电池单体自放电测算方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本申请涉及电池管理技术领域，特别涉及一种电池单体自放电测算方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着电动汽车产业的发展，锂离子电池应用于电动车已经成为一种趋势。锂离子电池在不与外电路连接时，由内部自发反应引起的电池容量损失，一般称为自放电。以每年、每月或每天损失的容量百分数表示。电池系统中成百上千的单体经过串并连接方式集成，单体电池自放电一致性成为影响电池系统性能的重要参数之一。

现有技术中采用的自放电测试方法，采用k值测试方法，即压差随时间变化率，或剩余容量测试法对电池自放电率进行表征，其中，剩余容量测试法为存储前后容量差随时间变化率,见qc/t743-2006“电动汽车用锂离子蓄电池”规定的测试荷电保持率的测试方法。

k值测试方法设定的产品合格规格只能针对电池特定soc进行判定，当电池soc发生变化时，由于电池电压曲线斜率变化，产品合格规格需要重新设定，即电池自放电k值随电池所处的荷电状态变化。k值测试法是电池自放电表征的非直接表征物理量。

剩余容量测试法需要在测试前后对电池进行充放电以获取电池容量进行差值计算，该方法需要测试时间及充放电设备在容量测试，当出现大批量电池需要测评自放电时，将耗费大量时间及测试资源。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种电池单体自放电测算方法、装置及用途，以解决相关技术中需要测试时间及充放电设备在容量测试，当出现大批量电池需要测评自放电时，需要耗费大量测试时间及测试资源的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种电池单体自放电测算方法，包括如下步骤：

获取电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线；

获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压，获取单体电池达到热平衡后、在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压；

根据所述标定曲线，获取所述第一静态电压对应的第一荷电状态、并获取所述第二静态电压对应的第二荷电状态；

根据所述第一荷电状态、所述第二荷电状态、所述第一静置时间以及电池单体的目标天数，获取电池单体达到目标天数时的自放电率。

一些实施例中，所述“获取电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线”步骤，具体包括如下步骤：

控制待测电池单体满充电，获取电池单体在第二预设温度范围内恒温静置第二静置时间时的满电静态电压和满电荷电状态；

控制满充电的电池单体放电，重复获取电池单体在每放电一预设容量梯度值、并在第三预设温度范围内恒温静置第三静置时间时的放电静态电压和放电荷电状态，直至电池单体电量放空，所述预设容量梯度值的范围为电池单体满充电时电容量值的0.01％～10％；

根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线。

一些实施例中，所述第一静置时间的范围为0.1～30天，所述第一预设温度范围为-30～60℃；

所述第二预设温度范围为-30～60℃，所述第二静置时间的范围为2-12小时；

所述第三预设温度范围为-30～60℃，所述第三静置时间的范围为2-12小时。

一些实施例中，所述“根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线”步骤，具体包括如下步骤：

根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，采用插值法得到未获取的插值静态电压和插值荷电状态；

根据所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态、所述插值静态电压、所述插值荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线。

一些实施例中，所述“获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压，获取单体电池达到热平衡后、在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压”步骤之前，包括如下步骤：

控制被测电池单体在第四预设温度范围内恒温静置第四静置时间，消除电池单体前序工序造成的电压极化。

一些实施例中，所述第四静置时间的范围为0-3天，所述第四预设温度范围为25-60℃。

一些实施例中，所述“控制被测电池单体在第四预设温度范围内恒温静置第四静置时间，消除电池单体前序工序造成的电压极化”步骤之后，包括以下步骤：

检测电池单体的热状态；

当检测到单体电池处于第一静置时间阶段的静置温度等于电池单体处于第四静置时间阶段的静置温度时，判断电池单体处于热平衡状态；

当检测到电池单体处于第四静置时间阶段的静置温度与电池单体处于第一静置时间阶段的静置温度不同时，判断电池单体处于非热平衡状态；

当电池单体处于非热平衡状态时，控制电池单体处于静置温度中至电池单体达到热平衡状态。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体自放电测算装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取电池单体在满充电时的满电静态电压和满电荷电状态、以及获取电池单体在放电时的每放电一电容梯度值时刻的放电静态电压和放电荷电状态；

标定模块，用于获取电池单体的满电静态电压、满电荷电状态、放电静态电压、放电荷电状态，根据静态电压对荷电状态的标定关系，获得静态电压对荷电状态的标定曲线；

第二获取模块，用于获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压、获取单体电池达到热平衡后在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压、获取所述第一静态电压对应的第一荷电状态、获取所述第二静态电压对应的第二荷电状态；

自放电率分析模块，用于根据所述第一荷电状态、所述第二荷电状态、所述第一静置时间以及电池单体的目标天数，获取电池单体达到目标天数时的自放电率。

一些实施例中，还包括：

温度检测模块，用于检测电池单体的电芯温度与环境温度；

检测判断模块，用于将电池单体的电芯温度与环境温度进行对比，判断电池单体是否达到热平衡状态。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述电池单体自放电测算方法的所有方法步骤。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种电池自放电的测算方法和装置，该方法可直接表征电池单体的自放电水平，并且不耗费大量充放电测试资源进行容量测试；

本发明实施例提供了一种电池自放电的测算方法可实现为对不同化学体系的电池进行自放电水平的比较；

本发明所述的一种电池自放电的测算方法，该方法在同款设计的电池上一次建立标定曲线后，后续只需测试电池电压，不必耗费大量充放电测试资源进行容量测试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电池单体自放电测算方法的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的标定曲线；

图3为本申请实施例提供的在标定曲线中采用插值法的示意图；

图4为本申请实施例提供的装置的功能模块框图。

图中：100、第一获取模块；200、标定模块；300、第二获取模块；400、自放电率分析模块；500、温度检测模块；600、检测判断模块。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种电池单体自放电测算方法、装置及用途，以解决相关技术中需要测试时间及充放电设备在容量测试，当出现大批量电池需要测评自放电时，需要耗费大量测试时间及测试资源的问题。

一方面，参见图1所示，本申请实施例提供了一种电池单体自放电测算方法，包括如下步骤：

获取电池单体的静态电压ocv_b与电池单体的荷电状态soc_b关系的标定曲线，参见图2所示；

获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压，获取单体电池达到热平衡后、在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压；

根据所述标定曲线，获取所述第一静态电压对应的第一荷电状态、并获取所述第二静态电压对应的第二荷电状态；

根据所述第一荷电状态、所述第二荷电状态、所述第一静置时间以及电池单体的目标天数，获取电池单体达到目标天数时的自放电率。

在一具体实施例中，建立ocv_b(静态电压)与soc_b(荷电状态)关系的标定曲线；(2)在温度t1静置时间t1天，消除电池电压极化，记录电池电压ocv1；(3)在温度t2静置时间t2天，记录电池电压ocv2；(4)参见图2所示，基于第1步标定曲线，查得ocv1对应的soc1,查得ocv2对应的soc2；已知ocv1值为3.7485v，在该标定曲线上采用插值法获得该静态电压值对应的荷电状态soc1值为58.7％。已知ocv2值为3.7178v，在该标定曲线上采用插值法获得对应的荷电状态soc2值为55％(5)计算电池n天自放电率βt2＝(soc1-soc2)*n/t2。

本发明实施例提供了一种电池自放电的测算方法、装置及用途，该方法可直接表征电池单体的自放电水平，并且不耗费大量充放电测试资源进行容量测试；

本发明实施例提供了一种电池自放电的测算方法可实现为对不同化学体系的电池进行自放电水平的比较；

本发明所述的一种电池自放电的测算方法，该方法在同款设计的电池上一次建立标定曲线后，后续只需测试电池电压，不必耗费大量充放电测试资源进行容量测试。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种如上所述的电池单体自放电测算方法的用途，包括用于对锂电池、铅酸电池和镍氢电池的电池单体自放电测算，适用范围广。

一些实施例中，所述“获取电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线”步骤，具体包括如下步骤：

控制待测电池单体满充电，获取电池单体在第二预设温度范围内恒温静置第二静置时间时的满电静态电压和满电荷电状态；

控制满充电的电池单体放电，重复获取电池单体在每放电一预设容量梯度值、并在第三预设温度范围内恒温静置第三静置时间时的放电静态电压和放电荷电状态，直至电池单体电量放空，所述预设容量梯度值的范围为电池单体满充电时电容量值的0.01％～10％；

根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线。

如上所述，根据本申请，对电池单体的满充电和自放电操作，在室温条件下进行。

通过该方法标定得出的标定曲线，获得了电池单体自放电过程中不同静态电压对应的荷电状态的关系曲线，后续需要对电池单体进行自放电测算时，只需对电池单体的静态电压值进行测算，结合标定曲线即可测算出电池单体的自放电率，而不需要耗费大量的充放电资源对电池单体的容量进行测试。

一些实施例中，所述第一静置时间的范围为0.1～30天，所述第一预设温度范围为-30～60℃；所述第二预设温度范围为-30～60℃，所述第二静置时间的范围为2-12小时；所述第三预设温度范围为-30～60℃，所述第三静置时间的范围为2-12小时。

一些实施例中，所述根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线步骤，具体包括如下步骤：

根据获取的所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态，采用插值法得到未获取的插值静态电压和插值荷电状态；

根据所述满电静态电压、所述满电荷电状态、所述放电静态电压、所述放电荷电状态、所述插值静态电压、所述插值荷电状态，得到电池单体的静态电压与电池单体的荷电状态关系的标定曲线。

在一具体实施例中，所述标定曲线中未被测试道的荷电状态采用插值法进行补充，具体为，参见图3所示，在标定曲线中用已有的20个点使用origin软件，软件基于曲线趋势自动计算插值。

一些实施例中，所述获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压，获取单体电池达到热平衡后、在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压步骤之前，包括如下步骤：

控制被测电池单体在第四预设温度范围内恒温静置第四静置时间，消除电池单体前序工序造成的电压极化，防止电池单体电压极化对电池单体测试阶段静态电压和荷电状态的测试准确性造成影响。

一些实施例中，所述第四静置时间的范围为0-3天，所述第四预设温度范围为25-60℃。

一些实施例中，所述控制被测电池单体在第四预设温度范围内恒温静置第四静置时间，消除电池单体前序工序造成的电压极化步骤之后，包括以下步骤：

检测电池单体的热状态；

当检测到单体电池处于第一静置时间阶段的静置温度等于电池单体处于第四静置时间阶段的静置温度时，判断电池单体处于热平衡状态；

当检测到电池单体处于第四静置时间阶段的静置温度与电池单体处于第一静置时间阶段的静置温度不同时，判断电池单体处于非热平衡状态；

当电池单体处于非热平衡状态时，控制电池单体处于静置温度中至电池单体达到热平衡状态。

第二方面，参见图4所示，本申请实施例提供了一种电池单体自放电测算装置，其特征在于，包括：

第一获取模块100，用于获取电池单体在满充电时的满电静态电压和满电荷电状态、以及获取电池单体在放电时的每放电一电容梯度值时刻的放电静态电压和放电荷电状态；

标定模块200，用于获取电池单体的满电静态电压、满电荷电状态、放电静态电压、放电荷电状态，根据静态电压对荷电状态的标定关系，获得静态电压对荷电状态的标定曲线；

第二获取模块300，用于获取电池单体达到热平衡时的第一静态电压、获取单体电池达到热平衡后在第一预设温度范围内恒温静置第一静置时间的第二静态电压、获取所述第一静态电压对应的第一荷电状态、获取所述第二静态电压对应的第二荷电状态；

自放电率分析模块400，用于根据所述第一荷电状态、所述第二荷电状态、所述第一静置时间以及电池单体的目标天数，获取电池单体达到目标天数时的自放电率。

一些实施例中，还包括温度检测模块500和检测判断模块600，所述温度检测模块500用于检测电池单体的电芯温度与环境温度；检测判断模块600用于将电池单体的电芯温度与环境温度进行对比，判断电池单体是否达到热平衡状态。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述电池单体自放电测算方法的所有方法步骤。

本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。