CN118209880B - 电池模型的参数确定方法、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池建模领域,公开了一种电池模型的参数确定方法、设备和介质,该电池模型的参数确定方法包括:基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数;根据所述初始电池参数,确定所述目标电池的初始电池模型;基于所述目标电池的第二充放电过程,获取所述目标电池的新电池基础参数;所述第二充放电过程包括充电过程和持续放电过程;根据所述新电池基础参数,对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正。通过获取目标电池的新电池基础参数对初始电池模型中的各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,能够便捷地修正初始电池模型中的参数,从而提升初始电池模型的精度。
Description
技术领域
本申请涉及电池建模领域,尤其涉及一种电池模型的参数确定方法、设备和介质。
背景技术
现有的一种电池建模主要包括OCV-DOD模型(开路电压-放电深度模型)和阻抗模型。然而这种方式的建模周期较长,若建模得到的电池模型与电芯不匹配,则需要再次建模,从而增加时间成本。
综上所述,需要提供一种能够对电池模型中的参数进行修正从而降低时间成本、提高电池模型的精度的电池模型的参数确定方法、设备和介质。
发明内容
本申请提出一种电池模型的参数确定方法、设备和介质,可以根据新电池基础参数对初始电池模型中的开路电压和电池内阻进行自适应修正,从而能够提升电池建模的效率并提升初始电池模型的精度。
第一方面,本申请提出一种电池模型的参数确定方法,包括:
基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数;所述第一充放电过程包括充电过程、放电过程及静置过程;所述初始电池参数包括第一开路电压值、第二开路电压值、第一内阻值和第二内阻值;
根据所述初始电池参数,确定所述目标电池的初始电池模型;所述初始电池模型包括所述目标电池在当前状态下,电池的绝对容量状态与电池的开路电压和电池内阻的映射关系;
基于所述目标电池的第二充放电过程,获取所述目标电池的新电池基础参数;所述第二充放电过程包括充电过程和持续放电过程;
根据所述新电池基础参数,对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正。
优选地,所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数,包括:
对所述目标电池进行充电,直至所述目标电池达到最大满充,得到满充的目标电池;
按照预设放电量对所述满充的目标电池循环进行多次所述放电过程和所述静置过程,获取所述目标电池的预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值;
使用线性插值法根据所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值。
优选地,所述按照预设放电量对所述满充的目标电池循环进行多次所述放电过程和所述静置过程,获取所述目标电池的预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值,包括:
按照所述预设放电量中的第一预设放电量,对所述满充的目标电池进行所述放电过程和所述静置过程;
在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流;
根据所述第一电池电压、所述第一开路电压值和所述第一电流确定所述目标电池当前电量的第一内阻值。
优选地,在所述根据所述第一电池电压、所述第一开路电压值和所述第一电流确定所述目标电池当前电量的第一内阻值之后,还包括:
获取所述目标电池的已放电次数;
在所述已放电次数小于所述第一放电次数阈值的情况下,按照所述预设放电量中的第一预设放电量,对所述目标电池进行放电过程和静置过程,继续执行所述在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤;
在所述已放电次数大于或等于所述第一放电次数阈值的情况下,按照所述预设放电量中的第二预设放电量,对所述目标电池进行放电过程和静置过程;继续执行所述在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤,直至所述已放电次数等于第二放电次数阈值,得到所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值。
优选地,所述使用线性插值法根据所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值,包括:
从所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值中,获取与所述第一预设放电量对应的第一数量的第一开路电压值和第一数量的第一内阻值;
获取所述满充的目标电池在满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值;
使用线性插值法根据所述第一数量的第一开路电压值、所述第一数量的第一内阻值和所述满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值,确定相邻的两个电量之间的插值点对应的第二开路电压值和第二内阻值以及相邻的两个电量之间的开路电压斜率和内阻斜率,得到多个所述开路电压斜率、多个所述内阻斜率、多个所述第二开路电压值和多个所述第二内阻值。
优选地,所述基于所述目标电池的第二充放电过程,获取所述目标电池的新电池基础参数,包括:
对再次充电后的所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电过程中根据开路电压斜率、内阻斜率、所述预设放电量、放电次数和所述初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个所述开路电压计算值和多个所述内阻计算值;
根据放电量和多个所述内阻计算值确定与每个所述电量点位对应的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值;
根据多个所述开路电压计算值、多个所述内阻计算值和多个所述实际开路电压值确定所述新电池基础参数。
优选地,所述对再次充电后的所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电过程中根据开路电压斜率、内阻斜率、所述预设放电量、放电次数和所述初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个所述开路电压计算值和多个所述内阻计算值,包括:
使用预设充电方式对所述目标电池充电,在满充后对所述目标电池进行持续放电;
在所述持续放电过程中,根据所述预设放电量和放电次数,确定多个电量点位;
根据开路电压斜率、所述第一开路电压值和所述第二开路电压值,确定每个所述电量点位的开路电压计算值,得到多个所述开路电压计算值;
根据内阻斜率、所述第一内阻值和所述第二内阻值,确定每个所述电量点位的内阻计算值,得到多个所述内阻计算值。
优选地,所述根据放电量和多个所述内阻计算值确定与每个所述电量点位对应的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值,包括:
在所述目标电池进行所述持续放电的过程中,获取每个所述电量点位对应的放电量和第二电池电压;
根据所述放电量确定每个所述电量点位的放电电流;
根据与所述电量点位对应的所述内阻计算值、所述放电电流和所述第二电池电压,确定所述每个电量点位的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值。
优选地,所述根据所述新电池基础参数,对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,包括:
根据所述新电池基础参数中的多个所述开路电压计算值和多个所述实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差;
根据所述电压值误差和所述绝对容量状态误差修正所述目标电池的所述第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据;
根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正。
优选地,所述根据所述新电池基础参数中的多个所述开路电压计算值和多个所述实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差,包括:
根据所述初始电池参数确定每个所述电量点位对应的电压电量斜率值,得到多个所述电压电量斜率值;
获取一个所述电量点位对应的所述开路电压计算值和所述实际开路电压值;
根据所述实际开路电压值和所述开路电压计算值确定一个所述电量点位的电压值误差;
根据与一个所述电量点位对应的所述电压值误差和所述电压电量斜率值确定与所述电量点位对应的绝对容量状态误差。
优选地,所述根据所述电压值误差和所述绝对容量状态误差修正所述目标电池的所述第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据,包括:
若所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位,继续执行所述获取一个所述电量点位对应的所述开路电压计算值和所述实际开路电压值的步骤,直至所有所述电量点位的所述绝对容量状态误差都小于或等于预设误差阈值,得到与各绝对容量状态对应的修正后的开路电压数据;所述修正后的开路电压数据包括与各绝对容量状态对应的第一开路电压值、第二开路电压值、修正后的第一开路电压值或修正后的第二开路电压值;
若所述绝对容量状态误差大于预设误差阈值,则对所述电压电量斜率值进行修正,直至所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值或所述电压电量斜率值的修正次数等于预设修正次数阈值,继续执行所述存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位的步骤。
优选地,所述对所述电压电量斜率值进行修正,包括:
若所述绝对容量状态误差为负数,则根据预设补偿量对与所述电量点位对应的所述第一开路电压值或所述第二开路电压值进行增加,若所述绝对容量状态误差为正数,则根据预设补偿量对与所述电量点位对应的所述第一开路电压值或所述第二开路电压值进行降低,得到修正后的第一开路电压值或第二开路电压值。
优选地,在所述对所述电压电量斜率值进行修正之后,还包括:
根据修正后的第一开路电压值或第二开路电压值确定所述电量点位的补偿后的开路电压计算值;
根据所述实际开路电压值和所述补偿后的开路电压计算值确定所述电量点位的电压值误差;
根据所述电量点位的电压值误差和修正后的电压电量斜率值确定与所述电量点位对应的绝对容量状态误差;
继续执行所述若所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位的步骤。
优选地,所述根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正,包括:
根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电的过程中,确定每个电量点位对应的第三内阻值;
从所有所述电量点位中选择电量值第二高的一个电量点位作为计算点位,将与所述计算点位的电量最接近且电量低于所述计算点位的一个电量点位作为更新点位;
根据所述初始电池模型中与所述计算点位对应的内阻值和与所述计算点位对应的所述第三内阻值确定修正比率;
根据所述修正比率更新所述更新点位在所述初始电池模型中对应的阻值,得到所述更新点位的第四阻值;
根据所述第四阻值对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行修正。
优选地,在所述根据所述第四阻值对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还包括:
将所述更新点位作为所述计算点位,继续执行所述将与所述计算点位的电量最接近且电量低于所述计算点位的一个电量点位作为更新点位的步骤,直至得到电量值最低的电量点位的所述第四阻值。
优选地,在所述根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还包括:
在高温情况下,继续执行所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数的步骤,得到所述目标电池在所述高温情况下的所述初始电池参数;所述初始电池参数包括高温第一开路电压值和高温第二开路电压值;
在低温情况下,继续执行所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数的步骤,得到所述目标电池在所述低温情况下的所述初始电池参数;所述初始电池参数包括低温第一开路电压值和低温第二开路电压值。
优选地,在所述得到所述目标电池在所述低温情况下的所述初始电池参数之后,还包括:
使用所述线性插值法根据所述初始电池参数,确定所述目标电池在高温和低温之间的多个目标温度的开路电压值。
第二方面,本申请提出一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现如上所述的电池模型的参数确定方法。
第三方面,本申请提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如上所述的电池模型的参数确定方法。
本申请的优点在于:在第一充放电过程确定初始电池模型后,能够获取目标电池的新电池基础参数,并根据新电池基础参数对初始电池模型中的各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,从而能够根据目标电池的实际情况,便捷地修正初始电池模型中的参数,不仅能够提升初始电池模型的精度,还能够降低电池建模的时间成本,从而提升电池建模的效率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方案的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本申请提供的一种电池模型的参数确定方法的步骤示意图;
图2是电池在放电过程中的开路电压(OCV)与电池电压(Vbat)的示意图;
图3是电池的内阻(Rout)模型示意图;
图4是本申请提供的一种电池模型的参数确定方法的对电池内阻进行修正的步骤示意图;
图5是本申请提供的一种电池模型的参数确定方法的在不同温度情况下获取初始电池参数的步骤示意图;
图6是本申请提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
由于现有的电池模型的建模耗时,且电池在不同的健康状态、温度和负载的情况下,其电量、开路电压和阻抗等参数都会发生改变。因此建好的电池模型很可能精度低,甚至与目标电池不匹配。在这种情况下,再次建模会耗费更多的时间成本,并且,这种时间消耗也会严重影响与目标电池相关的项目进度。
为解决上述问题,本申请实施例提出了一种电池模型的参数确定方法、电子设备和介质。
实施例一
如图1所示,为本申请实施例提供的一种电池模型的参数确定方法的示意图,该电池模型的参数确定方法包括:
S101,基于目标电池的第一充放电过程,获得目标电池的初始电池参数;第一充放电过程包括充电过程、放电过程及静置过程;初始电池参数包括第一开路电压值、第二开路电压值、第一内阻值和第二内阻值;
S102,根据初始电池参数,确定目标电池的初始电池模型;初始电池模型包括目标电池在当前状态下,电池的绝对容量状态与电池的开路电压和电池内阻的映射关系;
S103,基于目标电池的第二充放电过程,获取目标电池的新电池基础参数;第二充放电过程包括充电过程和持续放电过程;
S104,根据新电池基础参数,对初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正。
其中,目标电池的绝对容量状态(SOCAb)与电池的化学容量(Qchem)和开路电压(OCV)对应,其与放电深度(DOD)均可表示电池的用电情况,绝对容量状态与放电深度的关系可以表示为:(1-SOCAb)=DOD;即绝对容量状态表示现有电池容量相对电池的化学容量(Qchem)的百分比。
第一充放电过程包括充电过程、放电过程及静置过程。在第一充放电过程中,首先按照电芯常规充电方式,将目标电池进行最大程度满充,之后静置2小时以上,自动记录电池满充的开路电压(OCV-FULL);之后,将目标电池的化学容量分割成60份,前40份按照化学容量的2.0%进行分割,但是每次的放电量为化学容量的4%,这样放电20次即可放完前40份化学容量,即从满充静置结束后,每放电化学容量的4%容量,就对目标电池进行1小时静置,在完成静置后采集此目标电池的当前绝对容量状态下的开路电压值;后20份采用化学容量的1%进行上述的放电、静置和记录过程。在第一充放电过程中的放电过程中,还会记录放电电流,根据记录的放电电流确定每个放电过程对应的放电平均电流。在第一充放电过程中的最后一次静置过程中,还会记录电芯电压值,得到完成最后一次静置的电池电压值(Vbat_EDV)。本申请可不对放电、充电等动作进行限定,只要获取该过程的电池参数即可。
第二充放电过程包括充电过程和持续放电过程。在第二充放电过程中采用常规方式充电,并非对目标电池进行最大程度满充,因此在第二充放电过程中被满充的目标电池在静置后的满充的开路电压(OCV_EOC)一般会小于等于第一充放电过程中得到的满充的开路电压(OCV_full)。在获得满充的开路电压(OCV_EOC)后,将开路电压(OCV_EOC)对应的绝对容量状态(绝对电荷状态)设为SOCAb_EOC。之后,以SOCAb_EOC作为起点进行0.2C放电的持续放电(0.2C放电表示电池以0.2倍的容量作为放电电流),在每次放电2%处(电量点位)获取数据,在获取40次数据后,在每次放电1%处(电量点位)获取数据,获取20次,完成第二充放电过程。本申请可不对放电、充电等动作进行限定,只要获取该过程的电池参数即可。
在第一充放电过程后,能够确定目标电池的初始电池模型。但是由于电池在实际使用时会与初始电池模型有差异,因此,通过第二充放电过程获取目标电池的新电池基础参数,能够对初始电池模型中的各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,从而能够快捷地修正初始电池模型中的参数,不仅能够提升初始电池模型的精度,还能够根据目标电池的实际情况进行参数修正,避免了重新进行电池建模的时间消耗,从而降低电池建模的时间成本,提升电池建模的效率。本申请的实施方式可以适用于未建模和已经建模的目标电池,对于确定使用的目标电池的电芯进行模型适配时,可以自动识别出电池模型中不同温度下的开路电压和内阻。
本申请实施例中,对于步骤S101,基于目标电池的第一充放电过程,获得目标电池的初始电池参数,可以具体包括以下步骤:S111,对目标电池进行充电,直至目标电池达到最大满充,得到满充的目标电池;S112,按照预设放电量对满充的目标电池循环进行多次放电过程和静置过程,获取目标电池的预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值;S113,使用线性插值法根据预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值。
其中,预设放电量可以包括多个,如4%、2%和1%,本实施例对其具体数值不做具体限定;根据预设放电量,从最大满充开始放电,每次放电量达到最大满充的4%或1%,则停止放电。静置过程的时间包括1小时、2小时或3小时,每次静置过程可以使用不同的静置时间。预设数目根据预设放电确定。以第一充放电过程为例,其包括20次4%预设放电量和20次1%预设放电量,因此加上最大满充的,一共会获得41组(或41个电量点位)数据。第一开路电压值和第一内阻值均为在第一充放电过程中获取的开路电压值和内阻值。第二开路电压值和第二内阻值均为在第一充放电过程中通过插值法确定的开路电压值和内阻值。
如图2所示,为电池在放电过程中的开路电压(OCV)与电池电压(Vbat)的示意图,其中,纵坐标为电压,横坐标为绝对容量状态(SOCAb)的百分比形式。如图2所示,在横坐标相同的情况下,电池的电池电压(Vbat)小于开路电压(OCV),而这是由于电池在放电时的内阻(Rout)造成的,因此开路电压(OCV)与电池电压(Vbat)的电压差ΔV可以根据内阻(Rout)和放电时的电流(I)确定。其中,OCV_full为最大满充的开路电压,OCV_EOC为满充的开路电压。如图2所示,其中OCV_grid_n和OCV_grid_n+1为放电量为4%的相邻的两个电量点位经过静置后的第一开路电压值,OCV_grid_n.5为OCV_grid_n和OCV_grid_n+1之间的插值点的通过线性插值法确定的第二开路电压值。
如图3所示,为电池的内阻(Rout)模型示意图,放电时,OCV=Vbat+Iout×Rout;其中,Vbat表示电池电压,相当于电池正负极两端电压,可以通过对目标电池进行测量得到,Rout表示放电时的电池的内阻,Iout表示放电时的电池输出的电流。因此,在目标电池的当前电量的第一内阻值可以通过已经获取的电池电压、第一电流和第一开路电压确定。
以根据第一放电点位的第一开路电压值和第二放电点位的第一开路电压值确定插值点的第二开路电压值为例,SOCAb_grid_1为在第一充放电过程中得到第一个放电点位的电量(100%-4%),OCV_grid_1为在第一充放电过程中得到的与SOCAb_grid_1对应的第一开路电压值,SOCAb_grid_2为在第一充放电过程中得到第二个放电点位的电量(100%-8%),OCV_grid_2为在第一充放电过程中得到的与SOCAb_grid_1对应的第一开路电压值,OCV_grid_1.5为第一个放电点位和第二个放电点位之间的插值点的第二开路电压。第二开路电压值的确定可以根据如下方式:
OCV_grid_1.5=Qpass/Qchem*Kv+Bv
其中,Qpass为最大满充电量Qchem与插值点的电量之差,Kv为根据第一个放电点位和第二个放电点位的第一开路电压值确定的电量96%至92%之间的开路电压斜率,Bv为根据第一个放电点位和第二个放电点位的第一开路电压值确定的电量96%至92%之间的开路电压截距。
各插值点的第二内阻值的确定方式与第二开路电压值的确定方式相同,在此不再赘述。
通过使用插值根据第一开路电压值和第一内阻值确定第二开路电压值和第二内阻值,可以在减少获取数据所需的时间成本的情况下,得到更多的数据,提升数据获取效率。
本申请实施例中,对于步骤S112,按照预设放电量对满充的目标电池循环进行多次放电过程和静置过程,获取目标电池的预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值,可以具体包括以下步骤:S112A,按照预设放电量中的第一预设放电量,对满充的目标电池进行放电过程和静置过程;S112B,在静置过程结束后且在开始下一次放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流;S112C,根据第一电池电压、第一开路电压值和第一电流确定目标电池当前电量的第一内阻值。
对于第一充放电过程,将目标电池最大程度满充,并进行长时间静置,静置时间根据目标电池的电压和时间确定,当电压变化率dv/dt<0.9uV,则完成静置过程,获取目标电池的第一开路电压作为目标电池的满充电压点的第一开路电压(OCV_full),静置过程通常在大于或等于1至小于或等于3小时。在第一充放电过程的放电过程中,根据目标电池的化学容量确定需要进行放电静置的电量点位,获取每个电量点位的开路电压和电流,分别作为第一开路电压和第一电流。其中,第一电流的获取方法可以为在一个电量点位的放电过程开始时开始记录电流,直至达到预设电流记录时间,如500秒,停止记录;根据预设电流记录时间内记录的电流确定每秒的平均电流做为第一电流。
通过上述方式能够稳定且快速地获取建立初始电池模型所需的大部分初始电池参数,提高电池模型的建立效率。
本申请实施例中,对于步骤S112C,在根据第一电池电压、第一开路电压值和第一电流确定目标电池当前电量的第一内阻值之后,还可以包括以下步骤:获取目标电池的已放电次数;在已放电次数小于第一放电次数阈值的情况下,按照预设放电量中的第一预设放电量,对目标电池进行放电过程和静置过程,继续执行在静置过程结束后且在开始下一次放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤;在已放电次数大于或等于第一放电次数阈值的情况下,按照预设放电量中的第二预设放电量,对目标电池进行放电过程和静置过程;继续执行在静置过程结束后且在开始下一次放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤,直至已放电次数等于第二放电次数阈值,得到预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值。
其中,在预设放电量中的第一预设放电量为4%的情况下,第一放电次数阈值为20,在目标电池达到满充状态时开始计数,当已放电次数等于20,则按照预设放电量中的第二预设放电量(1%)对目标电池进行放电。当已放电次数等于第二放电次数阈值(40)时,完成对目标电池的第一充放电过程,并将最后一次静置过程后获取的第一开路电压作为目标电池的截止电压点的第一开路电压(OCV_EDV)。
在使用过程中,由于电池在电量较低时需要更精细的电量管理,因此通过设置第一预设放电量和第二预设放电量,且第二预设放电量仅为第一预设放电量的四分之一,从而可以获取目标电池的更精细的初始电池参数,以对目标电池建立更精细的电池模型。
本申请实施例中,对于步骤S113,使用线性插值法根据预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值,可以具体包括以下步骤:从预设数目个第一开路电压值和预设数目个第一内阻值中,获取与第一预设放电量对应的第一数量的第一开路电压值和第一数量的第一内阻值;获取满充的目标电池在满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值;使用线性插值法根据第一数量的第一开路电压值、第一数量的第一内阻值和满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值,确定相邻的两个电量之间的插值点对应的第二开路电压值和第二内阻值以及相邻的两个电量之间的开路电压斜率和内阻斜率,得到多个开路电压斜率、多个内阻斜率、多个第二开路电压值和多个第二内阻值。
其中,只确定预设放电量为第一预设放电量情况下的相邻的两个电量之间插值点。由于在第一预设放电量情况下,相邻的两个电量之间的放电量为4%,因此相邻的两个电量之间的插值点与这两个电量之间的电量差均为2%。第二开路电压值为插值点处电量的电量点位对应的开路电压值,第二内阻值为插值点处电量的电量点位对应的内阻值。每个开路电压斜率都具有与其对应的开路电压截距,每个内阻斜率都具有与其对应的内阻截距,因此对于步骤S113,还能够得到多个开路电压截距和多个内阻截距。根据电量、多个第一开路电压值和多个第二开路电压值确定目标电池的第一开路电压表;根据电量、多个第一内阻值和多个第二内阻值确定目标电池的第一内阻表。将第一开路电压表和第一内阻表也作为目标电池的初始电池参数。
通过确定相邻的两个电量之间开路电压斜率和内阻斜率,再使用这些开路电压斜率、内阻斜率和线性插值法,就可以在只具有第一预设放电量的参数的情况下获取按照化学容量的2.0%进行分割的40份数据,减少获取电池模型参数所需的时间。
本申请实施例中,对于步骤S103,基于目标电池的第二充放电过程,获取目标电池的新电池基础参数,可以具体包括以下步骤:S131,对再次充电后的目标电池进行持续放电,在持续放电过程中,使用线性插值法,根据开路电压斜率、内阻斜率、预设放电量、放电次数和初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个开路电压计算值和多个内阻计算值;S132,根据放电量和多个内阻计算值确定与每个电量点位对应的实际开路电压值,得到多个实际开路电压值;S133,根据多个开路电压计算值、多个内阻计算值和多个实际开路电压值确定新电池基础参数。
其中,对于步骤S131,对再次充电后的目标电池进行持续放电,本申请可不对放电、充电等动作进行限定,只要获取该过程的电池参数即可。
通过使用第二充放电过程对目标电池进行放电,并获取目标电池的新电池基础参数,可以模仿电池在实际应用中的放电情况获取更加实际且精确的新电池基础参数。通过二次充放电,可以对已有的电池模型(如本申请中生成的电池模型或已经识别的其他的电池模型)进行误差补偿即自适应,通过实际放电容量以及电池参数,对下一个开路电压节点(电量点位对应的开路电压)进行误差补偿,通过不断仿真收敛,将误差收敛到需求范围0.25%以内,通过这种方式,可以适配电池模型中的开路电压数值,提升每一点精度和整体精度,能够将电池模型误差降低至0.25%。
本申请实施例中,对于步骤S131,对再次充电后的目标电池进行持续放电,在持续放电过程中根据开路电压斜率、内阻斜率、预设放电量、放电次数和初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个开路电压计算值和多个内阻计算值,可以具体包括以下步骤:使用预设充电方式对目标电池充电,在满充后对目标电池进行持续放电;在持续放电过程中,根据预设放电量和放电次数,确定多个电量点位;根据开路电压斜率、第一开路电压值和第二开路电压值,确定每个电量点位的开路电压计算值,得到多个开路电压计算值;根据内阻斜率、第一内阻值和第二内阻值,确定每个电量点位的内阻计算值,得到多个内阻计算值。
其中,第二充放电流程中的预设放电量还可以根据其满充容量与最大满充容量之间的差值设置进行设置。第二充放电过程中,由于不对目标电池进行最大满充(100%)以达到最大绝对容量状态(SOCAb_full),因此目标电池在第二充放电过程中的满充的目标电池的绝对容量状态(SOCAb_EOC)难以达到电芯电量的100%。在这种情况下,按照每放电2%或1%获取到的电量点位就很难与初始电池参中的电量点位对应,所以需要根据开路电压斜率和内阻斜率对第二充放电过程中的电量点位对应的开路电压值和内阻值进行确定,或者也可以调整第二充放电过程的放电过程中的第一个电量点位的预设放电量,以使第二充放电过程中确定的电量点位与初始电池参数中的电量点位对齐。例如,SOCAb_full=100%,SOCAb_EOC=99.5%,初始电池参数中得到的第一电量点位为100%-2%=98%,则在第二充放电过程的放电过程中,第一个电量点位可以是在放电量为1.5%处,即为99.5%-1.5%=98%,也就是说预设放电量还可以包括第一个电量点位对应的放电量。
并且,在第二充放电过程中,使用预设放电量中的第三预设放电量和第二预设放电量,第三预设放电量为2%,第三预设放电量对应的放电次数为40,第二预设放电量对应的放电次数为20,从而确定60个点位。
以第二充放电过程中得到的目标电池的满充电量为SOCAb_EOC,则第一个电量点位SOCAb_1=SOCAb_EOC-2%,则利用线性插值法可以获得SOCAb_1对应的开路电压计算值(OCV_1),如下公式所示:OCV_1=[(SOCAb_1-SOCAb_full)*(OCV_full-OCV_grid_1)/(SOCAb_full-SOCAb_grid_1)]+Bv
其中,SOCAb_full为第一充放电过程中得到的目标电池的最大满充电量,SOCAb_grid_1为在第一充放电过程中得到第一个放电点位的电量(100%-4%),OCV_full为SOCAb_full对应的开路电压值,OCV_grid_1为在第一充放电过程中得到的与SOCAb_grid_1对应的开路电压值(第一开路电压值),(OCV_full-OCV_grid_1)/(SOCAb_full-SOCAb_grid_1)可以用开路电压斜率Kv表示,Bv为与开路电压斜率Kv对应的开路电压截距。
第一个电量点位(SOCAb_1)对应的内阻计算值(Rout_1)也可以基于如上所述的计算SOCAb_1对应的开路电压计算值(OCV_1)的方法获取。由于在放电过程中难以确定满充时的内阻值,因此,对于第二放电过程中的第一个电位点(SOCAb_1)的内阻计算值,其可以使用第一放电过程中得到的与SOCAb_1电位点最近的两个电位点之间的内阻斜率(Kr)确定,如下公式所示:
Rout_1=(SOCAb_full-SOCAb_1)*Kr+Br
其中,Br为与内阻斜率Kr对应的内阻截距,SOCAb_1为第二充放电过程中非满充电量的第一个电量点位,SOCAb_full为第一充放电过程中得到的目标电池的最大满充电量。其中开路电压计算值的数量与内阻计算值的数量不同。内阻截距Br为电量点位在SOCAb_full(即图2中X轴的0点)的情况下的基点。内阻斜率上Kr可以在第一充放电过程中,通过记录到最近的两个电量点位的数据进行确定。以要计算电量点位SOCAb_1的斜率Kr_SOCAb_1为例,若Kr_SOCAb_1处于电量点位SOCAb_full与电量点位SOCAb_grid_1之间,则Kr_SOCAb_1=(Rout_full-R_grid_1)/(SOCAb_full-SOCAb_grid_1)其中,Rout_full为电量点位在SOCAb_full情况下的内阻值,R_grid_1为电量点位在SOCAb_grid_1情况下的内阻值。若斜率Kr_SOCAb_1不在SOCAb_full与SOCAb_grid_1之间,则可以使用电量点位SOCAb_grid_1和电量点位SOCAb_grid_2进行确定。
以此方式,可以根据开路电压斜率(Kv)和内阻斜率(Kr)快速得到多个开路电压计算值和多个内阻计算值,并且不会受到最大绝对容量状态(SOCAb_full)与绝对容量状态SOCAb_EOC之间的差异的影响。
本申请实施例中,对于步骤S132,根据放电量和多个内阻计算值确定与每个电量点位对应的实际开路电压值,得到多个实际开路电压值,可以具体包括以下步骤:在目标电池进行持续放电的过程中,获取每个电量点位对应的放电量和第二电池电压;根据放电量确定每个电量点位的放电电流;根据与电量点位对应的内阻计算值、放电电流和第二电池电压,确定每个电量点位的实际开路电压值,得到多个实际开路电压值。
通过0.2C放电确定的0.2C放电电流(Ic)、开路电压计算值以及内阻计算值确定与每个电量点位对应的第二电池电压。第二电池电压的计算方式如下所示:
Vbat_1=OCV_1-Ic*Rout_1
其中,OCV_1为电量点位SOCAb_1对应的开路电压计算值,Rout_1为电量点位(SOCAb_1)对应的内阻计算值,Vbat_1为电量点位SOCAb_1对应的第二电池电压。以此方式可以计算出放电量为2.0%或1.0%对应的电量点SOCAb、开路电压计算值、内阻计算值Rout和第二电池电压。
在获取第二电池电压后,可以根据放电量确定每个电量点位的放电电流(I_av)即实际的放电电流和内阻计算值确定实际开路电压值(OCV_real)。
以电量点位SOCAb_1为例,电量点位SOCAb_1的实际开路电压值OCV_real_1可以通过如下公式确定:
OCV_real_1=Vbat_1+I_av1*Rout_1
其中,I_av1为电量点位SOCAb_1的放电电流。由于SOCAb_1=SOCAb_EOC-Qconsume/Qchem*100%,因此通过目标电池的实际放电量Qconsume和实际放电量Qconsume对应的时间可以确定电量点位SOCAb_1的实际的放电电流I_av1。
通过模仿电池的实际应用情况,并在这种情况下获取各电量点位对应的实际开路电压值,能够获取准确度更高的这种方式能够快速确定,从而提升之后对初始电池模型进行自适应修正的准确性。
本申请实施例中,对于步骤S104,根据新电池基础参数,对初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,可以具体包括以下步骤:S141,根据新电池基础参数中的多个开路电压计算值和多个实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差;S142,根据电压值误差和绝对容量状态误差修正目标电池的第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据;S143,根据预设放电倍率对目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据第三内阻值和初始电池参数对初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正。
其中,预设放电倍率可以为0.2C,也可以根据实际需要设置。按照以上方式依次对每个电量点位进行迭代,自适应和误差补偿所有电量点位对应的开路电压值,得到与每个电量点位对应的修正后的开路电压数据,从而完成目标电池在常温情况下(25℃)的第一开路电压表的放电自适应。
通过新电池基础参数对初始电池模型中的第一开路电压值或第二开路电压值进行修正,可以得到更加准确的电量点位对应的开路电压值,从而获得更准确的初始电池模型。由于目标电池的内阻会根据电池的健康状态发生变化,因此在完成开路电压数据的修正后,再根据预设放电倍率,对目标电池进行持续放电,在此过程中对初始电池模型中的电池内阻进行修正,能够使修正后的初始电池模型更接近目标电池的当前状态。本申请的实施方式无需采用电芯进行充放电后,提取相应数据进行模型搭建,可以直接采用电池进行自适应,能够直接适配电池硬件误差,通过计算方式提升电池模型的精度。
本申请实施例中,对于步骤S141,根据新电池基础参数中的多个开路电压计算值和多个实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差,可以具体包括以下步骤:根据初始电池参数确定每个电量点位对应的电压电量斜率值,得到多个电压电量斜率值;获取一个电量点位对应的开路电压计算值和实际开路电压值;根据实际开路电压值和开路电压计算值确定一个电量点位的电压值误差;根据与一个电量点位对应的电压值误差和电压电量斜率值确定与电量点位对应的绝对容量状态误差。
其中,以电量点位SOCAb_1对应的电压值误差ΔOCV_1为例,电压值误差ΔOCV_1可以根据如下公式确定:
ΔOCV_1=OCV_real_1-OCV_1
其中,OCV_1为电量点位SOCAb_1对应的开路电压计算值,OCV_real_1为电量点位SOCAb_1对应的实际开路电压值。
绝对容量状态误差ΔSOCAb根据电压值误差ΔOCV和开路电压斜率Kv确定。以电量点位SOCAb_1对应的电压值误差ΔOCV_1为例,绝对容量状态误差ΔSOCAb_1可以根据如下公式确定:
ΔSOCAb_1=ΔOCV_1*Kv
其中,Kv为与此SOCAb_1对应的开路电压斜率。
通过获取电压值误差,并将电压值误差通过开路电压斜率转换为绝对容量状态误差,使电压值误差可以以绝对容量状态误差的形式和与其对应的电量点位进行比较,从而在绝对容量状态(电量点位)上更加细致地展现电压值误差。
本申请实施例中,对于步骤S142,根据电压值误差和绝对容量状态误差修正目标电池的第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据,可以具体包括以下步骤:S142A,若绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与绝对容量状态误差对应的初始电池参数中的数据和电量点位,继续执行获取一个电量点位对应的开路电压计算值和实际开路电压值的步骤,直至所有电量点位的绝对容量状态误差都小于或等于预设误差阈值,得到与各绝对容量状态对应的修正后的开路电压数据;修正后的开路电压数据包括与各绝对容量状态对应的第一开路电压值、第二开路电压值、修正后的第一开路电压值或修正后的第二开路电压值;S142B,若绝对容量状态误差大于预设误差阈值,则对电压电量斜率值进行修正,直至绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值或电压电量斜率值的修正次数等于预设修正次数阈值,继续执行存储与绝对容量状态误差对应的初始电池参数中的数据和电量点位的步骤。
其中,预设修正次数阈值可以为任意整数,例如可以为3次、6或8次等,本实施例对其具体数值不做具体限定,本领域技术人员可以根据实际修正效果进行确定。预设误差阈值可以为小于1%的百分数,例如0.1%、0.2%、0.25%、0.3%及0.4%等,本实施例对其具体数值也不做具体限定,本领域技术人员也可以根据实际修正效果进行确定。若绝对容量状态误差的绝对值|ΔSOCAb|小于或等于预设误差阈值0.25%,则此电量点位对应的第一开路电压值或第二开路电压值满足误差要求。若绝对容量状态误差的绝对值|ΔSOCAb|大于预设误差阈值0.25%,则此电量点位对应的第一开路电压值或第二开路电压值不满足要求,此电量点位对应的第一开路电压值或第二开路电压值需要进行误差补偿。使用修正后的开路电压数据对第一开路电压表进行更新,得到更新后的第一开路电压表,修正后的开路电压数据包括常温情况下的各电量点位对应的开路电压值。
对于在实际的放电电流积分后的电量点位刚好在无法落在第二充放电过程中确定的电量点位(SOCAb)的情况下,需要通过实际的电量点位(SOCAb_real)积分点和利用线性插值法计算出与第二充放电过程中确定的实际的电量点位(SOCAb_real)对应的新的内阻计算值和新的开路电压计算值,并将实际的电量点位(SOCAb_real)的实际开路电压值与新的开路电压计算值进行对比,得到电压值误差(ΔOCV),并对此电压值误差(ΔOCV)进行自动适应,得到修正后的与实际的电量点位(SOCAb_rea)l对应的开路电压值。由于进行自适应修正的实际的电量点位(SOCAb_real)与初始电池参数中的第一开路电压值或第二开路电压值对应的电量点位非常接近,因此可以将经过自适应修正后的实际的电量点位(SOCAb_real)对应的开路电压值直接更新到初始电池参数中最接近的电量点位的开路电压值中。
预设修正次数阈值可以防止对第一开路电压值或第二开路电压值补偿过多,从而降低在修正时产生的误差。通过分次、少量且适度地对电压值误差进行修正,能够提升修正后的开路电压数据的准确性。
本申请实施例中,对于步骤S142B,对电压电量斜率值进行修正,可以具体包括以下步骤:若绝对容量状态误差为负数,则根据预设补偿量对与电量点位对应的第一开路电压值或第二开路电压值进行增加,若绝对容量状态误差为正数,则根据预设补偿量对与电量点位对应的第一开路电压值或第二开路电压值进行降低,得到修正后的第一开路电压值或第二开路电压值。
其中,预设补偿量可以为0.1%、0.15%、0.2%或0.25%等,本实施例对其具体数值不做具体限定。绝对容量状态误差为负数表示其对应的开路电压计算值偏大,则与其对应的开路电压斜率(Kv)也偏大,因此需要对与此绝对容量状态误差对应的第一开路电压值或第二开路电压值进行相应的减小。绝对容量状态误差为正数表示其对应的开路电压计算值偏小,则与其对应的开路电压斜率(Kv)也偏小,因此需要对与此绝对容量状态误差对应的第一开路电压值或第二开路电压值进行相应的增大。
以第一充放电过程中确定的电量点位与第二充放电过程中确定的电量点位相对应为例,SOCAb_grid_1为在第一充放电过程中得到第一个放电点位的电量(100%-4%),OCV_grid_1为在第一充放电过程中得到的与SOCAb_grid_1对应的开路电压值(第一开路电压值)。在与第一开路电压值(OCV_grid_1)对应的绝对容量状态误差(ΔSOCAb)为负数的情况下,对第一开路电压值(OCV_grid_1)进行调整的方式如下所示:
OCV_grid_1_compensation=OCV_grid_1+Kv_1*0.2%
其中,OCV_grid_1_compensation为对第一开路电压值OCV_grid_1进行减小调整的修正后的第一开路电压值,Kv_1为与SOCAb_grid_1对应的开路电压斜率,0.2%为预设补偿量。
在与第一开路电压值(OCV_grid_1)对应的绝对容量状态误差(ΔSOCAb)为正数的情况下,对第一开路电压值(OCV_grid_1)进行调整的方式如下所示:
OCV_grid_1_compensation=OCV_grid_1-Kv_1*0.2%
通过少量地对电压值误差进行修正,能够提升修正后的开路电压数据的准确性。
本申请实施例中,对于步骤S142B,在对电压电量斜率值进行修正之后,还可以包括以下步骤:根据修正后的第一开路电压值或第二开路电压值确定电量点位的补偿后的开路电压计算值;根据实际开路电压值和补偿后的开路电压计算值确定电量点位的电压值误差;根据电量点位的电压值误差和修正后的电压电量斜率值确定与电量点位对应的绝对容量状态误差;继续执行若绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与绝对容量状态误差对应的初始电池参数中的数据和电量点位的步骤。
根据补偿后的开路电压计算值重新确定开路电压计算值、电压值误差和绝对容量状态误差能够提升与电量点位对应的开路电压数据的准确性。
如图4所示,为本申请的对电池内阻进行修正的步骤示意图,本申请实施例中,对于步骤S143,根据预设放电倍率对目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据第三内阻值和初始电池参数对初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正,可以具体包括以下步骤:S143A,根据预设放电倍率对目标电池进行持续放电,在持续放电的过程中,确定每个电量点位对应的第三内阻值;S143B,从所有电量点位中选择电量值第二高的一个电量点位作为计算点位,将与计算点位的电量最接近且电量低于计算点位的一个电量点位作为更新点位;S143C,根据初始电池模型中与计算点位对应的内阻值和与计算点位对应的第三内阻值确定修正比率;S143D,根据修正比率更新更新点位在初始电池模型中对应的阻值,得到更新点位的第四阻值;S143E,根据第四阻值对初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行修正。
其中,只对绝对容量状态为98%至0%处的所有电量点位的内阻值进行自适应修正,绝对容量状态为100%处的电量点位(满充电量点位)处的内阻值不进行自适应修正;并且只进行通常情况下(25℃)的电池内阻的自适应修正;预设放电倍率可以为0.1C、0.2C、0.4C或0.5C等,本实施例对其具体数值不做具体限定,第三内阻值的确定方法与前述的第一内阻值确定方法相同,从而能够获取在持续放电情况下的与每个电量点位对应的第三内阻值。根据初始电池模型中各绝对容量状态对应的第四阻值确定目标电池当前内阻表。由于电池内阻受到电池老化程度的影响,因此在完成开路电压的修正后再进行内阻的自适应修正能够使得到的修正后的内阻更准确。
在目标电池进行使用的情况下,也可根据预设检测周期或电池健康状态的变化值,对目标电池进行内阻修正,从而使初始电池模型在目标电池实际应用的情况下也能够准确地反应目标电池。因此,在初始电池模型完成适配后,目标电池在整机中使用时,也能通过采集电池参数,不断自适应修正内阻,从而表征电池性能状态,提升目标电池的容量估算精度。
如图4所示,本申请实施例中,对于步骤S143E,在根据第四阻值对初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还可以包括以下步骤:S143F将更新点位作为计算点位,继续执行将与计算点位的电量最接近且电量低于计算点位的一个电量点位作为更新点位的步骤,直至得到电量值最低的电量点位的第四阻值。
以绝对容量状态为90%的电量点位SOCAb_p1、绝对容量状态为88%的电量点位SOCAb_p2和绝对容量状态为86%的电量点位SOCAb_p3为例,对电池内阻进行自适应修正进行说明。从初始电池模型中获取SOCAb_p1电量点位对应的内阻值(第一内阻值或第二内阻值)Rout_p1a,并与SOCAb_p1电量点位对应的第三内阻值Rout_p1b根据如下方式获取修正比率Ar:
Ar_p1=Rout_p1b/Rout_p1a
其中Ar_p1为SOCAb_p1电量点位对应的修正比率。之后根据修正比率Ar_p1对绝对容量状态为88%的电量点位SOCAb_p2的内阻值(第一内阻值或第二内阻值)Rout_p2a进行自适应修正,得到电量点位SOCAb_p2的第四阻值Rout_p2c,并保存。其中,修正方式如下所示:
Rout_p2c=Ar_p1*Rout_p2a之后,使用与SOCAb_p2电量点位对应的第三内阻值Rout_p2b和内阻值(第一内阻值或第二内阻值)Rout_p2a确定与SOCAb_p2电量点位对应修正比率Ar_p2,使用修正比率Ar_p2对绝对容量状态为86%的电量点位SOCAb_p3的内阻值(第一内阻值或第二内阻值)Rout_p3a进行自适应修正,并保存,以此类推,完成初始电池模型中绝对容量状态为98%至0%处的所有电量点位的内阻值的修正,得到所有电量点位的第四阻值,完成对初始电池模型的电池内阻进行自适应修正。
通过上述方式能够分别对每个电量点位的内阻进行更独立且准确的自适应修正,提升修正后的初始电池模型的精确度。
如图5所示,为本申请的在不同温度情况下获取初始电池参数的步骤示意图,本申请实施例中,对于步骤S143,在根据预设放电倍率对目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据第三内阻值和初始电池参数对初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还可以包括以下步骤:S150A,在高温情况下,继续执行基于目标电池的第一充放电过程,获得目标电池的初始电池参数的步骤,得到目标电池在高温情况下的初始电池参数;初始电池参数包括高温第一开路电压值和高温第二开路电压值;S150B,在低温情况下,继续执行基于目标电池的第一充放电过程,获得目标电池的初始电池参数的步骤,得到目标电池在低温情况下的初始电池参数;初始电池参数包括低温第一开路电压值和低温第二开路电压值。
其中,高温情况为45℃,低温情况为0℃;获取目标电池在高温情况下的初始电池参数以及在低温情况下的初始电池参数的顺序可以互换。根据高温第一开路电压值和高温第二开路电压值确定第二开路电压表,根据低温第一开路电压值和低温第二开路电压值确定第三开路电压表。
获取高温情况下的高温第一开路电压值和高温第二开路电压值以及低温情况下的低温第一开路电压值和低温第二开路电压值,可以得到目标电池在不同温度情况下的初始电池参数,从而提升初始电池模型在不同温度情况下的准确度。
如图5所示,本申请实施例中,对于步骤S150B,在得到目标电池在低温情况下的初始电池参数之后,还可以包括以下步骤:S150C,使用线性插值法根据初始电池参数,确定目标电池在高温和低温之间的多个目标温度的开路电压值。
其中,高温第一开路电压值和高温第二开路电压值会用于在高温情况下根据步骤S103获取目标电池在高温情况下的新电池基础参数,低温第一开路电压值和低温第二开路电压值会用于在低温情况下根据步骤S103获取目标电池在低温情况下的新电池基础参数;之后,再根据步骤S104,用目标电池在高温情况下的新电池基础参数和在低温情况下的新电池基础参数对高温第一开路电压值、高温第二开路电压值、低温第一开路电压值和低温第二开路电压值进行修正,得到修正后的高温开路电压数据和修正后的低温开路电压数据;使用修正后的高温开路电压数据对第二开路电压表进行更新,得到更新后的第二开路电压表,修正后的高温开路电压数据包括高温情况下的各电量点位对应的开路电压值;使用修正后的低温开路电压数据对第三开路电压表进行更新,得到更新后的第三开路电压表,修正后的低温开路电压数据包括低温情况下的各电量点位对应的开路电压值。更新后的第二开路电压表和更新后的第三开路电压表也用于对初始电池模型进行更新。
高温情况和低温情况只进行开路电压自适应修正,不进行内阻自适应修正。在得到更新后的第二开路电压表和更新后的第三开路电压表后,可以根据预设的多个目标温度,使用线性插值法,基于常温情况下的更新后的第一开路电压表、更新后的第二开路电压表和更新后的第三开路电压表确定各目标温度的开路电压表。多个目标温度为大于0℃且小于45℃的温度值。
使用线性插值法,根据更新后的第一开路电压表和更新后的第二开路电压表可以确定25℃至45℃之间各目标温度对应的开路电压表;使用线性插值法,根据更新后的第一开路电压表和更新后的第三开路电压表可以确定0℃至25℃之间各目标温度对应的开路电压表;以此可以简单且快捷地获取更多温度状态下的目标电池的开路电压表,从而提升目标电池的初始电池模型的精度。
通过获取不同温度情况下的开路电压数据和内阻数据,可以与不同温度情况下的初始电池模型进行匹配,使目标电池的内阻数据自动适配不同温度情况。通过提升电池模型的准确度可以提升电池容量估算算法精度和电池老化预测的可靠性,从而最终提高整机用户体验。
在步骤S104之后,还可以包括:执行第二充放电过程,基于目标电池的满充的积分容量、放电截止(放电结束)后的积分容量和放电结束的电量点位对应的开路电压(OCV_EDV)以及完全放电后的电量点位对应的开路电压(OCV_final)对目标电池的最大满充容量(Qchem)进行更新。
通过更新目标电池的最大满充容量能够提升初始电池模型的准确性。
实施例二
基于上述电池模型的参数确定方法相同的构思,本实施例还提供一种电子设备,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,处理器运行计算机程序时执行以实现实施例一所述的方法。
本实施例提供的电子设备,基于上述电池模型的参数确定方法相同的构思,故至少能够实现上述电池模型的参数确定方法能够实现的有益效果,且上述电池模型的参数确定方法的任意实施方式均可应用于本实施例提供的电子设备中,在此不再赘述。
实施例三
基于上述电池模型的参数确定方法相同的构思,本实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,计算机可读指令可被处理器执行以实现实施例一所述的方法。
图6示出的计算机可读存储介质为光盘30,其上存储有计算机程序(即程序产品),所述计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的电池模型的参数确定方法。
需要说明的是,所述计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
本发明的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本发明实施例提供的电池模型的参数确定方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。
在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的器件或步骤。位于器件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的器件。本申请可以借助于包括有若干不同器件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种电池模型的参数确定方法,其特征在于,包括:
基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数;所述第一充放电过程包括充电过程、放电过程及静置过程;所述初始电池参数包括第一开路电压值、第二开路电压值、第一内阻值和第二内阻值;
根据所述初始电池参数,确定所述目标电池的初始电池模型;所述初始电池模型包括所述目标电池在当前状态下,电池的绝对容量状态与电池的开路电压和电池内阻的映射关系;
基于所述目标电池的第二充放电过程,获取所述目标电池的新电池基础参数;所述第二充放电过程包括充电过程和持续放电过程;
根据所述新电池基础参数,对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正;
所述基于所述目标电池的第二充放电过程,获取所述目标电池的新电池基础参数,包括:
对再次充电后的所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电过程中根据开路电压斜率、内阻斜率、预设放电量、放电次数和所述初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个所述开路电压计算值和多个所述内阻计算值;
根据放电量和多个所述内阻计算值确定与每个所述电量点位对应的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值;
根据多个所述开路电压计算值、多个所述内阻计算值和多个所述实际开路电压值确定所述新电池基础参数;
所述根据所述新电池基础参数,对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的开路电压和电池内阻进行自适应修正,包括:
根据所述新电池基础参数中的多个所述开路电压计算值和多个所述实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差;
根据所述电压值误差和所述绝对容量状态误差修正所述目标电池的所述第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据;
根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正。
2.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数,包括:
对所述目标电池进行充电,直至所述目标电池达到最大满充,得到满充的目标电池;
按照预设放电量对所述满充的目标电池循环进行多次所述放电过程和所述静置过程,获取所述目标电池的预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值;
使用线性插值法根据所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值。
3.根据权利要求2所述的参数确定方法,其特征在于,所述按照预设放电量对所述满充的目标电池循环进行多次所述放电过程和所述静置过程,获取所述目标电池的预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值,包括:
按照所述预设放电量中的第一预设放电量,对所述满充的目标电池进行所述放电过程和所述静置过程;
在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流;
根据所述第一电池电压、所述第一开路电压值和所述第一电流确定所述目标电池当前电量的第一内阻值。
4.根据权利要求3所述的参数确定方法,其特征在于,在所述根据所述第一电池电压、所述第一开路电压值和所述第一电流确定所述目标电池当前电量的第一内阻值之后,还包括:
获取所述目标电池的已放电次数;
在所述已放电次数小于第一放电次数阈值的情况下,按照所述预设放电量中的第一预设放电量,对所述目标电池进行放电过程和静置过程,继续执行所述在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤;
在所述已放电次数大于或等于所述第一放电次数阈值的情况下,按照所述预设放电量中的第二预设放电量,对所述目标电池进行放电过程和静置过程;继续执行所述在所述静置过程结束后且在开始下一次所述放电过程之前,获取目标电池当前电量的第一电池电压、第一开路电压值和第一电流的步骤,直至所述已放电次数等于第二放电次数阈值,得到所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值。
5.根据权利要求3所述的参数确定方法,其特征在于,所述使用线性插值法根据所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值确定与多个插值点对应的多个第二开路电压值和多个第二内阻值,包括:
从所述预设数目个第一开路电压值和所述预设数目个第一内阻值中,获取与所述第一预设放电量对应的第一数量的第一开路电压值和第一数量的第一内阻值;
获取所述满充的目标电池在满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值;
使用线性插值法根据所述第一数量的第一开路电压值、所述第一数量的第一内阻值和所述满充状态下的第一开路电压值和第一内阻值,确定相邻的两个电量之间的插值点对应的第二开路电压值和第二内阻值以及相邻的两个电量之间的开路电压斜率和内阻斜率,得到多个所述开路电压斜率、多个所述内阻斜率、多个所述第二开路电压值和多个所述第二内阻值。
6.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述对再次充电后的所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电过程中根据开路电压斜率、内阻斜率、所述预设放电量、放电次数和所述初始电池参数确定与每个电量点位对应的开路电压计算值和内阻计算值,得到多个所述开路电压计算值和多个所述内阻计算值,包括:
使用预设充电方式对所述目标电池充电,在满充后对所述目标电池进行持续放电;
在所述持续放电过程中,根据所述预设放电量和放电次数,确定多个电量点位;
根据开路电压斜率、所述第一开路电压值和所述第二开路电压值,确定每个所述电量点位的开路电压计算值,得到多个所述开路电压计算值;
根据内阻斜率、所述第一内阻值和所述第二内阻值,确定每个所述电量点位的内阻计算值,得到多个所述内阻计算值。
7.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述根据放电量和多个所述内阻计算值确定与每个所述电量点位对应的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值,包括:
在所述目标电池进行所述持续放电的过程中,获取每个所述电量点位对应的放电量和第二电池电压;
根据所述放电量确定每个所述电量点位的放电电流;
根据与所述电量点位对应的所述内阻计算值、所述放电电流和所述第二电池电压,确定所述每个电量点位的实际开路电压值,得到多个所述实际开路电压值。
8.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述根据所述新电池基础参数中的多个所述开路电压计算值和多个所述实际开路电压值确定电压值误差和绝对容量状态误差,包括:
根据所述初始电池参数确定每个所述电量点位对应的电压电量斜率值,得到多个所述电压电量斜率值;
获取一个所述电量点位对应的所述开路电压计算值和所述实际开路电压值;
根据所述实际开路电压值和所述开路电压计算值确定一个所述电量点位的电压值误差;
根据与一个所述电量点位对应的所述电压值误差和所述电压电量斜率值确定与所述电量点位对应的绝对容量状态误差。
9.根据权利要求8所述的参数确定方法,其特征在于,所述根据所述电压值误差和所述绝对容量状态误差修正所述目标电池的所述第一开路电压值或第二开路电压值,得到修正后的开路电压数据,包括:
若所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位,继续执行所述获取一个所述电量点位对应的所述开路电压计算值和所述实际开路电压值的步骤,直至所有所述电量点位的所述绝对容量状态误差都小于或等于预设误差阈值,得到与各绝对容量状态对应的修正后的开路电压数据;所述修正后的开路电压数据包括与各绝对容量状态对应的第一开路电压值、第二开路电压值、修正后的第一开路电压值或修正后的第二开路电压值;
若所述绝对容量状态误差大于预设误差阈值,则对所述电压电量斜率值进行修正,直至所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值或所述电压电量斜率值的修正次数等于预设修正次数阈值,继续执行所述存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位的步骤。
10.根据权利要求9所述的参数确定方法,其特征在于,所述对所述电压电量斜率值进行修正,包括:
若所述绝对容量状态误差为负数,则根据预设补偿量对与所述电量点位对应的所述第一开路电压值或所述第二开路电压值进行增加,若所述绝对容量状态误差为正数,则根据预设补偿量对与所述电量点位对应的所述第一开路电压值或所述第二开路电压值进行降低,得到修正后的第一开路电压值或第二开路电压值。
11.根据权利要求9所述的参数确定方法,其特征在于,在所述对所述电压电量斜率值进行修正之后,还包括:
根据修正后的第一开路电压值或第二开路电压值确定所述电量点位的补偿后的开路电压计算值;
根据所述实际开路电压值和所述补偿后的开路电压计算值确定所述电量点位的电压值误差;
根据所述电量点位的电压值误差和修正后的电压电量斜率值确定与所述电量点位对应的绝对容量状态误差;
继续执行所述若所述绝对容量状态误差小于或等于预设误差阈值,则存储与所述绝对容量状态误差对应的所述初始电池参数中的数据和所述电量点位的步骤。
12.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,所述根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正,包括:
根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,在所述持续放电的过程中,确定每个电量点位对应的第三内阻值;
从所有所述电量点位中选择电量值第二高的一个电量点位作为计算点位,将与所述计算点位的电量最接近且电量低于所述计算点位的一个电量点位作为更新点位;
根据所述初始电池模型中与所述计算点位对应的内阻值和与所述计算点位对应的所述第三内阻值确定修正比率;
根据所述修正比率更新所述更新点位在所述初始电池模型中对应的阻值,得到所述更新点位的第四阻值;
根据所述第四阻值对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行修正。
13.根据权利要求12所述的参数确定方法,其特征在于,在所述根据所述第四阻值对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还包括:
将所述更新点位作为所述计算点位,继续执行所述将与所述计算点位的电量最接近且电量低于所述计算点位的一个电量点位作为更新点位的步骤,直至得到电量值最低的电量点位的所述第四阻值。
14.根据权利要求1所述的参数确定方法,其特征在于,在所述根据预设放电倍率对所述目标电池进行持续放电,获取每个电量点位对应的第三内阻值,根据所述第三内阻值和所述初始电池参数对所述初始电池模型中各绝对容量状态对应的电池内阻进行自适应修正之前,还包括:
在高温情况下,继续执行所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数的步骤,得到所述目标电池在所述高温情况下的所述初始电池参数;所述初始电池参数包括高温第一开路电压值和高温第二开路电压值;
在低温情况下,继续执行所述基于目标电池的第一充放电过程,获得所述目标电池的初始电池参数的步骤,得到所述目标电池在所述低温情况下的所述初始电池参数;所述初始电池参数包括低温第一开路电压值和低温第二开路电压值。
15.根据权利要求14所述的参数确定方法,其特征在于,在所述得到所述目标电池在所述低温情况下的所述初始电池参数之后,还包括:
使用线性插值法根据所述初始电池参数,确定所述目标电池在高温和低温之间的多个目标温度的开路电压值。
16.一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现如权利要求1-15任一项所述的电池模型的参数确定方法。
17.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求1-15任一项所述的电池模型的参数确定方法。
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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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