CN117970136A - 电池膨胀的检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池膨胀的检测方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括:获取电池的局部区域的压力数据;基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,其中,该膨胀表征值用于表征电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;根据膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测。本申请实施例通过电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度对电池的膨胀情况进行检测,由于不可逆膨胀量的累积越大,那么此部分的膨胀量将无法复原,导致电池在这块区域上膨胀的更加明显,因此,采用不可逆膨胀的表征值检测电池膨胀情况,提高了检测准确性。
Description
技术领域
本申请涉及电池安全技术领域,具体而言,涉及一种电池膨胀的检测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前,常见的新能源汽车通常采用可充电电池来提供动力。可充电电池的安全性是大众所关注的。
电池在循环充放电过程中发生的膨胀现象是影响电池安全性的因素之一,因此,需要对使用过程中的电池进行膨胀检测。现有的电池膨胀检测方法为预先设定压力阈值,当电池的待测面上的压力超过压力阈值,则说明电池膨胀异常,这种方法检测准确度较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池膨胀的检测方法、装置、电子设备及存储介质,用以提高对电池膨胀检测的准确性。
第一方面,本申请实施例提供一种电池膨胀的检测方法,包括:
获取电池的局部区域的压力数据;基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,其中,该膨胀表征值用于表征电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;根据膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测。
本申请实施例通过电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度对电池的膨胀情况进行检测,由于不可逆膨胀量的累积越大,那么此部分的膨胀量将无法复原,导致电池在这块区域上膨胀的更加明显,因此,采用不可逆膨胀的表征值检测电池膨胀情况,提高了检测准确性。
在任一实施例中,基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值。
本申请实施例中,通过捕捉电池的局部区域的膨胀力分布,确定明显膨胀的第一区域和非明显膨胀的第二区域,基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值,由于第一压强和第二压强是动态变化的,因此获得的膨胀表征值也是动态变化的,相比采用静态的阈值进行判断,提高了检测的准确性。
在任一实施例中,基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值,包括:
计算第一压强与第二压强的比值;将比值确定为膨胀表征值。
本申请实施例通过计算同一时间维度下的第一压强与第二压强的比值,降低了压力传感器受时间带来的漂移的影响,从而提高了检测的准确性。
在任一实施例中,电池内设置有薄膜压力传感器;基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域,包括:
按照预设面积大小和步长获取压力传感器阵列对应的局部区域中的各待计算区域;
根据待计算区域对应的压力数据确定待计算区域的压强;
将各待计算区域中,压强最大值对应的待计算区域作为第一区域,将压强最小值对应的窗口作为第二区域。
本申请实施例通过根据预设窗口大小及步长在电池的局部区域上滑动,并且计算每个待计算区域上的压强,基于压强的大小,确定第一区域和第二区域,由于各个待计算区域的压强几乎处于同一时间维度,因此减少了传感器时漂带来的干扰,提高了后续计算膨胀表征值的准确性。
在任一实施例中,基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于膨胀率确定膨胀表征值。
本申请实施例通过电池在临近的预设荷电状态下的膨胀力数据计算膨胀表征值,减少了压力传感器漂移的影响,提高了对电池膨胀检测的准确性。
在任一实施例中,基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据,包括:
确定电池在多次循环充放电中,放电至预设荷电状态下的压力数据;
基于压力数据获得局部区域的第三压强,将第三压强确定为膨胀力数据。
本申请实施例中,由于放电状态下更容易表征电池不可逆膨胀带来的影响,因此通过确定电池放电至预设荷电状态下的压力数据进行膨胀表征值的计算,提高了电池膨胀检测的准确性。
在任一实施例中,基于表征值对电池的膨胀情况进行检测,包括:
若膨胀表征值大于预设阈值,则确定电池膨胀异常,产生告警。
本申请实施例通过利用膨胀表征值判断电池是否膨胀异常,并且在判断电池膨胀异常的情况下产生告警,降低了危险情况发生的概率。
第二方面,本申请实施例提供一种电池膨胀的检测装置,包括:
压力获取模块,用于获取电池的局部区域的压力数据;
膨胀表征值确定模块,用于基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,膨胀表征值用于表征电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;
膨胀检测模块,用于根据膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,其中,
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的方法。
第四方面,本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,包括:
所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请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一种电池膨胀的检测方法流程示意图;
图2为本申请实施例提供的一种布设薄膜压力传感器的电池示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电池压力分布示意图;
图4为本申请实施例提供的一种平均压强曲线;
图5为本申请实施例提供的一种电池异常预警方法流程示意图;
图6为本申请实施例提供的一种测试结果示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种电池异常预警方法流程示意图;
图8为本申请实施例提供的电池在某一放电状态下的压力分布示意图;
图9为本申请实施例提供的又一种电池异常预警方法流程示意图;
图10为本申请实施例提供的一种电池膨胀的检测装置结构示意图;
图11为本申请实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
锂离子电池实际上是Li+的浓差电池。充电时,Li+自正极材料的晶格中脱出,通过电解液迁移到负极,嵌入至负极材料的层状结构(或晶格)中或者是形成合金;放电时,Li+的迁移方向相反。由于Li+在正负极材料中嵌入和脱出引起的晶胞体积膨胀不一致,所以锂离子电池的工作过程伴随着电极材料体积的变化,表现为极片的厚度变化。此外,动力电池循环使用过程中会逐渐老化,产生气体导致电池膨胀。因此,出于电池安全、可靠性和寿命考虑,需要对使用过程中的电池的膨胀情况进行检测。
目前,对电池膨胀异常进行检测的方法往往通过利用布设在电池上的压力传感器检测压力值,当最大压力值大于预设压力阈值,则确定出现电池膨胀异常,其中,预设压力阈值为预先设定的一定值,基于静态的标准对动态的压力数据进行检测,容易出现误判。另外,单一地通过监控最大压力值是否超过预设的阈值作为电池膨胀异常的检测逻辑,未考虑电池包膨胀力程度对于异常膨胀的意义,实际上,电池膨胀异常存在时间累积效应,异常膨胀归因于电池不可逆膨胀量的持续叠加,这种不可逆膨胀量的叠加的影响在电池放电后会体现的更加明显,针对临近膨胀失效的电池,在放电后,其膨胀力会远远高于电池的初始水平。
因此,本申请实施例提供的一种电池膨胀的检测方法、装置、电子设备及存储介质,通过电池的局部区域的压力数据确定膨胀表征值,其中,膨胀表征值会随着检测时间动态发生变化,基于膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测,提高了检测的准确性。
应当说明的是,本申请实施例所提供的电池膨胀的检测方法的检测对象包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池。电池包括电芯,电池可以设置在动力电池包、电池模组、储能电池包内。电芯一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,电极组件还包括隔离件,隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。隔离膜的种类可以是多种,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电池还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。其中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中,凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
其中,固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以包括氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池可以为圆柱形电池、棱柱电池、软包电池或其它形状的电池,棱柱电池包括但不限于方壳电池、刀片形电池、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等。
可以理解的是,本申请实施例提供的模电池膨胀的检测方法可以应用于电子设备,该电子设备包括终端以及服务器;其中终端具体可以为智能手机、平板电脑、计算机、个人数字助理(Personal Digital Assitant,PDA)等;服务器具体可以为应用服务器,也可以为Web服务器。在电子设备上可以运行有电池管理系统(BMS)。
图1为本申请实施例提供的一种电池膨胀的检测方法流程示意图,如图1所示,该方法包括:
步骤101:获取电池的局部区域的压力数据;
步骤102:基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,其中,该膨胀表征值用于表征电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;
步骤103:根据膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测。
在具体的实施过程中,可以在电池内部布设压力传感器,其中,压力传感器可以是薄膜压力传感器,薄膜压力传感器的形状可以是条状的,也可以是圆形的等。由于电池中的电芯包括多个侧面,薄膜压力传感器可以布设在待检测的一个或多个侧面上,本申请实施例称之为感兴趣面。局部区域是指压力传感器覆盖感兴趣面上的区域,可以是整个感兴趣面,也可以是感兴趣面上的部分区域,具体根据压力传感器设置的位置及面积确定。图2为本申请实施例提供的一种布设薄膜压力传感器的电池示意图,如图2所示。薄膜压力传感器包括多个压力采集单元,压力采集单元布设在多个电芯之间。薄膜压力传感器可以布设在整个感兴趣面上,也可以布设在感兴趣面的部分区域上,具体可根据实际情况设定。除了薄膜压力传感器之外,压力传感器还可以采用MEMS(微电机系统)压力传感器等,将MEMS压力传感器以阵列的形式设置在感兴趣面上。压力数据是压力传感器检测到的压力值。
可以理解的是,压力传感器可以与电子设备上运行的BMS系统通信连接,将检测到的压力数据传输给BMS系统,BMS系统接收到压力数据后,进行后续的电池膨胀检测。
BMS系统基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,其中,膨胀表征值用于表征电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度,且该膨胀表征值会随着时间的变化动态变化。所谓不可逆膨胀是指当电池处于充放电过程中无法复原的膨胀量。不可逆膨胀程度与电池在充放电过程中的膨胀程度有关系,即,若感兴趣面上某一区域累积的不可逆膨胀量大,那么电池在充放电过程中,该区域膨胀量相对大些。而电池的膨胀量的大小可以采用该区域的压力进行衡量,因此,可以利用局部区域的压力数据确定膨胀表征值。并且,利用膨胀表征值对电池的膨胀情况进行检测,以确定电池是否即将或已经发生了膨胀异常。
应当说明的是,膨胀表征值可以通过以下方式确定:
(1)基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,其中,第一区域和第二区域为局部区域中两块区域,这两块区域的大小可以相同,也可以不同,并且,这两块区域的确定可以基于局部区域的压强确定,例如,将压强较大的区域作为第一区域,将压强较小的区域作为第二区域。
(2)电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定,其中,膨胀力数据可以是局部区域的压力值或压强值。膨胀率可以值拟合曲线对应的斜率。预设荷电状态可以根据实际情况确定。
本申请实施例通过电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度对电池的膨胀情况进行检测,由于不可逆膨胀量的累积越大,那么此部分的膨胀量将无法复原,导致电池在这块区域上膨胀的更加明显,因此,采用不可逆膨胀的表征值检测电池膨胀情况,提高了检测准确性。
在上述实施例的基础上,膨胀表征值可以采用多种计算方式进行表示。例如,方法一:利用感兴趣面上明显膨胀区域与非明显膨胀区域的压强比值确定;方法二:利用多次循环充放电周期中,电池在相同荷电状态下的压强确定。
针对方法一,确定膨胀表征值的具体步骤包括:
基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值。
在具体的实施过程中,利用压力传感器实时监测电池中感兴趣面上的压力数据分布情况,并将压力数据传输给BMS系统,BMS系统中运行有智能算法,可以自动捕捉感兴趣面上的明显膨胀区域A与非明显膨胀区域B,并基于明显膨胀区域A对应的第一压强和非明显膨胀区域B对应的第二压强确定膨胀表征值。
其中,明显膨胀区域A是指感兴趣面上压强最大的区域,本申请实施例称之为第一区域;非明显膨胀区域B是指感兴趣面上压强最小的区域,本申请实施例称之为第二区域。
可以理解的是,上述各个区域的压强可以是指该区域上的平均压强,也可以是该区域上的最大压强、压强中位数等。在获得第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强后,基于第一压强和第二压强可以确定膨胀表征值。
本申请实施例中,通过捕捉电池的局部区域的膨胀力分布,确定明显膨胀的第一区域和非明显膨胀的第二区域,基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值,由于第一压强和第二压强是动态变化的,因此获得的膨胀表征值也是动态变化的,相比采用静态的阈值进行判断,提高了检测的准确性。
在上述实施例的基础上,可以将表征第一压强与第二压强的差异程度的参数作为膨胀表征值,例如第一压强与第二压强的比值。
在另一实施例中,还可以将第一压强与第二压强之间的差值作为膨胀表征值。
本申请实施例通过计算同一时间维度下的第一压强与第二压强的比值,降低了压力传感器受时间带来的漂移的影响,从而提高了检测的准确性。
在上述实施例的基础上,电池内设置有薄膜压力传感器;基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域,包括:
按照预设面积大小和步长获取压力传感器阵列对应的局部区域中的各待计算区域;
根据待计算区域对应的压力数据确定待计算区域的压强;
将各待计算区域中,压强最大值对应的待计算区域作为第一区域,将压强最小值对应的窗口作为第二区域。
在具体的实施过程中,BMS系统在接收到薄膜压力传感器发送的压力数据后,可以将压力数据转换成电池压力示意图,如图3所示,该电池压力示意图与电池的感兴趣面相对应。可以预先设定区域大小及步长,按照预设面积大小在电池压力图上滑动,可获得多个待计算区域,并分别计算每个待计算区域的压强。可以理解的是,压强可通过该待计算区域的总压力值除以预设面积大小获得。将压强最大的待计算区域作为第一区域,将压强最小的区域作为第二区域。
可以理解的是,由于每个待计算区域的面积相同,因此,也可以将压力值最大的待计算区域作为第一区域,将压力值最小的待计算区域作为的第二区域。
本申请实施例通过根据预设窗口大小及步长在电池的局部区域上滑动,并且计算每个待计算区域上的压强,基于压强的大小,确定第一区域和第二区域,由于各个待计算区域的压强几乎处于同一时间维度,因此减少了传感器时漂带来的干扰,提高了后续计算膨胀表征值的准确性。
针对方法二,确定膨胀表征值的具体步骤包括:
基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于膨胀率确定膨胀表征值。
在具体的实施过程中,本申请实施例中的膨胀力数据可以指感兴趣面的压强或压力值,本申请实施例以膨胀力数据为压强为例进行说明。压力传感器可以实时获取电池在充放电过程中感兴趣面上的压力数据,并将获取到的压力数据发送给BMS系统,BMS系统基于获取到的压力数据计算感兴趣面上的第三压强,BMS系统中还记录有电池在充放电过程中的荷电状态,由于压强和电池的荷电状态均会随着时间变化而变化,因此,压强与荷电状态存在对应关系。BMS系统可以获得在电池在多次循环充放电过程中,预设荷电状态下的压强,并基于获得的压强进行拟合计算,获得膨胀率,该膨胀率即为膨胀表征值。可以理解的是,膨胀率可以是经过拟合计算后获得的斜率值。
本申请实施例通过电池在临近的预设荷电状态下的膨胀力数据计算膨胀表征值,减少了压力传感器漂移的影响,提高了对电池膨胀检测的准确性。
在上述实施例的基础上,基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据,包括:
确定电池在多次循环充放电中,放电至预设荷电状态下的压力数据;
基于压力数据获得局部区域的第三压强,将第三压强确定为膨胀力数据。
在具体的实施过程中,压力数据是指电池放电至预设荷电状态下,压力传感器检测到的总压力值,BMS系统可以基于总压力值和局部区域大小计算获得第三压强。然后将实时的第三压强生成压强曲线,如图4所示,可以从图4中选择多个电池放电至预设荷电状态下的点,将多个点对应的第三压强作为膨胀力数据。其中,横坐标为时间,单位为秒;纵坐标为平均压强。利用多个点的数据进行拟合,拟合后的斜率作为膨胀表征值。可以理解的是,多个电池放电至预设荷电状态下的点可以是连续的多次循环充放电过程中,电池放电至预设荷电状态下的点,也可以是不连续的。
本申请实施例中,由于放电状态下更容易表征电池不可逆膨胀带来的影响,因此通过确定电池放电至预设荷电状态下的压力数据进行膨胀表征值的计算,提高了电池膨胀检测的准确性。
在上述实施例的基础上,基于表征值对电池的膨胀情况进行检测,包括:
若膨胀表征值大于预设阈值,则确定电池膨胀异常。
在具体的实施过程中,在获得膨胀表征值后,可以将膨胀表征值与预设阈值进行比较,若膨胀表征值大于预设阈值,则确定电池膨胀异常,可以触发BMS系统产生告警。
应当说明的是,若膨胀表征值的计算方法不同,那么对应的预设阈值的具体设定值也可能不同。
图5为本申请实施例提供的一种电池异常预警方法流程示意图,如图5所示,该方法包括:
步骤501:获得电池的局部区域的压力数据;
步骤502:基于压力数据确定明显膨胀区域和非明显膨胀区域;其中,明显膨胀区域和非明显膨胀区域的确定方法参见上述实施例,此处不再赘述;
步骤503:计算明显膨胀区域的压强与非明显膨胀区域的压强的比值,作为膨胀表征值;膨胀表征值的具体计算方法参见上述实施例,此处不再赘述;
步骤504:判断膨胀表征值是否大于预设阈值,若大于,则执行步骤505;否则执行步骤506;
步骤505:激活BMS系统预警并进行后续控制;
步骤506:正常运行,并继续执行步骤501。
本申请实施例中,通过计算两个区域压强的比值k来做电芯异常膨胀预警,k值的获取为同一时间状态下的明显区域的压强与非明显区域的压强的比值,因此可避免压力传感器受时间漂移的影响。图6为本申请实施例提供的一种测试结果示意图,其中,横坐标为时间,单位为秒;纵坐标为压强。实时计算每个循环中第一区域和第二区域的k值,可以发现随着电池充放电循环的进行,该比值k从中期的3倍增长至后期的6.6倍,电芯充放电循环过程中会逐步积累不可逆膨胀量,随着不可逆膨胀的累积,该比值k呈现逐步增大的趋势,在该实施例中通过仿真以及大量实测数据,将BMS系统预警的k值设定为6.3,当该电池包监控的膨胀力k达到6.3时,BMS系统触发预警功能,为了检验该预警信息的准确性,在解除警告后继续对电池包进行充放电循环,在后续约7个循环后该k值从6.3增长至6.6,并在k值达到6.6的时刻电池包发生容量跳水,系因电池包过度膨胀引发的电池容量瞬间衰减,可见通过这种预警逻辑可以实现对电池包的异常膨胀预警,至少可提前几个循环触发BMS做出预警,其中,在电池包发生热失控前,该k值增长的态势会更加明显。
应当说明的是,上述预设阈值的设定只是一个示例,具体可以根据实际情况调整。
本申请实施例中,通过捕捉电池的局部区域的膨胀力分布,确定明显膨胀的第一区域和非明显膨胀的第二区域,基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定膨胀表征值,由于第一压强和第二压强是动态变化的,因此获得的膨胀表征值也是动态变化的,相比采用静态的阈值进行判断,提高了检测的准确性。
图7为本申请实施例提供的另一种电池异常预警方法流程示意图,如图7所示,该方法包括:
步骤701:获得电池的局部区域的压力数据;
步骤702:基于压力数据计算局部区域的压强,并生成曲线;
步骤703:标记同一放电状态下的膨胀力,基于临近的相同放电状态下的膨胀力生成斜率k,该斜率k即为膨胀表征值;
步骤704:判断斜率k是否大于预设阈值,如果大于,则执行步骤705;否则执行步骤706;
步骤705:激活BMS预警,并进行后续控制;
步骤706:正常运行,并继续执行步骤701。
图8为本申请实施例提供的电池在某一放电状态下的压力分布示意图,深色区域为明显的压力集中区域,在电池放电后仍表现出压力集中的现象归因于电池包充放电循环过程中积累的不可逆膨胀,不可逆膨胀量的持续累积最终将导致电芯因过度膨胀而失效。薄膜压力传感器实时记录电池循环膨胀力,BMS系统内置算法会标记并提取同一放电状态下的膨胀力,例如本申请实施例中BMS系统提取放电至20%SOC状态下的电芯膨胀力,并利用相邻两个循环的相同放电状态下的膨胀力进行斜率拟合计算,如图4所示,该斜率从电池包循环中期的k1逐渐增长至循环后期的k2、k3,本申请实例中BMS系统预警的斜率k为k3,为了检验该预警机制的有效性,在斜率到达k3后解除BMS系统报警继续进行充放电循环,在随后的5个循环后电池包发生容量跳水,因此,本申请实施例可以对电池包异常膨胀进行提前预警。
应当说明的是,上述测试结果仅仅是针对某一类型的电池,不同类型的电池按照此方法进行测试,可能会得出不同的测试结果,因此,预警的斜率k的具体取值可根据实际情况设定。
本申请实施例通过利用膨胀表征值判断电池是否膨胀异常,并且在判断电池膨胀异常的情况下产生告警,降低了危险情况发生的概率。
图9为本申请实施例提供的又一种电池异常预警方法流程示意图,如图9所示,该方法包括:
步骤901:获得电池的局部区域的压力数据;
步骤902:基于压力数据确定明显膨胀区域和非明显膨胀区域;其中,明显膨胀区域和非明显膨胀区域的确定方法参见上述实施例,此处不再赘述;
步骤903:计算明显膨胀区域的压强与非明显膨胀区域的压强的比值,作为膨胀表征值;膨胀表征值的具体计算方法参见上述实施例,此处不再赘述;
步骤904:判断膨胀表征值是否大于预设阈值,获得第一判断结果;
步骤905:基于压力数据计算局部区域的压强,并生成曲线;
步骤906:标记同一放电状态下的膨胀力,基于临近的相同放电状态下的膨胀力生成斜率k,该斜率k即为膨胀表征值;
步骤907:判断斜率k是否大于预设阈值,获得第二判断结果;
步骤908:根据第一判断结果和第二判断结果确定电池是否膨胀异常,具体可以为,若第一判断结果和第二判断结果中有至少一个认为电池膨胀异常,则可最终确定电池膨胀异常,BMS系统产生告警,执行步骤909,否则,执行步骤910,正常运行,并继续执行步骤901。
步骤909:激活BMS预警并进行后续控制。
步骤910:正常运行。
应当说明的是,步骤902-步骤904与步骤905-步骤907的执行顺序可以是并行,也可以先执行步骤905-步骤907,再执行步骤902-步骤904,本申请实施例对此不作具体限定。
在另一实施例中,基于局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
若第一区域的压强与第二区域的压强的压强差大于第一预设值,则将第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强的比值确定为膨胀表征值;
若第一区域的压强与第二区域的压强的压强差不大于第一预设值,则基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;根据膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;基于膨胀率确定所述膨胀表征值。
在具体的实施过程中,第一区域和第二区域的确定方式可参见上述实施例,此处不再赘述。
并且,上述实施例中提供了多种膨胀表征值的确定方法,例如方法一和方法二分别对应的膨胀表征值的确定方法。本申请实施例在确定了第一区域和第二区域后,基于第一区域的压强和第二区域的压强的压强差来确定选择方法一进行膨胀表征值的确定还是选择方法二进行膨胀表征值的确定。
具体为:若第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差大于第一预设值,则说明电池的局部区域中存在不均匀的膨胀区域,可以采用方法一进行膨胀表征值的计算;若第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差不大于第一预设值,则说明电池的局部区域中存在较为均匀的膨胀,但可能随着时间的积累,不可逆膨胀量也会越来越大,因此,可以采用方法二进行膨胀表征值的计算。
在另一实施例中,还可以根据如下步骤计算膨胀表征值:
基于压力数据确定电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于第一区域对应的第一压强和第二区域对应的第二压强确定第一中间膨胀表征值;
基于压力数据确定电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于膨胀率确定第二中间膨胀表征值;
根据第一中间膨胀表征值和第二中间膨胀表征值确定膨胀表征值。
在具体的实施过程中,利用压力传感器实时监测电池中感兴趣面上的压力数据分布情况,并将压力数据传输给BMS系统,BMS系统中运行有智能算法,可以自动捕捉感兴趣面上的明显膨胀区域A与非明显膨胀区域B,并基于明显膨胀区域A对应的第一压强和非明显膨胀区域B对应的第二压强确定膨胀表征值。
其中,明显膨胀区域A是指感兴趣面上压强最大的区域,本申请实施例称之为第一区域;非明显膨胀区域B是指感兴趣面上压强最小的区域,本申请实施例称之为第二区域。
在确定了第一区域和第二区域后,将第一区域对应的第一压强与第二区域对应的第二压强之间的比值作为第一中间膨胀表征值。压力传感器可以实时获取电池在充放电过程中感兴趣面上的压力数据,并将获取到的压力数据发送给BMS系统,BMS系统基于获取到的压力数据计算感兴趣面上的第三压强,BMS系统中还记录有电池在充放电过程中的荷电状态,由于压强和电池的荷电状态均会随着时间变化而变化,因此,压强与荷电状态存在对应关系。BMS系统可以获得在电池在多次循环充放电过程中,预设荷电状态下的压强,并基于获得的压强进行拟合计算,获得膨胀率,在本申请实施例中,将该膨胀率称为第二中间膨胀表征值。可以理解的是,膨胀率可以是经过拟合计算后获得的斜率值。
在获得第一中间膨胀表征值和第二中间膨胀表征值后,基于第一中间膨胀表征值和第二中间膨胀表征值确定最终的膨胀表征值。具体可以将第一中间膨胀表征值和第二中间膨胀表征值的平均值作为膨胀表征值,还可以基于第一中间膨胀表征值和第二中间膨胀表征值进行加权计算,获得膨胀表征值。
应当说明的是,上述各个实施例中所述的压强,可以是指该区域上的平均压强,也可以是该区域上的最大压强、压强中位数等。
在另一实施例中,还可以在电池的感兴趣面上设置应力传感器,通过应力变化确定电池的不可逆膨胀量,基于确定的不可逆膨胀量判断是否膨胀异常。可以理解的是,基于应力变化确定电池的不可逆膨胀量的方法可以参照上述各实施例中基于压力变化对电池的不可逆膨胀量的确定方法。
图10为本申请实施例提供的一种电池膨胀的检测装置结构示意图,该装置可以是电子设备上的模块、程序段或代码。应理解,该装置与上述图1方法实施例对应,能够执行图1方法实施例涉及的各个步骤,该装置具体的功能可以参见上文中的描述,为避免重复,此处适当省略详细描述。所述装置包括:压力获取模块1001、膨胀表征值确定模块1002和膨胀检测模块1003,其中:
压力获取模块1001用于获取电池的局部区域的压力数据;
膨胀表征值确定模块1002用于基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;
膨胀检测模块1003用于根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
在上述实施例的基础上,膨胀表征值确定模块1002具体用于:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强确定所述膨胀表征值。
在上述实施例的基础上,膨胀表征值确定模块1002具体用于:
计算所述第一压强与所述第二压强的比值;
将所述比值确定为所述膨胀表征值。
在上述实施例的基础上,所述电池内设置有压力传感器阵列;该膨胀表征值确定模块1002具体用于:
按照预设面积大小和步长获取所述压力传感器阵列对应的局部区域中的各待计算区域;
根据所述待计算区域对应的压力数据确定所述待计算区域的压强;
将各待计算区域中,压强最大值对应的待计算区域作为第一区域,将压强最小值对应的窗口作为第二区域。
在上述实施例的基础上,该膨胀表征值确定模块1002具体用于:
基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于所述膨胀率确定所述膨胀表征值。
在上述实施例的基础上,该膨胀表征值确定模块1002具体用于:
确定所述电池在多次循环充放电中,放电至所述预设荷电状态下的压力数据;
基于所述压力数据获得所述局部区域的第三压强,将所述第三压强确定为所述膨胀力数据。
在上述实施例的基础上,膨胀表征值确定模块1002具体用于:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
若所述第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差大于第一预设值,则将所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强的比值确定为所述膨胀表征值;
若所述第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差不大于第一预设值,则基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;基于所述膨胀率确定所述膨胀表征值。
在上述实施例的基础上,膨胀表征值确定模块1002具体用于:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强确定第一中间膨胀表征值;
基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于所述膨胀率确定第二中间膨胀表征值;
根据所述第一中间膨胀表征值和所述第二中间膨胀表征值确定所述膨胀表征值。
在上述实施例的基础上,膨胀检测模块1003具体用于:
若所述膨胀表征值大于预设阈值,则确定所述电池膨胀异常。
图11为本申请实施例提供的电子设备实体结构示意图,如图11所示,所述电子设备,包括:处理器(processor)1101、存储器(memory)1102和总线1103;其中,
所述处理器1101和存储器1102通过所述总线1103完成相互间的通信;
所述处理器1101用于调用所述存储器1102中的程序指令,以执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:获取电池的局部区域的压力数据;基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
处理器1101可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述处理器1101可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1102可以包括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-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。
本实施例公开一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:获取电池的局部区域的压力数据;基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法,例如包括:获取电池的局部区域的压力数据;基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;膨胀表征值为基于局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,第一区域和第二区域为基于局部区域的压强确定;根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,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,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,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。
在本文中,诸如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。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,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 (13)
1.一种电池膨胀的检测方法,其特征在于,包括:
获取电池的局部区域的压力数据;
基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;所述膨胀表征值为基于所述局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,所述第一区域和所述第二区域为基于所述局部区域的压强确定;
根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强确定所述膨胀表征值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强确定所述膨胀表征值,包括:
计算所述第一压强与所述第二压强的比值;
将所述比值确定为所述膨胀表征值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电池内设置有压力传感器阵列;所述基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域,包括:
按照预设面积大小和步长获取所述压力传感器阵列对应的局部区域中的各待计算区域;
根据所述待计算区域对应的压力数据确定所述待计算区域的压强;
将各待计算区域中,压强最大值对应的待计算区域作为第一区域,将压强最小值对应的窗口作为第二区域。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于所述膨胀率确定所述膨胀表征值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据,包括:
确定所述电池在多次循环充放电中,放电至所述预设荷电状态下的压力数据;
基于所述压力数据获得所述局部区域的第三压强,将所述第三压强确定为所述膨胀力数据。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
若所述第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差大于第一预设值,则将所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强的比值确定为所述膨胀表征值;
若所述第一区域的压强与所述第二区域的压强的压强差不大于第一预设值,则基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;基于所述膨胀率确定所述膨胀表征值。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,包括:
基于所述压力数据确定所述电池中压强最大的第一区域和压强最小的第二区域;
基于所述第一区域对应的第一压强和所述第二区域对应的第二压强确定第一中间膨胀表征值;
基于所述压力数据确定所述电池在多次循环充放电中,预设荷电状态下的膨胀力数据;
根据所述膨胀力数据进行拟合,获得膨胀率;
基于所述膨胀率确定第二中间膨胀表征值;
根据所述第一中间膨胀表征值和所述第二中间膨胀表征值确定所述膨胀表征值。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测,包括:
若所述膨胀表征值大于预设阈值,则确定所述电池膨胀异常。
10.一种电池膨胀的检测装置,其特征在于,包括:
压力获取模块,用于获取电池的局部区域的压力数据;
膨胀表征值确定模块,用于基于所述局部区域的压力数据确定膨胀表征值,所述膨胀表征值用于表征所述电池在循环充放电过程中产生的不可逆膨胀的膨胀程度;所述膨胀表征值为基于所述局部区域中第一区域和第二区域的压强比值确定,或膨胀表征值为电池在多次循环充放电中,对预设荷电状态下膨胀力数据进行拟合后获得的膨胀率确定;其中,所述第一区域和所述第二区域为基于所述局部区域的压强确定;
膨胀检测模块,用于根据所述膨胀表征值对所述电池的膨胀情况进行检测。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,其中,
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;
所述存储器存储有能够被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-9任一项所述的方法。
12.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令被计算机运行时,使所述计算机执行如权利要求1-9任一项所述的方法。
13.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器读取并运行时,执行如权利要求1-9任一项所述的方法。
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