WO2022032963A1

WO2022032963A1 - 电池剩余寿命的估算方法、装置和介质

Info

Publication number: WO2022032963A1
Application number: PCT/CN2020/138712
Authority: WO
Inventors: 阮见; 杜明树; 汤慎之; 李世超; 卢艳华; 张伟
Original assignee: 江苏时代新能源科技有限公司
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-02-17
Also published as: EP3985405A4; CN111707955A; US11619679B2; US20220120821A1; EP3985405A1; CN111707955B

Abstract

一种电池剩余寿命的估算方法（100）、装置（400, 500）和介质，其中，估算方法（100）包括：获取电池的材料老化参数（S110），材料老化参数表征电池材料的老化程度；基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命（S120）。

Description

电池剩余寿命的估算方法、装置和介质

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2020年08月11日提交的名称为“电池剩余寿命的估算方法、装置和介质”的中国专利申请202010798925.0的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池剩余寿命的估算方法、装置和介质。

背景技术

随着新能源的发展，越来越多的领域采用新能源作为动力。由于具有能量密度高、可循环充电、安全环保等优点，电池被广泛应用于新能源汽车、储能系统等领域中。

由于随着电池的服役年限、服役里程的增长或者循环充电次数的增多等，电池逐渐老化，电池剩余寿命逐渐减小。因此，电池剩余寿命可以作为电池使用价值的重要判断依据，是用户关注的电池当前状态参数之一。

然而，现阶段往往通过训练模型的方式来对电池剩余寿命进行整体上的评估，该种评估方法未考虑电池个体间的差异性，无法对电池剩余寿命进行准确评估。因此，需要一种能够准确评估电池剩余寿命的估算方法。

发明内容

本申请实施例提供的电池剩余寿命的估算方法、装置、装置和介质，根据个体电池的材料老化参数对个体电池的电池剩余寿命进行评估，可以提高电池剩余寿命的估算准确度。

第一方面，提供一种电池剩余寿命的估算方法，包括：获取电池的材料老化参数，材料老化参数表征电池材料的老化程度；基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命，其中材料老化参数包括：表征电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，和/或，表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数；其中，第一老化参数包括：表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或，表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数。

根据本申请实施例中的电池剩余寿命的估算方法，可以预先设置材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，基于该对应关系，可以确定与所获取的个体电池的材料老化参数对应的电池剩余寿命。由于电池投入使用之后，电池剩余寿命逐渐减小，且在电池剩余寿命减小过程中，电池材料也随之老化，因此利用反映个体电池材料的老化程度的材料老化参数对个体电池的电池剩余寿命进行评估，提高了电池剩余寿命的估算准确度。

在一种可选的实施方式中，对应关系包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系，基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与所获取的材料老化参数对应的电池剩余寿命，具体包括：基于第一对应关系，确定与材料老化参数对应的当前材料浓度变化量；利用第二对应关系，确定与当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。

在本实施方式中，可以利用材料浓度变化量来衡量材料老化参数，并根据材料老化参数确定电池剩余寿命，从而能够根据材料浓度变化量来准确的衡量电池剩余寿命。

在一种可选的实施方式中，若材料老化参数包括正极老化参数，则电池剩余寿命包括正极活性材料的当前剩余寿命；若材料老化参数包括负极老化参数，则电池剩余寿命包括负极活性材料的当前剩余寿命；若材料老化参数包括第二老化参数，则电池剩余寿命包括活性离子的当前剩余寿命。

在本实施方式中，可以从正极活性材料的当前剩余寿命、负极活性材料的当前剩余寿命以及活性例子的当前剩余寿命等多个维度对电池剩余寿命进行评估，提高了电池剩余寿命的估算准确度。

在一种可选的实施方式中，材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的至少两个老化参数；基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命，包括：将至少一个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值，确定为电池剩余寿命。

在本实施方式中，由于在电池剩余寿命结束之前应保证电池各部件的寿命均未结束，因此，通过将至少一个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值确定为电池剩余寿命，可以提高了电池剩余寿命的估算准确度。

在一种可选的实施方式中，材料老化参数包括表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数、表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数和表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数；获取电池的材料老化参数，具体包括：获取预设时间周期内的多组第一待处理数据，其中，每一组第一待处理数据包括准静置工况下的电池开路电压OCV和与OCV对应的累计净充放电容量Q；利用Q与当前SOC的第一对应关系函数，确定每一组第一待处理数据中的当前Q对应的第一当前SOC，构建每一组第一待处理数据中的OCV与第一当前SOC的对应关系，得到多组对应的OCV和第一当前SOC，其中，第一对应关系函数中的Q与当前SOC的关系系数为容量老化参数；获取多组第二待处理数据，其中，每一组第二待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的正极电势和正极电势对应的初始SOC；利用初始SOC与当前SOC的第二对应关系函数，确定每一组第二待处理数据中的初始SOC对应的第二当前SOC，构建每一组第二待处理数据中的正极电势与第二当前SOC的对应关系，得到多组对应的正极电势和第二当前SOC，其中，第二对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为正极老化参数；获取多组第三待处理数据，其中，每一组第三待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的负极电势和负极电势对应的初始SOC；利用初始SOC与当前SOC的第三对应关系函数，确定每一组第三待处理数据中的初始SOC对应的第三当前SOC，构建每一组第三待处理数据中的负极电势与第三当前SOC的对应关系，得到多组对应的负极电势和第三当前SOC，第三对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为负极老化参数，第三对应关系函数中的常数项为第二老化参数；对多组对应的正极电势和第二当前SOC、多组对应的负极电势和第三当前SOC进行数据处理，得到多组对应的OCV与第四当前SOC；对多组对应的OCV和第一当前SOC、多组对应的OCV与第二当前SOC、多组对应的OCV与第三当前SOC进行拟合，拟合得到第二老化参数、正极老化参数和负极老化参数；其中，准静置工况包括电池以小于预设电流阈值的电流进行充电的时长达到第一预设时长，或者，电池的本次静置时长大于第二预设时长的工况。

在本实施方式中，可以通过拟合的方式准确得到正极老化参数、负极老化参数以及第二老化参数，从而提高了电池剩余寿命的估算准确度。

第二方面，提供一种电池剩余寿命的估算装置，包括：

老化参数获取模块，用于获取电池的材料老化参数，材料老化参数表征电池材料的老化程度；剩余寿命估算模块，用于基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命，其中材料老化参数包括：表征电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，和/或，表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数；其中，第一老化参数包括：表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或，表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数。

根据本申请实施例中的电池剩余寿命的估算装置，可以预先设置材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，基于该对应关系，可以确定与所获取的个体电池的材料老化参数对应的电池剩余寿命。由于电池投入使用之后，电池剩余寿命逐渐减小，且在电池剩余寿命减小过程中，电池材料也随之老化，因此利用反映个体电池材料的老化程度的材料老化参数对个体电池的电池剩余寿命进行评估，提高了电池剩余寿命的估算准确度。

在一种可选的实施方式中，对应关系包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系，剩余寿命估算模块，具体包括：第一确定单元，用于基于第一对应关系，确定与材料老化参数对应的当前材料浓度变化量；第二确定单元，用于利用第二对应关系，确定与当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。

第三方面，提供一种电池剩余寿命的估算装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于运行存储器中存储的程序，以执行第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的电池剩余寿命的估算方法。

第四方面，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的电池剩余寿命的估算方法。

根据本申请实施例中的计算机存储介质，可以预先设置材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，基于该对应关系，可以确定与所获取的个体电池的材料老化参数对应的电池剩余寿命。由于电池投入使用之后，电池剩余寿命逐渐减小，且在电池剩余寿命减小过程中，电池材料也随之老化，因此利用反映个体电池材料的老化程度的材料老化参数对个体电池的电池剩余寿命进行评估，提高了电池剩余寿命的估算准确度。

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，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电池剩余寿命的估算方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的电池的一种电压与SOC的对应关系示意图；

图3是本申请实施例提供的一种示例性的电池剩余寿命的估算方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电池剩余寿命的估算装置的结构示意图；

图5是本申请实施例中电池剩余寿命的估算装置的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，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。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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种电池剩余寿命的估算方案，可以应用于计算电池剩余寿命的场景中。示例性地，可以在车辆处于行车状态时，对车辆的电池进行剩余寿命估算的具体场景中。

图1是本申请实施例提供的一种电池剩余寿命的估算方法的流程示意图。如图1所示，电池剩余寿命的估算方法100包括S110和S120。

S110，获取电池的材料老化参数。

在S110中，材料老化参数表征电池材料的老化程度。

具体地，材料老化参数包括：表征电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，和/或，表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数。

首先，对于第二老化参数，第二老化参数用于表征电池内的活性离子的老化程度。电池以锂电池为例，则第二老化参数可以与电池中的活性锂损失相关。

在一些实施例中，活性离子老化程度与第二老化参数正相关，也就是说，活性离子老化程度越深，第二老化参数越大。

本申请实施例的下述部分将结合附图对第二老化参数进行详细说明。图2是本申请实施例提供的电池的一种电压与荷电状态(State of Charge，SOC)的对应关系示意图。

如图2所示，用虚线表示的曲线1是老化后的电池的负极电势OCVNeg与SOC的关系曲线，用实线表示的曲线2是处于初始寿命时期(Beginning of Life， BOL)的电池的负极电势OCVNeg与SOC的关系曲线。通过对比可知，可以将曲线1看作是对曲线2先缩放后平移得到的。此时，曲线1相较于曲线2的平移量可以用于表征第二老化参数。示例性地，根据图2中示出的曲线1和曲线2，可以计算得到第二老化参数KLL＝0.1。

需要说明的是，虽然由于电池负极电势的取值整体较小，图2中的曲线1和曲线2看起来几乎重叠在一起，但是实现上曲线1整体高于曲线2。

其次，对于第一老化参数，其可以包括：表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或，表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数。

本申请实施例的下述部分将结合附图2对负极老化参数和正极老化参数进行详细说明。

1、负极老化参数。负极老化参数可以与负极材料损失相关。

继续参见图2，由于可以将曲线1看作是对曲线2先缩放后平移得到的结果。在这种情况下，曲线1相较于曲线2的缩放量可以用于表征负极老化参数。示例性地，根据图2中示出的曲线1和曲线2，可以计算得到负极老化参数Wn＝0.1。

在一些实施例中，负极材料老化程度与负极老化参数正相关，也就是说，负极材料老化程度越深，负极老化参数越大。

2、正极老化参数。对于正极老化参数可以与正极材料损失相关。

继续参见图2，用虚线表示的曲线3是老化后的电池的正极电势OCVPos与SOC的关系曲线，用实线表示的曲线4是处于初始寿命时期的电池的正极电势OCVPos与SOC的关系曲线。曲线3整体高于曲线4，通过对比可知，可以将曲线3看作是对曲线4缩放得到的。在这种情况下，曲线3相较于曲线4的缩放量可以用于表征正极老化参数。示例性地，根据图2中示出的曲线3和曲线4，可以计算得到正极老化参数Wp＝0.1。另外，图2中用虚线表示的曲线5是老化后的电池的开路电压OCV与SOC的关系曲线，用实线表示的曲线6是处于初始寿命时期的电池的开路电压OCV与SOC的关系曲线。

在一些实施例中，正极活性材料老化程度与正极老化参数正相关，也就是说，正极活性材料老化程度越深，正极老化参数越大。

综上所述，材料老化参数可以包括以下参数的至少一种：正极老化参数Wp、负极老化参数Wn、第二老化参数KLL。

在一些实施例中，可以通过拟合的方式得到正极老化参数Wp、负极老化参数Wn、第二老化参数KLL。

具体地，S110具体包括步骤A1至步骤A8。具体如下。

步骤A1，获取预设时间周期内的多组第一待处理数据。

首先，为了保证计算准确度，可以在预设时间周期内获取多组第一待处理数据。预设时间周期可以根据具体需要和实际场景确定。示例性地，可以根据电池整体老化速率确定预设时间周期，若电池老化速率快，则选取比如可以在一周或半月内获取多组第一待处理数据。

其次，对于每一组第一待处理数据，每一组第一待处理数据包括一个准静置工况下的电池开路电压OCV和与OCV对应的累计净充放电容量Q。若每一组第一待处理数据可以表示为OCV—Q，则多组第一待处理数据可以为一个OCV—Q序列。其中，符号“—”用于表示序列中每对OCV与Q之间具有对应关系。

在一些实施例中获取多组第一待处理数据的具体方式可以为下述两种。

第一种获取方式：在预设时间周期内的可能会出现多次准静置工况，则每次准静置工况下均可以计算一个OCV值，并获取在该次准静置工况的持续过程中的累计净充放电容量Q。则每次准静置工况下计算的OCV和累计净充放电容量Q作为一组第一待处理数据。

在第一种获取方式中，可以获取该次准静置工况下的电池电压、电池电流和温度，然后根据电池电压、电池电流和温度计算OCV。示例性地，可以将准静置工况结束前的最后时刻的电池电压作为OCV。

其中，累计净充放电容量＝累计充电容量-累计放电容量，可以采用安时积分法来计算各准静置工况对应的累计净充放电容量。其中，准静置工况是指电池以小于预设电流阈值的电流进行充电的时长达到第一预设时长，或者，电池的本次静置时长大于第二预设时长的工况。

第二种获取方式：在预设时间周期内，电池可能会多次在保养模式下进行充电，其中，保养模式是指将电池充到预设容量。例如标定容量的90％后停止充电的一种模式，保养模式可以延长电池使用寿命。在每次保养模式过程中，若满足准静置工况运行条件，则控制电池运行于准静置工况，其中准静置工况运行条件包括电池温度在指定温度范围内，且进入准静置工况前的电池SOC小于某阈值，或者介于某设定的阈值范围内。其中，准静置工况中确定OCV和累计净充放电容量Q的具体实施方式与第一种获取方式类似，在此不再赘述。

步骤A2，利用累计净充放电容量Q与当前SOC的第一对应关系函数，确定每一组第一待处理数据中的当前累计净充放电容量Q对应的第一当前SOC，构建每一组第一待处理数据中的OCV与第一当前SOC的对应关系，得到多组对应的OCV和第一当前SOC。

在步骤A2中，第一对应关系函数中的累计净充放电容量Q与当前SOC的关系系数为容量老化参数k。其中，容量老化参数表征电池容量的当前老化程度。示例性地，第一对应关系函数可以表示为SOC＝k*Q+b。需要说明的是，第一对应关系函数中k和b均为未知量。

若多组第一待处理数据表示为OCV—Q序列，则多组对应的OCV和第一当前SOC可以表示为OCV—k*Q+b序列。其中，符号“—”用于表示序列中每对OCV与k*Q+b之间具有对应关系。

步骤A3，获取多组第二待处理数据。

在步骤A3中，每一组第二待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的正极电势和正极电势对应的初始SOC。示例性地，若每一组第二待处理数据均可以表示为OCVp0—SOCp0，多组第二待处理数据可以表示为OCVp0—SOCp0序列。

在一些实施例中，可以从处于初始寿命时期的电池的正极电势OCVPos与SOC的关系曲线(例如图2中的曲线4)上确定多组第二待处理数据。

步骤A4，利用初始SOC与当前SOC的第二对应关系函数，确定每一组第二待处理数据中的初始SOC对应的第二当前SOC，构建每一组第二待处理数据中的正极电势与第二当前SOC的对应关系，得到多组对应的正极电势和第二当前SOC。

在步骤A4，第二对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为正极老化参数。示例性地，第二对应关系函数可以表示为SOCp1＝SOCp0*Wp，SOCp0表示初始SOC，SOCp1表示当前SOC。需要说明的是，第二对应关系函数中Wp为未知量。

若多组第二待处理数据表示为OCVp0—SOCp0序列，则多组对应的正极电势和第二当前SOC可以表示为OCVp0—SOCp0*Wp序列，或者可以表示为OCVp0—SOCp1序列。

步骤A5，获取多组第三待处理数据。

在步骤A5中，每一组第三待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的负极电势和负极电势对应的初始SOC。示例性地，每一组第三待处理数据可以表示为OCVn0—SOCn0，多组第三待处理数据可以表示为OCVn0—SOCn0序列。

在一些实施例中，可以从处于初始寿命时期的电池的负极电势OCVNeg与SOC的关系曲线(例如图2中的曲线2)上确定多组第三待处理数据。

步骤A6，利用初始SOC与当前SOC的第三对应关系函数，确定每一组第三待处理数据中的初始SOC对应的第三当前SOC，构建每一组第三待处理数据中的负极电势与第三当前SOC的对应关系，得到多组对应的负极电势和第三当前SOC。

在步骤A6中，第三对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为负极老化参数，第三对应关系函数中的常数项为第二老化参数。示例性地，第三对应关系函数可以表示为SOCn1＝SOCn0*Wn+KLL，SOCn0表示初始SOC，SOCn1表示当前SOC。

需要说明的是，第三对应关系函数中的关系系数Wn和常数项KLL为未知量。

若多组第三待处理数据表示为OCVn0—SOCn0序列，则多组对应的负极电势和第三当前SOC可以表示为OCVn0—SOCn0*Wn+KLL序列，或者OCVn0—SOCn1序列。

步骤A7，对多组对应的正极电势和第二当前SOC、多组对应的负极电势和第三当前SOC进行数据处理，得到多组对应的OCV与第四当前SOC。

步骤A8，对多组对应的OCV和第一当前SOC、多组对应的OCV与第四当前SOC进行拟合，拟合得到容量老化参数k、第二老化参数KLL、正极老化参数Wp和负极老化参数Wn。

示例性地，对于OCVp0—SOCp1序列和OCVn0—SOCn1序列，对SOCp1和SOCn1进行归一化后，可获得OCVp0’—SOCp1’序列和OCVn0’—SOCn1’序列。由于电池开路电压等于电池正极电势与电池负极电势的差值，OCV’＝OCVp0’-OCVn0’，利用OCVp0’—SOCp1’序列和OCVn0’—SOCn1’序列可以生成OCV’—SOC’序列。

由于OCV’—SOC’序列用于反映当前电池OCV与SOC的第一拟合对应关系，且这个序列包含有KLL、Wp和Wn三个未知量。而OCV—k*Q+b序列用于反映当前电池OCV与SOC的第二拟合对应关系，且包含有k这个未知量，对二者拟合可以拟合得到KLL、Wp、Wn、k的具体取值。

S120，基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命。

首先，对于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，该对应关系可以具体实现为关系曲线，或者是多个对应的数据，例如以键值形式呈现的多对材料老化参数-电池剩余寿命。例如，材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系可以是实验测得的。

在一些实施例中，预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系可以具体包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系。

相应地，图3是本申请实施例提供的一种示例性地电池剩余寿命的估算方法的流程示意图。如图3所示，S120的具体实施方式可以包括S121和S122。

S121，基于材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，确定与材料老化参数对应的当前材料浓度变化量。

对于该第一对应关系，该第一对应关系可以是实验测得的。该第一对应关系的具体形式可以参见预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系的具体形式，在此不再赘述。

对于当前材料浓度变化量，当前材料浓度变化量等于初始材料浓度与当前材料浓度的差值。其中，初始材料浓度为处于初始寿命时期的电池的材料浓度。

需要说明的是，材料老化参数的具体类型不同时，本申请上述实施例示出的第一对应关系的具体内容也不同。例如，若材料老化参数包括第二老化参数和正极老化参数，则第一对应关系可以包括第二老化参数与活性离子的浓度变化量的第一对应子关系，以及正极老化参数与正极活性材料的浓度变化量的第二对应子关系。

S122，利用材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系，确定与当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。

对于该第二对应关系，该第二对应关系可以是实验测得的。该第二对应关系的具体形式可以参见预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系的具体形式，在此不再赘述。

首先，对于电池剩余寿命。在一些实施例中，电池剩余寿命可以具体用百分比的形式进行表示，百分比越大，剩余寿命越长，比如出厂电池的电池剩余寿命可以设置为100％，报废电池的电池剩余寿命可以设置为0％。又或者，电池剩余寿命可以用剩余使用年限、剩余充放电循环次数等形式体现，对此不作具体限制。

在一些实施例中，S120中的电池剩余寿命与材料老化参数的具体类型相关。

具体地，若材料老化参数包括正极老化参数，则电池剩余寿命包括正极活性材料的当前剩余寿命。

若材料老化参数包括负极老化参数，则电池剩余寿命包括负极活性材料的当前剩余寿命。

若材料老化参数包括第二老化参数，则电池剩余寿命包括活性离子的当前剩余寿命。

最后，对于材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系。

在第一种情况中，材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的一个老化参数。则可以将该老化参数对应的当前剩余寿命确定为电池剩余寿命。

示例性地，若材料老化参数包括负极老化参数，则电池剩余寿命为负极活性材料的当前剩余寿命。

在第二种情况中，材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的至少两个老化参数。

则电池剩余寿命的具体确定过程可以包括：将至少两个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值，确定为电池剩余寿命。

示例性地，若材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数，正极活性材料的当前剩余寿命为52％，负极活性材料的当前剩余寿命为48％，活性离子的当前剩余寿命为26％，则电池剩余寿命为26％。

在第二种情况中，申请人考虑到电池剩余寿命往往取决于老化程度最高的材料，因此通过将至少两个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值确定为电池剩余寿命，能够准确的衡量电池剩余寿命。

根据本申请实施例中的电池剩余寿命的估算方法，可以预先设置材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，基于该对应关系，可以确定与所获取的个体电池的材料老化参数对应的电池剩余寿命。由于电池投入使用之后，电池剩余寿命逐渐减小，且在电池剩余寿命减小过程中，电池材料也随之老化，因此利用反映个体电池材料的老化程度的材料老化参数，对个体电池的电池剩余寿命进行评估，提高了电池剩余寿命的估算准确度。

基于相同的申请构思，本申请实施例除了提供了电池剩余寿命的估算方法之外，还提供了与之对应的电池剩余寿命的估算装置。下面结合附图，详细介绍根据本申请实施例的装置。

本申请实施例提供了一种电池剩余寿命的估算装置。图4是本申请实施例提供的一种电池剩余寿命的估算装置的结构示意图。如图4所示，电池剩余寿命的估算装置400包括老化参数获取模块410和剩余寿命估算模块420。

其中，老化参数获取模块410，用于获取电池的材料老化参数，材料老化参数表征电池材料的老化程度。

剩余寿命估算模块420，用于基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与材料老化参数对应的电池剩余寿命。

在一些实施例中，对应关系包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系。

相应地，剩余寿命估算模块420，具体包括：

第一确定单元，用于基于第一对应关系，确定与材料老化参数对应的当前材料浓度变化量。

第二确定单元，用于利用第二对应关系，确定与当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。

在一些实施例中，材料老化参数包括：表征电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，和/或，表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数。

其中，第一老化参数包括：表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或，表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数。

在一些实施例中，若材料老化参数包括正极老化参数，则电池剩余寿命包括正极活性材料的当前剩余寿命。

在一些实施例中，材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的至少两个老化参数。

相应地，剩余寿命估算模块420，具体用于：将至少一个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值，确定为电池剩余寿命。

在一些实施例中，材料老化参数包括表征电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数、表征电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数和表征电池的活性离子老化程度的第二老化参数。

老化参数获取模块410，具体包括：

第一获取单元，用于获取预设时间周期内的多组第一待处理数据。其中，每一组第一待处理数据包括准静置工况下的电池开路电压OCV和与OCV对应的累计净充放电容量Q。

第一计算单元，用于利用累计净充放电容量Q与当前SOC的第一对应关系函数，确定每一组第一待处理数据中的当前Q对应的第一当前SOC，构建每一组第一待处理数据中的OCV与第一当前SOC的对应关系，得到多组对应的OCV和第一当前SOC。其中，第一对应关系函数中的累计净充放电容量Q与当前SOC的关系系数为容量老化参数。

第二获取单元，用于获取多组第二待处理数据。其中，每一组第二待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的正极电势和正极电势对应的初始SOC。

第二计算单元，用于利用初始SOC与当前SOC的第二对应关系函数，确定每一组第二待处理数据中的初始SOC对应的第二当前SOC，构建每一组第二待处理数据中的正极电势与第二当前SOC的对应关系，得到多组对应的正极电势和第二当前SOC。其中，第二对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为正极老化参数。

第三获取单元，用于获取多组第三待处理数据。其中，每一组第三待处理数据包括电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的负极电势和负极电势对应的初始SOC。

第三计算单元，用于利用初始SOC与当前SOC的第三对应关系函数，确定每一组第三待处理数据中的初始SOC对应的第三当前SOC，构建每一组第三待处理数据中的负极电势与第三当前SOC的对应关系，得到多组对应的负极电势和第三当前SOC。其中，第三对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为负极老化参数，第三对应关系函数中的常数项为第二老化参数。

第四计算单元，用于对多组对应的正极电势和第二当前SOC、多组对应的负极电势和第三当前SOC进行数据处理，得到多组对应的OCV与第四当前SOC。

拟合单元，用于对多组对应的OCV和第一当前SOC、多组对应的OCV与第二当前SOC、多组对应的OCV与第三当前SOC进行拟合，拟合得到第二老化参数、正极老化参数和负极老化参数。其中，准静置工况包括电池以小于预设电流阈值的电流进行充电的时长达到第一预设时长，或者，电池的本次静置时长大于第二预设时长的工况。

根据本申请实施例的电池剩余寿命的估算装置的其他细节，与以上结合图1至图3所示实例描述的电池剩余寿命的估算方法类似，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。

如图5所示，电池剩余寿命的估算装置500包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505、以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504、以及输出接口505通过总线510相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线510连接，进而与电池剩余寿命的估算装置500的其他组件连接。

具体地，输入装置501接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电池剩余寿命的估算装置500的外部供用户使用。

也就是说，图5所示的电池剩余寿命的估算装置也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图3描述的电池剩余寿命的估算装置的方法。

在一个实施例中，图5所示的电池剩余寿命的估算装置500可以被实现为一种装置，该装置可以包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于运行存储器中存储的程序，以执行本申请实施例的电池剩余寿命的估算方法。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现本申请实施例的电池剩余寿命的估算方法。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。在本申请的一个实施例，计算机可读存储介质是指非暂态可读介质。

以上，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

Claims

一种电池剩余寿命的估算方法，包括：

获取电池的材料老化参数，所述材料老化参数表征所述电池材料的老化程度；

基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与所述材料老化参数对应的电池剩余寿命，

其中，所述材料老化参数包括：

表征所述电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，所述第一老化参数包括表征所述电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或表征所述电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数；和/或

表征所述电池的活性离子老化程度的第二老化参数。
根据权利要求1所述的电池剩余寿命的估算方法，其中，所述对应关系包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系，

所述基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与所获取的材料老化参数对应的电池剩余寿命，具体包括：

基于所述第一对应关系，确定与所述材料老化参数对应的当前材料浓度变化量；

利用所述第二对应关系，确定与所述当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。
根据权利要求1或2所述的电池剩余寿命的估算方法，其中，

若所述材料老化参数包括所述正极老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述正极活性材料的当前剩余寿命；

若所述材料老化参数包括所述负极老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述负极活性材料的当前剩余寿命；

若所述材料老化参数包括所述第二老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述活性离子的当前剩余寿命。
根据权利要求1或权利要求3所述的电池剩余寿命的估算方法，其中，

所述材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的至少两个老化参数；

所述基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与所述材料老化参数对应的电池剩余寿命，包括：

将所述至少两个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值，确定为所述电池剩余寿命。
根据权利要求1-4任一项所述的电池剩余寿命的估算方法，其中

所述材料老化参数包括表征所述电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数、表征所述电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数和表征所述电池的活性离子老化程度的第二老化参数；

所述获取电池的材料老化参数，具体包括：

获取预设时间周期内的多组第一待处理数据，其中，每一组第一待处理数据包括准静置工况下的电池开路电压OCV和与所述OCV对应的累计净充放电容量Q；

利用Q与当前SOC的第一对应关系函数，确定所述每一组第一待处理数据中的当前Q对应的第一当前SOC，构建所述每一组第一待处理数据中的OCV与所述第一当前SOC的对应关系，得到多组对应的OCV和第一当前SOC，其中，所述第一对应关系函数中的Q与当前SOC的关系系数为容量老化参数；

获取多组第二待处理数据，其中，每一组第二待处理数据包括所述电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的正极电势和所述正极电势对应的初始SOC；

利用初始SOC与当前SOC的第二对应关系函数，确定所述每一组第二待处理数据中的初始SOC对应的第二当前SOC，构建所述每一组第二待处理数据中的正极电势与所述第二当前SOC的对应关系，得到多组对应的正极电势和第二当前SOC，其中，所述第二对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为所述正极老化参数；

获取多组第三待处理数据，其中，每一组第三待处理数据包括所述电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的负极电势和所述负极电势对应的初始SOC；

利用初始SOC与当前SOC的第三对应关系函数，确定所述每一组第三待处理数据中的初始SOC对应的第三当前SOC，构建所述每一组第三待处理数据中的负极电势与所述第三当前SOC的对应关系，得到多组对应的负极电势和第三当前SOC，所述第三对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为所述负极老化参数，所述第三对应关系函数中的常数项为所述第二老化参数；

对所述多组对应的正极电势和第二当前SOC、所述多组对应的负极电势和第三当前SOC进行数据处理，得到多组对应的OCV与第四当前SOC；

对所述多组对应的OCV和第一当前SOC、多组对应的OCV与第二当前SOC、多组对应的OCV与第三当前SOC进行拟合，拟合得到所述第二老化参数、所述正极老化参数和所述负极老化参数；

其中，所述准静置工况包括所述电池以小于预设电流阈值的电流进行充电的时长达到第一预设时长，或者，所述电池的本次静置时长大于第二预设时长的工况。
一种电池剩余寿命的估算装置，包括：

老化参数获取模块，用于获取电池的材料老化参数，所述材料老化参数表征所述电池材料的老化程度；

剩余寿命估算模块，用于基于预设的材料老化参数与电池剩余寿命的对应关系，确定与所述材料老化参数对应的电池剩余寿命，

其中，所述材料老化参数包括：

表征所述电池的电极活性材料老化程度的第一老化参数，所述第一老化参数包括表征所述电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数，和/或表征所述电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数；和/或

表征所述电池的活性离子老化程度的第二老化参数。
根据权利要求6所述的电池剩余寿命的估算装置，其中，所述对应关系包括：材料老化参数与材料浓度变化量的第一对应关系，以及，材料浓度变化量与电池剩余寿命的第二对应关系，

所述剩余寿命估算模块，具体包括：

第一确定单元，用于基于所述第一对应关系，确定与所述材料老化参数对应的当前材料浓度变化量；

第二确定单元，用于利用所述第二对应关系，确定与所述当前材料浓度变化量对应的电池剩余寿命。
根据权利要求6或7所述的电池剩余寿命的估算装置，其中，

若所述材料老化参数包括所述正极老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述正极活性材料的当前剩余寿命；

若所述材料老化参数包括所述负极老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述负极活性材料的当前剩余寿命；

若所述材料老化参数包括所述第二老化参数，则所述电池剩余寿命包括所述活性离子的当前剩余寿命。
根据权利要求6或权利要求8所述的电池剩余寿命的估算装置，其中，

所述材料老化参数包括正极老化参数、负极老化参数和第二老化参数中的至少两个老化参数；

所述剩余寿命估算模块，具体用于：

将所述至少两个老化参数各自对应的当前剩余寿命中的最小值，确定为所述电池剩余寿命。
根据权利要求6-9任一项所述的电池剩余寿命的估算装置，其中，

所述材料老化参数包括表征所述电池的正极活性材料的老化程度的正极老化参数、表征所述电池的负极活性材料的老化程度的负极老化参数和表征所述电池的活性离子老化程度的第二老化参数；

所述老化参数获取模块，具体包括：

第一获取单元，用于获取预设时间周期内的多组第一待处理数据，其中，每一组第一待处理数据包括准静置工况下的电池开路电压OCV和与所述OCV对应的累计净充放电容量Q；

第一计算单元，用于利用Q与当前SOC的第一对应关系函数，确定所述每一组第一待处理数据中的当前Q对应的第一当前SOC，构建所述每一组第一待处理数据中的OCV与所述第一当前SOC的对应关系，得到多组对应的OCV和第一当前SOC，其中，所述第一对应关系函数中的Q与当前SOC的关系系数为容量老化参数；

第二获取单元，用于获取多组第二待处理数据，其中，每一组第二待处理数据包括所述电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的正极电势和所述正极电势对应的初始SOC；

第二计算单元，用于利用初始SOC与当前SOC的第二对应关系函数，确定所述每一组第二待处理数据中的初始SOC对应的第二当前SOC，构建所述每一组第二待处理数据中的正极电势与所述第二当前SOC的对应关系，得到多组对应的正极电势和第二当前SOC，其中，所述第二对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为所述正极老化参数；

第三获取单元，用于获取多组第三待处理数据，其中，每一组第三待处理数据包括所述电池在处于初始寿命时期且运行于准静置工况的情况下的负极电势和所述负极电势对应的初始SOC；

第三计算单元，用于利用初始SOC与当前SOC的第三对应关系函数，确定所述每一组第三待处理数据中的初始SOC对应的第三当前SOC，构建所述每一组第三待处理数据中的负极电势与所述第三当前SOC的对应关系，得到多组对应的负极电势和第三当前SOC，所述第三对应关系函数中的初始SOC与当前SOC的关系系数为所述负极老化参数，所述第三对应关系函数中的常数项为所述第二老化参数；

第四计算单元，用于对所述多组对应的正极电势和第二当前SOC、所述多组对应的负极电势和第三当前SOC进行数据处理，得到多组对应的OCV与第四当前SOC；

拟合单元，用于对所述多组对应的OCV和第一当前SOC、多组对应的OCV与第二当前SOC、多组对应的OCV与第三当前SOC进行拟合，拟合得到所述第二老化参数、所述正极老化参数和所述负极老化参数；

其中，所述准静置工况包括所述电池以小于预设电流阈值的电流进行充电的时长达到第一预设时长，或者，所述电池的本次静置时长大于第二预设时长的工况。
一种电池剩余寿命的估算装置，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行权利要求1-5任一权利要求所述的电池剩余寿命的估算方法。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-5任一权利要求所述的电池剩余寿命的估算方法。