CN117687489A - 一种电池放电优化方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及计算机技术领域，提出一种电池放电优化方法、装置、设备及介质，其中方法包括：计算每一路并联电池组分别对应的剩余电量并基于其将负载的功耗分配到每一路并联电池组上；计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于每一路并联电池组对应分配到的功耗、备份时间以及单节电池的内阻计算单节电池对应的实际热应力并基于其判断单节电池是否正常；响应于确认单节电池正常，基于单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数，基于电池均衡系数对每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。本发明的方案提高了备份电池单元的整体使用寿命，有利于电池放电性能的提升。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种电池放电优化方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着大数据时代的到来，要求存储满足掉电数据不丢失，掉电过程数据完整且可以准确备份，由此对备份电池可靠性提出了新的要求，要求备份电池单元（Backup BatteryUnit，BBU）在存储正常时可以保证足够的电量储备，减小工作过程以及备电过程的电量损失。
然而，随着备份电池单元的并联电池组的增加，对备份电池单元的整体状态进行监控管理的方法无法察觉单节电池之间的性能差异以及放电过程中不同电池组之间的放电能力差异，影响备份电池单元的整体使用寿命，导致放电性能下降。
发明内容
有鉴于此，有必要针对以上技术问题，提供一种电池放电优化方法、装置、设备及介质。
根据本发明的第一方面，提供了一种电池放电优化方法，所述电池放电优化方法包括：
响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗；
计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量并基于其使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；
计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力；
基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常；
响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数，基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
在一些实施例中，所述计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量的步骤，包括：
保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路，并使所述备份电池组中的剩余并联电池组为断路；
在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量，并返回至所述保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路的步骤，直至计算完成所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量。
在一些实施例中，所述在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量的步骤，包括：
在当前连接状态下监测所述通路的并联电池组的电压值和电流值；
基于所述通路的并联电池组的电压值和电流值计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量。
在一些实施例中，所述响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗的步骤，包括：
响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，触发所述系统的负载进行降频工作；
记录当前所述负载的数据并将其写入到系统盘中并计算备份时间；
获取所述系统的负载进行降频工作对应的电流并基于其计算所述负载进行降频工作对应的功耗。
在一些实施例中，所述计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组内串联的单节电池分别接入包含假负载的电路并获取接入前后分别对应的第一电压值和第二电压值；
基于所述第一电压值、所述第二电压值以及所述假负载的电阻值计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻。
在一些实施例中，所述基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组对应分配到的电流值、所述备份时间以及所述单节电池的内阻按照焦耳热计算公式计算所述单节电池上产生的焦耳热，并基于所述单节电池上产生的焦耳热得到所述单节电池对应的实际热应力。
在一些实施例中，所述方法还包括：
获取所述单节电池对应的最大热应力值并设置判断所述单节电池是否正常的百分比阈值。
在一些实施例中，所述基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常的步骤，包括：
响应于所述单节电池对应的实际热应力大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池异常；
响应于所述单节电池对应的实际热应力不大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池正常。
在一些实施例中，所述方法还包括：
响应于确认所述单节电池异常，将所述单节电池的异常信息上报到所述系统的控制器，并减小所述单节电池所在的并联电池组上的电流。
在一些实施例中，所述响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于确认所述单节电池正常，获取所述系统当前工作状态，基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数。
在一些实施例中，所述单节电池的状态参数包括：
所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数。
在一些实施例中，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于所述系统当前处于正常工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第一预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数。
在一些实施例中，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，还包括：
响应于所述系统当前处于满负载工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第二预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数，其中所述健康状态参数在第二预设比例中的权重高于在第一预设比例中的权重，所述功能状态参数在第二预设比例中的权重低于在第一预设比例中的权重。
在一些实施例中，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，包括：
基于所述单节电池对应的电池均衡系数将电荷量从电荷量较多的单节电池向电荷量较少的单节电池上转移，直至所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布，以实现放电均衡。
在一些实施例中，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，还包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布完成，将所述每一路并联电池组内串联的单节电池进行内部环路放电模拟测试；
基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡，响应于实现电荷均衡，确认已实现放电均衡。
在一些实施例中，所述基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
获取所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量以及所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数并基于预设判断规则判断二者是否相适配；
根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡。
在一些实施例中，所述根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量与所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数相适配，确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池实现电荷均衡。
根据本发明的第二方面，提供了一种电池放电优化装置，所述装置包括：
监测单元，用于监测系统的供电状态；
微控制单元，连接到所述监测单元，用于响应于通过所述监测单元监测到所述系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗，以及计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量，进一步计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力，以及基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常，响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数；
放电调整单元，连接到所述微控制单元和所述备份电池单元中每一路并联电池组，用于基于所述微控制单元计算的所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；
电荷均衡器，连接到所述微控制单元和所述备份电池单元中每一路并联电池组内串联的单节电池，用于基于所述微控制单元计算的所述单节电池对应的电荷均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
根据本发明的第三方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及
存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行前述的电池放电优化方法。
根据本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行前述的电池放电优化方法。
上述一种电池放电优化方法，对备份电池单元的每一路并联电池组基于其分别对应的剩余电量将负载的功耗分配到每一路并联电池组，实现对备份电池单元放电的第一轮优化，保证了放电量与备份电池单元的剩余电量相适配。计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻以计算单节电池对应的实际热应力并与单节电池对应的最大热应力进行比较，以判断该单节电池是否正常，当确认单节电池正常，基于单节电池的状态参数的权重值进行加权计算，得到对应的电池均衡系数以基于其将每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，实现对备份电池单元放电的第二轮优化，以单节电池为优化对象，实现单节电池的状态参数与其中的电荷量相适配，保证了备份电池单元的状态与系统的当前工作场景相适配。经过两轮放电优化，实现了备份电池单元可以依据其当前剩余电量提供均衡供电策略，有利于备份电池单元内的单节电池的健康状态的提升，提高备份电池单元的整体使用寿命，有利于电池放电性能的提升。
此外，本发明还提供了一种电池放电优化装置、一种电子设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果，这里不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的实施例。
图1为本发明一个实施例提供的一种电池放电优化方法的流程图；
图2为本发明的一个实施例提供的电池放电优化的网络拓扑结构示意图；
图3为本发明另一个实施例提供的一种电池放电优化方法的流程图；
图4为本发明另一个实施例提供的单节电池电荷均衡的流程图；
图5为本发明另一个实施例提供的一种电池放电优化装置的结构示意图；
图6为本发明另一个实施例中电子设备的内部结构图；
图7为本发明另一个实施例中计算机可读存储介质结构图。
具体实施方式
为使本发明的目标、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
在一个实施例中，请参照图1所示，本发明提供了一种电池放电优化方法100，具体来说，所述电池放电优化方法包括以下步骤：
步骤101，响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗；
步骤102，计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量并基于其使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；
步骤103，计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力；
步骤104，基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常；
步骤105，响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数，基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
上述一种电池放电优化方法，对备份电池单元的每一路并联电池组基于其分别对应的剩余电量将负载的功耗分配到每一路并联电池组，实现对备份电池单元放电的第一轮优化，保证了放电量与备份电池单元的剩余电量相适配。计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻以计算单节电池对应的实际热应力并与单节电池对应的最大热应力进行比较，以判断该单节电池是否正常，当确认单节电池正常，基于单节电池的状态参数的权重值进行加权计算，得到对应的电池均衡系数以基于其将每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，实现对备份电池单元放电的第二轮优化，以单节电池为优化对象，实现单节电池的状态参数与其中的电荷量相适配，保证了备份电池单元的状态与系统的当前工作场景相适配。经过两轮放电优化，实现了备份电池单元可以依据其当前剩余电量提供均衡供电策略，有利于备份电池单元内的单节电池的健康状态的提升，提高备份电池单元的整体使用寿命，有利于电池放电性能的提升。
为了对本发明方案的进一步理解，请进一步参考图2，图2为本发明的一个实施例提供的电池放电优化的网络拓扑结构示意图。如图2所示，电池放电优化的网络拓扑结构包括监测单元、微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）、备份电池单元、电荷均衡器、放电调整单元以及存储主板。其中，备份电池单元包括并联的若干电池组，每一路并联电池组内串联了若干个单节电池，根据主板负载的供电需求可以包括4节锂离子电池串联以满足主板供电12V的需求，以及包括1组到4组（或者更多组）电池组并联；电荷均衡器包括电荷均衡芯片，比如LTC3300电荷均衡芯片，可以实现多个单节电池之间电荷主动分配，每一颗电荷均衡芯片可以高效双向实现12节串联的锂离子电池的电荷均衡；监测单元包括BMC（Battery Management Control，电池管理控制）管理芯片，比如MPF4279X管理芯片，可以实现对电池的荷电状态等状态参数的监测和统计，还包括一个假负载，在回路中可以作为可调电阻仪使用，用于在电池放电时测量单节电池的内阻，以及用于电荷均衡完成后的模拟测试；放电调整单元包括MOS（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体型场效应管）管与电阻单元，可以通过调整电阻阻值来调整各并联电池组的放电电流大小，通过调整MOS管来控制各并联电池组的放电情况；微控制单元包括单片机芯片，单片机芯片中写入了对电池方法优化的算法，可以基于该算法以及检查单元监测的输入参数来调整电荷均衡器以及放电调整单元，进而实现备份电池单元的放电优化，比如STM32F446RCT6TR单片机芯片，STM32F446RCT6TR单片机芯片包括114个IO（Input /Output，输入/输出）接口以及4路I2C（Inter-Integrated Circuit，串行双向总线标准）、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）通信链路，存储容量为512KB，用于接收存储主板的指令并进行电芯单元控制。
为了对本发明方案的进一步理解，图3示出的为本发明另一个实施例提供的一种电池放电优化方法的流程图。在图2的基础上，请进一步参考图3，当存储设备处于正常工作模式，对负载进行功耗统计，比如记录负载所需电流值并将其汇总至微控制单元，当监测到负载的供电方切换到备份电池单元，比如电源供应单元掉电，供电方切换到备份电池单元。
根据本发明的若干实施例，请继续参考图2和图3，所述计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量的步骤，包括：
保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路，并使所述备份电池组中的剩余并联电池组为断路；
在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量，并返回至所述保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路的步骤，直至计算完成所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量。
通过只保留备份电池单元中的一路并联电池组为通路，剩余并联电池组为断路的方式依次计算并联电池组对应的剩余电量，可以实现以每一路并联电池组为优化对象，根据每一路并联电池组对应的剩余电量来实现对每一路并联电池组的第一轮优化。
根据本发明的若干实施例，所述在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量的步骤，包括：
在当前连接状态下监测所述通路的并联电池组的电压值和电流值；
基于所述通路的并联电池组的电压值和电流值计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量。
通过采集通路状态下并联电池组的电压值和电流值来计算通路状态下并联电池组对应的剩余电量的方式，计算方式简单，易于扩展。
根据本发明的若干实施例，在图2的基础上，请进一步参考图3，所述响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗的步骤，包括：
响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，触发所述系统的负载进行降频工作；
记录当前所述负载的数据并将其写入到系统盘中并计算备份时间；
获取所述系统的负载进行降频工作对应的电流并基于其计算所述负载进行降频工作对应的功耗。
在一些实施例中，负载进行降频工作，获取负载进行降频工作所需的电流，负载进行降频工作所需电流值通过I2C链路发送给微控制单元，并同时记录负载当前对业务数据的处理情况，计算当前业务数据全被备份到系统盘所需的备份时间，将备份时间数值通过I2C链路发送给微控制单元。
在一些实施例中，微控制单元接收到电流和备份时间后向监测单元发送控制指令，监测单元开始对备份电池单元中每一路并联电池组的相关荷电状态参数进行监控，比如3路并联电池组，每一路并联电池组内串联4个单节电池，监测单元将每一路并联电池组作为一个监测对象，每次计算时通过放电调整电路中的MOS管保留其中一路并联电池组为通路状态，隔断剩余并联电池组，记录保留通路状态的并联电池组的放电电压值、放电电流计量值。其中，通过SQ52201FBP高精度电流计量模块获取放电电流计量值，通过MPF4279X获取通路的并联电池组对应的剩余电量，将得到的电压值、电流值作为输入发送给MPF4279X，以计算得到通路的并联电池组对应的剩余电量，也即并联电池组的SOC（State of Charge，荷电状态）值，SOC是一个重要的参数，表示电池中储存的电量的百分比，也即并联电池组对应的剩余电量。按照上述方式计算完成每一路并联电池组分别对应的SOC值，根据每一路并联电池组分别对应的SOC值之间的比值将负载进行降频工作对应的电流分配到备份电池单元的每一路并联电池组上。通过对备份电池单元的每一路并联电池组基于其分别对应的SOC值将负载的功耗分配到每一路并联电池组，实现对备份电池单元放电的第一轮优化，调整了备份电池单元每一路并联电池组的电流值。
为了对本发明方案的进一步理解，图4示出的为本发明单节电池电荷均衡的流程图，如图4所示，采集单节电池的内阻及其实际热应力，对备份电池单元放电进行第二轮优化，也即对备份电池单元内单节电池的健康状态进行优化，以单节电池为优化对象，使单节电池的状态参数与其中的电荷量相适配。
根据本发明的若干实施例，请参考图4，所述计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组内串联的单节电池分别接入包含假负载的电路并获取接入前后分别对应的第一电压值和第二电压值；
基于所述第一电压值、所述第二电压值以及所述假负载的电阻值计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻。
通过接入假负载的方式计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，可以准确计算得到电池的内阻且不会对电池造成损害，所适用的电池类型广泛。
在一些实施例中，通过微控制单元的单片机芯片控制假负载R假来模拟内阻测试仪，采集假负载R假未接入电路时对应的电压值U1，以及将假负载R假未接入电路后假负载R假两端电压值U2，以基于U1和U2的值计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻。具体地，单节电池的内阻的计算公式为R内=（U1-U2）/(U2/R假)，得到单节电池的内阻。
根据本发明的若干实施例，请继续参考图4，所述基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组对应分配到的电流值、所述备份时间以及所述单节电池的内阻按照焦耳热计算公式计算所述单节电池上产生的焦耳热，并基于所述单节电池上产生的焦耳热得到所述单节电池对应的实际热应力。
以单节电池上产生的焦耳热得到单节电池对应的实际热应力值，可以判断单节电池工作过程的温度是否过高，对于工作温度过高的单节电池可以及时采取应对措施。
在一些实施例中，微控制单元基于焦耳热计算公式E=I*R内*T计算单节电池上产生的焦耳热，并基于单节电池上产生的焦耳热得到单节电池对应的实际热应力。其中，E为单节电池对应的焦耳热，I为该单节电池所在的并联电池组对应分配得到的电流值，T为备份时间。
根据本发明的若干实施例，所述方法还包括：
获取所述单节电池对应的最大热应力值并设置判断所述单节电池是否正常的百分比阈值。
最大热应力是电池工作过程中可能出现的最大温度变化，获取电池的最大热应力它有助于提高电池的安全性、性能和寿命。
在一些实施例中，微控制单元中保存了单节电池对应的最大热应力，基于单节电池对应的最大热应力和判断单节电池是否正常的百分比阈值来判断单节电池是否正常，其中，判断单节电池是否正常的百分比阈值可以根据实际使用情况进行灵活设置，比如在本实施例中，该百分比阈值为90%。
根据本发明的若干实施例，请继续参考图4，所述基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常的步骤，包括：
响应于所述单节电池对应的实际热应力大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池异常；
响应于所述单节电池对应的实际热应力不大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池正常。
在一些实施例中，若单节电池的实际热应力大于单节电池最大热应力的90%，确认所述单节电池异常；若单节电池的实际热应力不大于单节电池最大热应力的90%，确认该单节电池正常。
根据本发明的若干实施例，所述方法还包括：
响应于确认所述单节电池异常，将所述单节电池的异常信息上报到所述系统的控制器，并减小所述单节电池所在的并联电池组上的电流。
在一些实施例中，若确认单节电池异常，则微控制单元会将该异常的单节电池的异常信息上报到控制器，并减小该异常的单节电池所在的并联电池组上的电流。比如，将该异常的单节电池所在的并联电池组上的电流减小10%并均分到剩余并联电池组上。
根据本发明的若干实施例，所述响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于确认所述单节电池正常，获取所述系统当前工作状态，基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数。
根据本发明的若干实施例，所述单节电池的状态参数包括：
所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数。
电池的健康状态参数可以用于评估电池的老化和性能衰减程度，电池安全参数可以使控制系统采取必要的安全保护动作达到系统的安全性，电池的功能状态参数可以综合反映蓄电池的剩余电量和剩余使用寿命。
在一些实施例中，单节电池对应的健康状态参数（State of Health，SOH）、电池安全参数（State of Safety，SOS）以及功能状态参数（State of Function，SOF）可以通过MPF4279X管理芯片获得，均为百分数。
根据本发明的若干实施例，请继续参考图4，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于所述系统当前处于正常工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第一预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数。
通过电荷均衡系数将每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，实现对备份电池单元放电的第二轮优化，以单节电池为优化对象，实现单节电池的状态参数与其中的电荷量相适配。
在一些实施例中，当系统处于正常工作状态时，电池安全参数为健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数中最重要的参数，比如，将单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照40%、30%、30%的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数。
根据本发明的若干实施例，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，还包括：
响应于所述系统当前处于满负载工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第二预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数，其中所述健康状态参数在第二预设比例中的权重高于在第一预设比例中的权重，所述功能状态参数在第二预设比例中的权重低于在第一预设比例中的权重。
在一些实施例中，当系统处于满负载工作状态时，当前存储后端SSD（Solid StateDrive，固态硬盘）盘插满，CPU（Central Processing Unit，中央处理器）处于最大功耗状态，此时备份电池单元的工作环境温度高于之前，从而对电池的健康状态与寿命产生影响。因此，将健康状态参数在第二预设比例中的权重高于在第一预设比例中的权重，将功能状态参数在第二预设比例中的权重低于在第一预设比例中的权重，比如，将单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照40%、30%、30%的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数。
根据本发明的若干实施例，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，包括：
基于所述单节电池对应的电池均衡系数将电荷量从电荷量较多的单节电池向电荷量较少的单节电池上转移，直至所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布，以实现放电均衡。
基于电荷均衡系数之比将电荷在每一路并联电池组内串联的单节电池内进行均衡分布，有利于实现每一路并联电池组内的电荷均衡。
在一些实施例中，根据每个单节电池对应的电池均衡系数之比将串联的单节电池的电荷量进行重新分配，将电荷量较多的单节电池的电荷量向电荷量较少的单节电池上转移，比如，电荷量较多的单节电池可以通过MPF4279X将电荷向较少的转移，得到电荷整体分配结果。
根据本发明的若干实施例，请继续参考图4，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，还包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布完成，将所述每一路并联电池组内串联的单节电池进行内部环路放电模拟测试；
基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡，响应于实现电荷均衡，确认已实现放电均衡。
每一路并联电池组内串联的单节电池按照电池均衡系数分布后进行内部环路放电模拟测试，可以进一步评估电池的电池性能，从而进一步优化电池管理策略。
在一些实施例中，当单节电池的电荷量按照单节电池对应的电池均衡系数分布完成，通过放电调整电路依次对每一路并联电池组进行内部放电测试，保留其中一路通路，在放电回路中放置假负载，假负载取值为备电时刻放电等效电阻值，每一路并联电池组对假负载放电一秒钟，BMS计量芯片对各单节电池的状态参数、电荷量的变化进行统计。
根据本发明的若干实施例，所述基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
获取所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量以及所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数并基于预设判断规则判断二者是否相适配；
根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡。
根据本发明的若干实施例，所述根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量与所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数相适配，确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池实现电荷均衡。
在一些实施例中，请参照图5所示，本发明还提供了一种电池放电优化装置200，所述装置包括：监测单元201，用于监测系统的供电状态；微控制单元202，连接到所述监测单元201，用于响应于通过所述监测单元201监测到所述系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗，以及计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量，进一步计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力，以及基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常，响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数；放电调整单元203，连接到所述微控制单元202和所述备份电池单元中每一路并联电池组，用于基于所述微控制单元202计算的所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；电荷均衡器204，连接到所述微控制单元202和所述备份电池单元中每一路并联电池组内串联的单节电池，用于基于所述微控制单元202计算的所述单节电池对应的电荷均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
本发明提出的一种电池放电优化装置，对备份电池单元的每一路并联电池组基于其分别对应的剩余电量将负载的功耗分配到每一路并联电池组，实现对备份电池单元放电的第一轮优化，保证了放电量与备份电池单元的剩余电量相适配。计算每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻以计算单节电池对应的实际热应力并与单节电池对应的最大热应力进行比较，以判断该单节电池是否正常，当确认单节电池正常，基于单节电池的状态参数的权重值进行加权计算，得到对应的电池均衡系数以基于其将每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，实现对备份电池单元放电的第二轮优化，以单节电池为优化对象，实现单节电池的状态参数与其中的电荷量相适配，保证了备份电池单元的状态与系统的当前工作场景相适配。经过两轮放电优化，实现了备份电池单元可以依据其当前剩余电量提供均衡供电策略，有利于备份电池单元内的单节电池的健康状态的提升，提高备份电池单元的整体使用寿命，有利于电池放电性能的提升。
需要说明的是，关于一种电池放电优化装置的具体限定可以参见上文中对一种电池放电优化方法的限定，在此不再赘述。上述一种电池放电优化装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图请参照图6所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的数据库用于存储数据。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现以上所述的电池放电优化方法。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，请参照图7所示，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上所述的电池放电优化方法。
应当理解，在相互不冲突的情况下，以上针对本发明的方法阐述的所有实施方式、特征和优势同样地适用于根据本发明的装置、设备和介质。为了本公开文件的简洁起见，在此不再重复阐述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (20)
1.一种电池放电优化方法，其特征在于，所述电池放电优化方法包括：
响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗；
计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量并基于其使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；
计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力；
基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常；
响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数，基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
2.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量的步骤，包括：
保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路，并使所述备份电池组中的剩余并联电池组为断路；
在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量，并返回至所述保留所述备份电池单元中的一路并联电池组为通路的步骤，直至计算完成所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量。
3.根据权利要求2所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述在当前连接状态下计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量的步骤，包括：
在当前连接状态下监测所述通路的并联电池组的电压值和电流值；
基于所述通路的并联电池组的电压值和电流值计算所述通路的并联电池组对应的剩余电量。
4.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗的步骤，包括：
响应于监测到系统的供电方切换到备份电池单元，触发所述系统的负载进行降频工作；
记录当前所述负载的数据并将其写入到系统盘中并计算备份时间；
获取所述系统的负载进行降频工作对应的电流并基于其计算所述负载进行降频工作对应的功耗。
5.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组内串联的单节电池分别接入包含假负载的电路并获取接入前后分别对应的第一电压值和第二电压值；
基于所述第一电压值、所述第二电压值以及所述假负载的电阻值计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻。
6.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力的步骤，包括：
将所述每一路并联电池组对应分配到的电流值、所述备份时间以及所述单节电池的内阻按照焦耳热计算公式计算所述单节电池上产生的焦耳热，并基于所述单节电池上产生的焦耳热得到所述单节电池对应的实际热应力。
7.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述单节电池对应的最大热应力值并设置判断所述单节电池是否正常的百分比阈值。
8.根据权利要求7所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常的步骤，包括：
响应于所述单节电池对应的实际热应力大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池异常；
响应于所述单节电池对应的实际热应力不大于所述单节电池对应的最大热应力与所述百分比阈值的乘积，确认所述单节电池正常。
9.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于确认所述单节电池异常，将所述单节电池的异常信息上报到所述系统的控制器，并减小所述单节电池所在的并联电池组上的电流。
10.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于确认所述单节电池正常，获取所述系统当前工作状态，基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数。
11.根据权利要求10所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述单节电池的状态参数包括：
所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数。
12.根据权利要求11所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，包括：
响应于所述系统当前处于正常工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第一预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数。
13.根据权利要求12所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述系统的当前工作状态对应的所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数的步骤，还包括：
响应于所述系统当前处于满负载工作状态，将所述单节电池对应的健康状态参数、电池安全参数以及功能状态参数按照第二预设比例的权重进行加权计算，得到对应的电池均衡系数，其中所述健康状态参数在第二预设比例中的权重高于在所述第一预设比例中的权重，所述功能状态参数在第二预设比例中的权重低于在所述第一预设比例中的权重。
14.根据权利要求1所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，包括：
基于所述单节电池对应的电池均衡系数将电荷量从电荷量较多的单节电池向电荷量较少的单节电池上转移，直至所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布，以实现放电均衡。
15.根据权利要求14所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于所述单节电池对应的电池均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡的步骤，还包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量按照所述单节电池对应的电池均衡系数分布完成，将所述每一路并联电池组内串联的单节电池进行内部环路放电模拟测试；
基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡，响应于实现电荷均衡，确认已实现放电均衡。
16.根据权利要求15所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述基于测试结果判断所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
获取所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量以及所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数并基于预设判断规则判断二者是否相适配；
根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡。
17.根据权利要求16所述的电池放电优化方法，其特征在于，所述根据判断结果确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池是否实现电荷均衡的步骤，包括：
响应于所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前电荷量与所述每一路并联电池组内串联的单节电池的当前状态参数相适配，确认所述每一路并联电池组内串联的单节电池实现电荷均衡。
18.一种电池放电优化装置，其特征在于，包括：
监测单元，用于监测系统的供电状态；
微控制单元，连接到所述监测单元，用于响应于通过所述监测单元监测到所述系统的供电方切换到备份电池单元，将所述系统的负载的数据进行备份并计算备份时间，以及计算所述负载的功耗，以及计算所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量，进一步计算所述每一路并联电池组内串联的单节电池的内阻，并基于所述每一路并联电池组对应分配到的功耗、所述备份时间以及所述单节电池的内阻计算所述单节电池对应的实际热应力，以及基于所述单节电池对应的实际热应力与所述单节电池对应的最大热应力的比较结果判断所述单节电池是否正常，响应于确认所述单节电池正常，基于所述单节电池的状态参数的权重进行加权计算得到对应的电池均衡系数；
放电调整单元，连接到所述微控制单元和所述备份电池单元中每一路并联电池组，用于基于所述微控制单元计算的所述备份电池单元中每一路并联电池组分别对应的剩余电量使所述每一路并联电池组承担对应比例的所述负载的功耗；
电荷均衡器，连接到所述微控制单元和所述备份电池单元中每一路并联电池组内串联的单节电池，用于基于所述微控制单元计算的所述单节电池对应的电荷均衡系数对所述每一路并联电池组内串联的单节电池的电荷量进行重新分配，以实现放电均衡。
19. 一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时执行权利要求1-17任意一项所述的电池放电优化方法。
20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-17任意一项所述的电池放电优化方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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