CN117595472B - 电芯均衡方法、装置、存储介质及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电芯均衡方法、装置、存储介质及电子装置，该电芯均衡方法包括：获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将第一电芯的第一荷电状态值映射至电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；根据电荷容量均衡关系将第一电芯容量映射至第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量；基于目标荷电状态值和目标电芯容量计算出第一电芯对应的目标调节容量；根据目标调节容量和第二电芯的可调节容量，对第一电芯和第二电芯进行均衡处理。采用上述技术方案，解决了不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯均衡方法、装置、存储介质及电子装置。
背景技术
目前，通过电芯混用的方式可以有效地发挥各体系电池的优势，但是不同的电芯因为生产工艺、使用温度等原因会导致电池能量分布不均，长时间使用会出现电池过充、过放、发热等问题，因此通过电芯均衡技术对电池组中的不同电芯进行均衡处理，而传统的电芯均衡方法往往是对单一化学体系的电芯进行均衡，对于包含不同化学体系电芯的电池包的均衡效果并不理想。
因此，相关技术中，存在不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题。
针对相关技术中，针对不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种电芯均衡方法、装置、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中，不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题。
根据本申请实施例的一个实施例，提供了一种电芯均衡方法，包括：获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
在一个示例性实施例中，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系确定出所述当前荷电状态值对应的目标荷电状态值，包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最高荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第二荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐；利用所述第一额定容量与所述第二额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第二荷电状态值为所述第一额定容量与所述第二额定容量之差与第一额定容量的比值。
在一个示例性实施例中，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量，包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，确定最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值，并将所述计算差值与所述目标电芯容量之间的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量。
在一个示例性实施例中，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最大值；比较各个所述目标调节容量与所述最大值之间的第一差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最大值之间的第二差值；当所述第一差值符合第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第二差值符合所述第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
在一个示例性实施例中，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值，包括：在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最低荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第三荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐；利用所述第二额定容量与所述第一额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第三荷电状态值为所述第二额定容量与所述第一额定容量的比值。
在一个示例性实施例中，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量，包括：将所述目标荷电状态值与所述目标电芯容量的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量；所述根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最小值；比较各个所述目标调节容量与所述最小值之间的第三差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最小值之间的第四差值；当所述第三差值符合第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第四差值符合所述第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
在一个示例性实施例中，所述方法还包括：在以下情况之一发生的情况下，关闭进行均衡处理的目标电芯的均衡通道：所述均衡通道的温度大于预设温度值；所述均衡通道发生故障；所述目标电芯的荷电状态值小于预设荷电状态值；所述均衡通道的开启时长大于所述目标电芯的预设均衡时长。
在一个示例性实施例中，在所述根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间之前，还包括：确定所述第一电芯和所述第二电芯的安全等级；当所述第一电芯的安全等级低于所述第二电芯的安全等级时，确定所述预设均衡策略为底端均衡策略。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电芯均衡装置，包括：获取模块，用于获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；映射模块，用于根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；计算模块，用于基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；均衡模块，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述电芯均衡方法。
根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，上述处理器通过计算机程序执行上述的电芯均衡方法。
在本申请实施例中，在对电池包中的电芯进行监测获得电芯当前荷电状态值和当前电芯容量之后，根据不同的均衡策略确定电芯的目标荷电状态值以及目标电芯容量，进而通过电芯的目标荷电状态值和目标电芯容量计算出电芯对应的目标调节容量；然后根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。采用上述技术方案，解决了不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题，进而实现提高电池组的整体性能和使用寿命的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的一种电芯均衡方法的硬件环境示意图；
图2是根据本申请实施例的一种电芯均衡方法的流程图；
图3是根据本申请实施例的一种电芯均衡策略与SOC对应关系的示意图；
图4是根据本申请实施例的一种电芯均衡过程容量的计算原理示意图；
图5是根据本申请实施例的一种电芯均衡装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在计算机装置或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机装置上为例，图1是本申请实施例的电芯均衡方法的计算机装置的硬件结构框图。如图1所示，计算机装置可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器（Microcontroller Unit，简称是MCU）或可编程逻辑器件（Programmable logic device，简称是PLD））和用于存储数据的存储器104，在一个示例性实施例中，上述计算机装置还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机装置的结构造成限定。例如，计算机装置还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的电芯均衡方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，相当于实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机装置的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种电芯均衡方法，应用于上述终端设备，图2是根据本申请实施例的电芯均衡方法的流程图，该流程包括如下步骤：
步骤S202，获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
需要说明的是，上述步骤S202中，所述电池包中至少包含两个不同额定容量的电芯，所述不同额定容量的电芯可以是不同化学体系的电芯。第一电芯为额定容量较大的电芯，第一荷电状态值为BMS计算出的第一电芯的电芯真实荷电状态值（真实SOC），第一电芯容量为BMS计算出的第一电芯的电芯实际容量。
步骤S204，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；
具体的，步骤S204为根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系在电池包充放电过程中将所述第一电芯实际充放电循环过程中的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值。
需要说明的是，上述步骤S204中，所述预设均衡策略至少包括顶端均衡策略和底端均衡策略。其中，顶端均衡策略是指将两种电芯SOC=100%的状态对齐，即在对电池包充电时，保证两种电芯同时达到充满状态，可以最大化利用电池包的充放电能量。底端均衡策略是指将两种电芯SOC=0%的状态对齐，即在对电池包放电时，保证两种电芯同时达到放空状态，可以保证电池包在安全的充放电范围内工作。
目标荷电状态值是第一电芯的第一荷电状态值（真实SOC）映射至第二电芯的荷电状态值区间时所计算得到的荷电状态值。
步骤S206，根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；
需要说明的是，例如当上述电池包中包括至少3种类型的电芯时，第二电芯为电池包中额定容量最小的电芯，第一电芯为电池包中除了第二电芯之外的其他电芯。目标电芯容量是第一电芯的第一电芯容量（电芯实际容量）映射至第二电芯的电芯容量区间时所计算得到的电芯容量。
步骤S208，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
需要说明的是，上述步骤S208中，计算出所述第一电芯对应的目标调节容量包括计算出所述第一电芯对应的实际可充电容量或实际可放电容量。
步骤S210，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
通过上述步骤，可以在对电池包中的电芯进行监测获得电芯当前荷电状态值和当前电芯容量之后，根据不同的均衡策略确定电芯的目标荷电状态值以及目标电芯容量，进而通过电芯的目标荷电状态值和目标电芯容量计算出电芯对应的目标调节容量；然后根据目标调节容量和第二电芯的可调节容量，对第一电芯和第二电芯进行均衡处理。即实现了对电池组中不同类型的电芯进行均衡处理，使得电池包中各电芯在电压、容量等方面达到相对一致的水平，提高了电池包能量利用率、增强了电池包的安全性。解决了相关技术中，不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题，进而实现提高电池组的整体性能和使用寿命的效果。
在一种可能的实施例中，对于上述步骤S204中根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值的实现过程，具体包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最高荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第二荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐；利用所述第一额定容量与所述第二额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第二荷电状态值为所述第一额定容量与所述第二额定容量之差与第一额定容量的比值。
需要说明的是，荷电状态值表示电池剩余容量占电池总容量的比例。
示例性的，在上述实施例中，如图3中的顶端对齐所示，A/B电芯串联连接，其中，电芯A（相当于第二电芯）与电芯B（相当于第一电芯）分别表示电池包中不同额定容量的两个电芯，其中，电芯B的额定容量大于电芯A的额定容量/>。在顶端对齐的策略中，模组充电截止时A/B电芯同时达到满充状态（SOC=100%）；A电容容量小，模组放电截止时A电芯的荷电状态为0，此时B电芯剩余容量为/>，B电芯的荷电状态为/>。在此电池包内A电芯的SOC循环区间为[0,100%]，B电芯的SOC循环区间为[/>,100%]。将电芯B的最高荷电状态值SOC=100%对齐电芯A的最高荷电状态值SOC=100%，电芯B的第二荷电状态值SOC=/>对齐电芯A的最低荷电状态值SOC=0%，则B电芯的荷电状态值映射至A电芯荷电状态值区间的计算公式为：
在一个示例性实施例中，对于上述步骤S208中基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量的实现过程，具体包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，确定最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值，并将所述计算差值与所述目标电芯容量之间的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量。
可选的，在上述实施例中，例如所述目标荷电状态值为，所述目标电芯容量为/>，在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值为/>，则所述第一电芯对应的目标调节容量为：
其中，代表所述第一电芯的实际可充电容量（相当于目标调节容量）。
需要说明的是，第一电芯的目标电芯容量计算方式如下：
目标电芯容量为第一电芯容量与（第二电芯额定容量/第一电芯额定容量）的乘积，进而将第一电芯容量映射至第二电芯的电芯容量区间。
以第一电芯为电芯B为例，电芯B的第一电芯容量可以通过公式计算或者直接通过BMS获取，本申请实施例对其确定方式不做限制，示例性的，第一电芯容量的计算方式为：
其中，代表电芯B在低电量区间的开路电压（Open Circuit Voltage，OCV）的/>时刻进行校正后准确的SOC值，/>代表电芯B在高端OCV的/>时刻进行校正后或满充的时刻进行校正后准确的SOC值，/>代表/>与/>两次校正区间内安时积分的容量，i代表电芯充放电电流，即：
则第一电芯的目标电芯容量为：
电池包中包括多个第一电芯和多个第二电芯，每个第一电芯对应一个模板调节容量，每个第二电芯对应一个可调节容量，当预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，第二电芯的可调节容量为第二电芯的可充电容量，基于此，在一个示例性实施例中，可以通过以下方式实现上述步骤S210中根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，具体包括：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最大值；比较各个所述目标调节容量与所述最大值之间的第一差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最大值之间的第二差值；当所述第一差值符合第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第二差值符合所述第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
为了便于理解，示例性的，以电池包中存在K个第一电芯和M个第二电芯为例进行示例性说明。在上述实施例中，以第一电芯为上述电芯B为例，第一电芯对应的目标调节容量为：
以此类推，电池包内所有第一电芯的目标调节容量为：
…
以第二电芯为上述电芯A为例，第二电芯对应的可调节容量为：
以此类推，电池包内所有第二电芯的可调节容量为：
…
取所有目标调节容量及可调节容量中的最大值为，即在/>、/>……/>、/>、/>……/>中选取最大值/>，然后比较各个目标调节容量及可调节容量与最大值之间的差值，进而在差值满足第一预设条件的电芯进行均衡。其中，第一预设条件为：
）＞/>；
为用于比较的目标调节容量或可调节容量，/>为预设值，/>为/>和/>中额定容量较小的值，此处/>。
具体的，各个目标调节容量与所述最大值之间的第一差值（），其中/>为所有第一电芯的目标调节容量中用于比较的目标调节容量，当第一差值符合第一预设条件时，即/>）＞/>时，开启/>所对应的第一电芯的电芯均衡通道，当/>）＜/>时，关闭该第一电芯均衡通道。比较各个可调节容量与所述最大值之间的第二差值（/>），其中/>为所有第二电芯的可调节容量中用于比较的可调节容量，当第二差值符合第一预设条件时，即）＜/>时，开启/>所对应的第二电芯的电芯均衡通道，当）＜/>时，关闭该第二电芯均衡通道。其中，/>、/>为预设值，且>/>作滞回处理防止电芯均衡回路反复开启与关闭。
可选的，在上述实施例中，均衡容量的计算公式为：
。
根据电芯均衡时的额定工作电流可计算出该电芯需要的均衡时间/>，计算公式如下：
。
在另一种可能的实施例中，对于上述步骤S204中根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值，包括：
在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最低荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第三荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐；利用所述第二额定容量与所述第一额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第三荷电状态值为所述第二额定容量与所述第一额定容量的比值。
示例性的，在上述实施例中，如图3中的底端对齐所示，A/B电芯串联连接，其中，电芯A（相当于第二电芯）与电芯B（相当于第一电芯）分别表示电池包中不同额定容量的两个电芯，其中，电芯B的额定容量大于电芯A的额定容量/>。在底端对齐的策略中，模组放电截止时A/B电芯同时达到放空状态（SOC=0%）；A电容容量小，模组充电截止时A电芯的荷电状态为100%，此时B电芯充入容量为/>，B电芯的荷电状态为/>。在此电池包内A电芯的SOC循环区间为[0,100%]，B电芯的SOC循环区间为[0%,/>]。将电芯B的最低荷电状态值SOC=0%对齐电芯A的最低荷电状态值SOC=0%，电芯B的第三荷电状态值/>对齐电芯A的最高荷电状态值SOC=100%，则B电芯的荷电状态值映射至A电芯荷电状态值区间的计算公式为：
；
在一个示例性实施例中，对于上述步骤S208中基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量的实现过程，具体包括：将所述目标荷电状态值与所述目标电芯容量的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量；所述根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最小值；比较各个所述目标调节容量与所述最小值之间的第三差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最小值之间的第四差值；当所述第三差值符合第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第四差值符合所述第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
可选的，在上述实施例中，例如所述目标荷电状态值为，所述目标电芯容量为/>，在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，则述第一电芯对应的目标调节容量为：
其中，代表所述第一电芯的实际可放电容量（相当于目标调节容量）。
需要说明的是，第一电芯的目标电芯容量与顶端对齐策略的计算方式一致，不再赘述。
为了便于理解，示例性的，以电池包中存在K个第一电芯和M个第二电芯为例进行示例性说明。在上述实施例中，以第一电芯为上述电芯B为例，第一电芯对应的目标调节容量为：
以此类推，电池包内所有第一电芯的目标调节容量为：
、/>、…、。
可选的，以第二电芯为上述电芯A为例，第二电芯对应的可调节容量为：
以此类推，电池包内所有第二电芯的可调节容量为：
、/>、…、。
取所有目标调节容量和可调节容量中的最小值为，即在/>、/>、…、、/>、…、/>中选取最小值，比较各个目标调节容量及可调节容量与最小值之间的差值，进而在差值满足第二预设条件的电芯进行均衡。其中，第二预设条件为：
）＞/>。
为用于比较的目标调节容量或可调节容量，/>为预设值，/>为/>和/>中额定容量较小的值，此处/>。
当）＞/>时开启/>对应的第一电芯或第二电芯，当）＜/>时，关闭/>对应的第一电芯或第二电芯，其中，/>、/>为预设值，且/>>/>作滞回处理防止电芯均衡回路反复开启与关闭。
在一个示例性实施例中，所述方法还包括：在以下情况之一发生的情况下，关闭进行均衡处理的目标电芯的均衡通道：所述均衡通道的温度大于预设温度值；所述均衡通道发生故障；所述目标电芯的荷电状态值小于预设荷电状态值；所述均衡通道的开启时长大于所述目标电芯的预设均衡时长。
在一个示例性实施例中，在执行上述步骤S204中在所述根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间之前，还可以执行以下内容：确定所述第一电芯和所述第二电芯的安全等级；当所述第一电芯的安全等级低于所述第二电芯的安全等级时，确定所述预设均衡策略为底端均衡策略。
通过将额定容量大的电芯的安全等级低于额定容量小的安全等级时，采用底端均衡策略，即，第一电芯和第二电芯的底端对齐，则额定容量大的电芯不会达到满充，电量保持在较低水平，提高安全性。
电池的安全等级可以通过电芯的稳定性和可靠性等来判断，本申请实施例对此不做限制，现有技术中常用的电池体系包括三元锂电芯、磷酸锰铁锂电芯、磷酸铁锂电芯、钠离子电芯，从安全等级来看，三元锂电芯低于磷酸锰铁锂电芯低于磷酸铁锂电芯低于钠离子电芯。例如，电池包中包括三元锂电芯和磷酸铁锂电芯，三元锂电芯的安全等级低于磷酸铁锂电芯，则当三元锂电芯容量较大时，考虑底端对齐策略，两种电芯SOC=0%状态相对齐，保证同时放空，使容量高的三元电芯的能量保持在较低水平，提高安全性。当三元锂电芯容量较小时，考虑顶端对齐策略，两种电芯SOC=100%状态相对齐，保证同时充满，电池包在可用的充放电区间内电压较高，最大化利用电池包的充放电能量。
可选的，在以上实施例中，可以通过传感器或采样芯片采集电芯信息，例如通过AFE模拟前端采集单个电芯单体温度及电压，通过霍尔传感器采集电芯模组电流，通过差分电路或分压电路采集电池包总电压等等。进一步的，完成电芯的信息采集后可以计算电芯单体荷电容量，电芯单体实际容量，判断电芯均衡的开启条件等等，然后通过MCU或单片机执行均衡通道开启或关闭的动作。为了更好的理解上述电芯均衡方法的过程，以下再结合可选实施例对上述电芯均衡的实现方法流程进行说明，但不用于限定本申请实施例的技术方案。
图4是根据本申请实施例的一种电芯均衡过程容量计算示意图，在一个具体的实施例中，如图4所示：
A、B为两种不同化学体系的电芯，在同一个电池包中串联连接，A电芯为LFP（LiFePO4 ，磷酸铁锂）电芯（相当于上述的第二电芯），其额定容量为135Ah；B电芯为NCM（Ni镍、Co钴、Mn锰，三元锂）电芯（相当于上述的第一电芯），其额定容量为174Ah。
其中，在本实施例中以采取顶端均衡策略为例，为了使得电池包的可用能量最大化，尽可能地保证所有电芯同时充满。
其中，LFP电芯容量较小，理想状态下可实现满充和满放，充放电循环SOC范围为：0%-100%；NCM电芯容量较大，理想状态下底端无法放出的容量为NCM电芯额定容量与LFP电芯额定容量/>的差值，即39Ah，通过计算可得：
即MCN电芯充放电循环SOC区间范围为-100%。
为便于计算，需要将NCM电芯的SOC区间映射到与LFP电芯相同SOC区间。其中，SOC映射关系为：
带入数值可化简为：
其中，LFP电芯的SOC值不需要进行映射，其实际容量的计算方法通常采用两点法，即记录电芯分别在低SOC区间的OCV校正后的，和在高SOC区间的OCV校正后的/>，计算两次SOC校正区间内安时积分的容量：
。
此时电芯的实际容量为：
如图4所示：
LFP1电芯的实际容量 135Ah，LFP2电芯的实际容量 />132Ah，NCM1电芯的实际容量 />176Ah，NCM2电芯的实际容量 />173Ah。
需要说明的是，本实施例为便于说明，仅示意了两个LFP电芯和两个NCM电芯串联，实际应用中，电芯的数量可以增加或减少。
采取顶端对齐的控制策略，NCM电芯的循环SOC区间为22.4%-100%，对其进行归一化容量映射（相当于将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间），故NCM1电芯和NCM2电芯在充放电循环的实际容量具体计算过程如下：
其中对应NCM1电芯SOC区间为22.4%时的实际可充电容量（相当于目标电芯容量），/>对应NCM2电芯SOC区间为22.4%时的实际可充电容量（相当于目标电芯容量）。
设LFP1初始剩余容量为99Ah， LFP2初始剩余容量为98Ah，NCM1初始剩余容量为139Ah，NCM2初始剩余容量为138Ah。
此后对此电池包进行充电，充电34Ah后LFP2首先进入满充状态，充电停止，经过静置后可通过OCV曲线校正所有电芯SOC值：
对NCM1进行归一化SOC映射：
对NCM2进行归一化SOC映射：
由此计算各个电芯的可充电容量（相当于目标调节容量）：
取中的最大值记为/>，
经过计算可得：
即，LFP1电芯均衡通道不开启，均衡容量和均衡时间均为0，其中1%为预设值，可根据实际应用进行调整。
与上述计算过程类似，， LFP2电芯均衡通道开启，均衡容量为/>，若额定均衡电流为0.1A，则均衡时间为23.2h。
， NCM1电芯均衡通道不开启，均衡容量
和均衡时间均为0；， LFP2电芯均衡通道开启，均
衡容量为，均衡时间为13.2h。
将LFP2均衡时间23.2h和NCM2均衡时间13.2h均衡命令发送给均衡通道进行均衡动作，并将需求均衡时间存入存储器中。
实时计算当前已均衡时间和剩余均衡时间，当某个均衡通道剩余均衡时间小于等于0时，终止该通道的电芯均衡行为。当某均衡通道温度过高、某回路均衡故障、某回路电芯单体欠压故障时，中止该回路均衡动作，重新计算该回路需求均衡时间存入存储器中，故障恢复后，重新开启该通道均衡动作。
若出现采样故障、PCB板温过高故障、电池包过温故障、整包欠压故障时，中止所有回路均衡动作，重新计算所有回路需求均衡时间存入存储器中，故障恢复后，重新开启所有需要均衡的回路均衡动作。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例的方法。
图5是根据本申请实施例的一种电芯均衡装置的结构框图；如图5所示，包括：
获取模块52，用于获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
映射模块54，用于根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；
计算模块56，用于基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
均衡模块58，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
通过上述装置，可以在对电池包中的电芯进行监测获得电芯当前荷电状态值和当前电芯容量之后，根据不同的均衡策略确定电芯的目标荷电状态值以及目标电芯容量，进而通过电芯的目标荷电状态值和目标电芯容量计算出电芯对应的目标调节容量；然后根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。即实现了对电池组中不同类型的电芯进行均衡处理，使得电池包中各电芯在电压、容量等方面达到相对一致的水平，提高了电池包能量利用率、增强了电池包的安全性。解决了相关技术中，不同化学体系的电芯以及不同额定容量的电芯串联成电池包的容量均衡问题。
在一个示例性实施例中，上述映射模块54还用于：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最高荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第二荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐；利用所述第一额定容量与所述第二额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第二荷电状态值为所述第一额定容量与所述第二额定容量之差与第一额定容量的比值。
在一个示例性实施例中，上述计算模块56还用于基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量，包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，确定最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值，并将所述计算差值与所述目标电芯容量之间的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量。
在一个示例性实施例中，上述均衡模块58：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最大值；比较各个所述目标调节容量与所述最大值之间的第一差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最大值之间的第二差值；当所述第一差值符合第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第二差值符合所述第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
在一个示例性实施例中，上述映射模块54还用于：在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最低荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第三荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐；利用所述第二额定容量与所述第一额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第三荷电状态值为所述第二额定容量与所述第一额定容量的比值。
在一个示例性实施例中，上述计算模块56还用于：将所述目标荷电状态值与所述目标电芯容量的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量；所述根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最小值；比较各个所述目标调节容量与所述最小值之间的第三差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最小值之间的第四差值；当所述第三差值符合第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第四差值符合所述第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
在一个示例性实施例中，上述装置还用于：在以下情况之一发生的情况下，关闭进行均衡处理的目标电芯的均衡通道：所述均衡通道的温度大于预设温度值；所述均衡通道发生故障；所述目标电芯的荷电状态值小于预设荷电状态值；所述均衡通道的开启时长大于所述目标电芯的预设均衡时长。
在一个示例性实施例中，上述映射模块54还用于：确定所述第一电芯和所述第二电芯的安全等级；当所述第一电芯的安全等级低于所述第二电芯的安全等级时，确定所述预设均衡策略为底端均衡策略。
本申请的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，上述程序运行时执行上述任一项的方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
S1，获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
S2，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；
S3，根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；
S4，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
S5，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
S2，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；
S3，根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量；
S4，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
S5，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：非易失性存储器（Non-Voltage Memory，简称为NVM）、快闪存储器（Flash Memory）、U盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，简称为ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种电芯均衡方法，其特征在于，包括：
获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；
根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量，所述目标电芯容量表示所述第二额定容量除以所述第一额定容量所得到的商值与所述第一电芯容量之间的乘积；
基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理；
其中，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值，包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最高荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第二荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐；利用所述第一额定容量与所述第二额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第二荷电状态值为所述第一额定容量与所述第二额定容量之差与第一额定容量的比值；
其中，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量，包括：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，确定最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值，并将所述计算差值与所述目标电芯容量之间的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量；
或者，根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值，还包括：在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最低荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第三荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐；利用所述第二额定容量与所述第一额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第三荷电状态值为所述第二额定容量与所述第一额定容量的比值；
或者，基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量，还包括：将所述目标荷电状态值与所述目标电芯容量的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量。
2.根据权利要求1所述的电芯均衡方法，其特征在于，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：
确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最大值；
比较各个所述目标调节容量与所述最大值之间的第一差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最大值之间的第二差值；
当所述第一差值符合第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第二差值符合所述第一预设条件时，对符合所述第一预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
3.根据权利要求1所述的电芯均衡方法，其特征在于，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理，包括：
确定各个所述目标调节容量和各个所述可调节容量中的最小值；
比较各个所述目标调节容量与所述最小值之间的第三差值、以及比较各个所述可调节容量与所述最小值之间的第四差值；
当所述第三差值符合第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的目标调节容量所对应的第一电芯进行均衡，和/或，当所述第四差值符合所述第二预设条件时，对符合所述第二预设条件的可调节容量所对应的第二电芯进行均衡。
4.根据权利要求1所述的电芯均衡方法，其特征在于，所述方法还包括：
在以下情况之一发生的情况下，关闭进行均衡处理的目标电芯的均衡通道：
所述均衡通道的温度大于预设温度值；
所述均衡通道发生故障；
所述目标电芯的荷电状态值小于预设荷电状态值；
所述均衡通道的开启时长大于所述目标电芯的预设均衡时长。
5.根据权利要求1所述的电芯均衡方法，其特征在于，在所述根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间之前，还包括：
确定所述第一电芯和所述第二电芯的安全等级；
当所述第一电芯的安全等级低于所述第二电芯的安全等级时，确定所述预设均衡策略为底端均衡策略。
6.一种电芯均衡装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取对电池包中的第一电芯进行监测时得到的第一荷电状态值和第一电芯容量；
映射模块，用于根据预设均衡策略对应的电荷容量均衡关系将所述第一电芯的第一荷电状态值映射至所述电池包内的第二电芯的荷电状态值区间，得到目标荷电状态值；根据所述电荷容量均衡关系将所述第一电芯容量映射至所述第二电芯的电芯容量区间，得到目标电芯容量，其中，所述第一电芯的第一额定容量大于所述第二电芯的第二额定容量，所述目标电芯容量表示所述第二额定容量除以所述第一额定容量所得到的商值与所述第一电芯容量之间的乘积；
计算模块，用于基于所述目标荷电状态值和所述目标电芯容量计算出所述第一电芯对应的目标调节容量；
均衡模块，根据所述目标调节容量和所述第二电芯的可调节容量，对所述第一电芯和所述第二电芯进行均衡处理；
其中，所述映射模块还用于：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最高荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第二荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐；利用所述第一额定容量与所述第二额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第二荷电状态值为所述第一额定容量与所述第二额定容量之差与第一额定容量的比值；
其中，所述计算模块还用于：在确定所述预设均衡策略为顶端均衡策略的情况下，确定最高荷电状态值与所述目标荷电状态值的计算差值，并将所述计算差值与所述目标电芯容量之间的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量；
或者，所述映射模块还用于：在确定所述预设均衡策略为底端均衡策略的情况下，将所述第一电芯的最低荷电状态值与所述第二电芯的最低荷电状态值对齐，以及将所述第一电芯的第三荷电状态值与所述第二电芯的最高荷电状态值对齐；利用所述第二额定容量与所述第一额定容量之间的比例关系确定所述第一荷电状态值所对应的目标荷电状态值，其中，所述第三荷电状态值为所述第二额定容量与所述第一额定容量的比值；
或者，所述计算模块还用于：将所述目标荷电状态值与所述目标电芯容量的乘积确定为所述第一电芯对应的目标调节容量。
7.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至5任一项中所述的方法。
8.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至5任一项中所述的方法。
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