集合用于在估算电池的SOH值时使用。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种电池SOH估算装置200的实现方式，可选地，该电池SOH估算装置200可以采用上述图1所示的电子设备100的器件结构。进一步地，请参照图15，图15为本申请实施例提供的电池SOH估算装置200的方框示意图。需要说明的是，本实施例所提供的电池SOH估算装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。在本实施例中，所述电池SOH估算装置200应用于估算设备，所述电池SOH估算装置200可以包括：数据获取模块210及估算模块220。

所述数据获取模块210，用于获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据。其中，所述实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量。

所述估算模块220，用于根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值。其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。

在本实施例中，在所述电池SOH估算装置200还用于预先分析得到所述对应关系集合的情况下，所述电池SOH估算装置200还可以包括数据分析模块。获得所述对应关系集合时所使用的样本电池与所述目标电池为材料类型相同的电池，所述数据分析模块通过以下方式获得所述对应关系集合：获得所述样本电池在整个生命周期内的数据集，其中，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量；根据将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间；根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息；根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得所述对应关系集合。

请参照图16，图16为本申请实施例提供的数据分析装置300的方框示意图。在本实施例中，所述数据分析装置300可应用于分析设备，所述数据分析装置300可包括：数据采集模块310、处理模块320及分析模块330。

所述数据采集模块310，用于获得样本电池在整个生命周期内的数据集。其中，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量。

所述处理模块，用于将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间。

所述分析模块，用于根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息。

所述分析模块，还用于根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得对应关系集合。其中，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系，所述对应关系集合用于在估算电池的SOH值时使用。

可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图1所示的存储器110中或固化于电子设备100的操作系统(Operating System，OS)中，并可由图1中的处理器120执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器110中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的电池SOH估算方法。

综上所述，本申请实施例提供一种数据分析方法、电池SOH估算方法及装置、电子设备及可读存储介质，估算设备首先获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，该实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；然后，根据获得的实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，进而根据保存的对应关系集合及第一电量描述信息，获得该目标电池的SOH估计值。其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。如此，可基于获得的标准电压区间所对应的电量描述信息与SOH值之间的对应关系，对目标电池的SOH值进行估算，并且误差小、易于实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池SOH估算方法，其特征在于，应用于估算设备，所述方法包括：

获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，其中，所述实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；

根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值，其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，包括：

从所述实际充电数据中获得与所述目标标准电压区间对应的目标充电数据，其中，所述目标充电数据对应的电压在所述目标标准电压区间内；

根据所述目标充电数据计算得到所述第一电量描述信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标充电数据中包括多条对应不同时刻的第一数据，所述根据所述目标充电数据计算得到所述第一电量描述信息，包括：

从所述目标充电数据中确定出第一电量值，并将该第一电量值及所述目标充电数据中在所述第一电量值对应的第一数据之后的各条第一数据中的电量值作为第二电量值；

计算各第二电量值与所述第一电量值之间的第一电量差值；

计算各所述第一电量差值的平均值，得到所述第一电量描述信息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标充电数据中包括按照时间先后顺序排列的多条第一数据，所述根据所述目标充电数据计算得到所述第一电量描述信息，包括：

确定目标步长，并根据所述目标步长从所述目标充电数据中确定出多个第一数据对，其中，所述第一数据对中的两条第一数据之间的时间间隔由所述目标步长确定；

针对各所述第一数据对，根据该第一数据对中的电量计算得到第二电量差值，并根据该第一数据对中的电压计算得到电压差值；

根据各所述第一数据对对应的第二电量差值及电压差值之间的第一比值，确定出所述第一电量描述信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值，包括：

判断所述目标电池在所述实际充电数据对应的充电过程中实际工作温度与所述对应关系集合对应的标准温度是否相同；

若不同，则根据温度与电量描述信息之间的关系，获得所述目标电池在当前温度下的所述第一电量描述信息在所述标准温度下对应的第三电量描述信息；

根据所述第三电量描述信息及所述对应关系集合，得到所述SOH估计值。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值之间的相关性满足高相关性要求，所述标准电压区间的最大值与最小值之差不大于预设值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述对应关系集合时所使用的样本电池与所述目标电池为材料类型相同的电池，所述对应关系集合通过以下方式得到：

获得所述样本电池在整个生命周期内的数据集，其中，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量；

将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间；

根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息；

根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得所述对应关系集合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得所述对应关系集合，包括：

根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，计算得到各电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值之间的相关性；

确定出对应的相关性满足高相关性要求的电压区间作为标准电压区间，并根据该标准电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，确定该标准电压区间对应的对应关系。

9.一种数据分析方法，其特征在于，应用于分析设备，所述方法包括：

获得样本电池在整个生命周期内的数据集，其中，所述数据集为恒流充电数据集或恒流放电数据集，所述数据集中包括各次测试过程对应的电压电流数据及SOH值，各次的电压电流数据中包括该次测试过程中按照时间先后顺序排列的多条第二数据，每条第二数据中均包括对应的电压及电量；

将所述数据集对应的电压范围划分为多个电压区间；

根据各所述电压区间对应的第二数据，计算得到该电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息；

根据各电压区间在各次测试过程中对应的第二电量描述信息及SOH值，获得对应关系集合，其中，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系，所述对应关系集合用于在估算电池的SOH值时使用。

10.一种电池SOH估算装置，其特征在于，应用于估算设备，所述装置包括：

数据获取模块，用于获得目标电池在恒流条件下的实际充电数据，其中，所述实际充电数据包括不同时间对应的电压及电量；

估算模块，用于根据所述实际充电数据计算得到目标标准电压区间对应的第一电量描述信息，并根据保存的对应关系集合及所述第一电量描述信息，获得所述目标电池的SOH估计值，其中，所述目标标准电压区间在所述实际充电数据对应的电压范围内，所述第一电量描述信息用于描述充入的电量或用于描述充入的电量与对应的电压变化情况之间的关系，所述对应关系集合预先在恒流条件下得到，所述对应关系集合中包括至少一个标准电压区间对应的第二电量描述信息与SOH值的对应关系。