电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法以及装置与流程

1.本技术涉及新能源电池技术领域，特别是涉及一种电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法以及装置。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，新能源车辆也越来越受重视。其中，新能源车辆的电池系统由成百上千个电芯串并联组成。在实际生产过程中，可能会由于极片毛刺、隔膜缺陷、金属粉尘混入等工艺原因，导致部分电芯存在微短路的行为。随着时间的变化，微短路电芯与正常电芯的容量差会越来越大。容量差的增大会加剧电池寿命衰减，甚至在极端情况下会引发安全问题。因此对于电池系统来说，准确地计算最大电芯剩余容量偏差非常重要。
3.现有技术中，一般先计算单体电芯的剩余容量(state of charge，soc)，再将所有单体电芯中最大soc值与最小soc值相减，以确定最大电芯soc偏差。目前常用的单体电芯soc估算方法有：开路电压法、安时积分等。其中，开路电压法在计算单体电芯soc时需要电池达到稳定的状态，这个过程需要很长时间，会对试验测试造成很大的困难。安时积分法在计算单体电芯soc时需要对电池进行长时间静置，不能实现在线预估，且容易受到自放电、电池老化、温度等因素的影响。
4.因此，相关技术中亟需一种可以不受外界影响且能简单准确地确定电池系统的电芯剩余容量偏差方法。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法以及装置，能够不受外界影响且能简单准确地确定电池系统的电芯剩余容量偏差。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法，所述电池系统包括多个电芯，所述方法包括：
7.获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量；
8.分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压；
9.基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻；
10.根据所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及所述第二时刻对应的第二电池系统剩余容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。
11.本技术实施例提供一种电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法，可以根据电池系统采集到的多个电芯在不同时刻的电芯电压，确定不同时刻的第一参考电芯的电压以及第二参考电芯的电压，之后可以根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第一时刻以及根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第二时刻。最后可以根据第一时刻对应的第一电池
系统容量以及第二时刻对应的第二电池系统容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。相比于现有技术中通过安时积分法、开路电压法等计算最大电芯剩余容量与最小电芯剩余容量确定电芯剩余容量偏差的方法，可以简单且准确地确定电芯剩余容量偏差。而且，不需要确定每个电芯的剩余容量，不仅能够避免由于剩余容量计算不准引入的误差，从而提高电芯剩余容量偏差的计算准确性，还可以提高确定电芯容量偏差的效率。
12.可选的，在本技术的一个实施例中，所述分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压，包括：
13.将各个时刻满足第一预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第一预设条件包括目标时刻对应的电芯电压大于与目标时刻相匹配的第一预设电芯电压阈值；
14.将各个时刻满足第二预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第二预设条件包括目标时刻对应的电芯电压小于与目标时刻相匹配的第二预设电芯电压阈值。
15.可选的，在本技术的一个实施例中，所述基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻，包括：
16.基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第一放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二放电曲线；
17.基于所述第一放电曲线的第一曲线斜率确定第一时刻，以及根据所述第二放电曲线的第二曲线斜率确定所述第二时刻。
18.可选的，在本技术的一个实施例中，所述基于所述第一放电曲线的曲线斜率确定第一时刻，以及根据所述第二放电曲线的曲线斜率确定所述第二时刻，包括：
19.在所述第一曲线斜率大于第一斜率阈值的情况下，确定第一时刻；以及在所述第二曲线斜率大于第二斜率阈值的情况下，确定第二时刻。
20.可选的，在本技术的一个实施例中，所述获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统容量，包括：
21.获取预设电池系统剩余容量区间；
22.确定所述电池系统发送的处于预设电池剩余容量区间内的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量。
23.可选的，在本技术的一个实施例中，所述基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第一放电曲线；以及基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二放电曲线，包括：
24.基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第二参考放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二参考放电曲线；
25.对所述第一参考放电曲线以及所述第二参考放电曲线分别进行平滑滤波处理，以确定所述第一参考电芯的第一放电曲线以及所述第二参考电芯的第二放电曲线。
26.第二方面，本技术实施例还提供一种电池系统的电芯剩余容量偏差确定装置，所述电池系统包括多个电芯，所述装置包括：
27.放电数据获取模块，用于获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括
各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量；
28.参考电芯电压确定模块，用于分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压；
29.时刻确定模块，用于基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻；
30.电芯剩余容量偏差确定模块，用于根据所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及所述第二时刻对应的第二电池系统剩余容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。
31.第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个实施例所述的方法的步骤。
32.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例所述的方法的步骤。
33.第五方面，本技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述各个实施例所述的方法。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的应用场景示意图；
35.图2为本技术一个实施例提供的电池的电压-容量特性曲线的示意图；
36.图3是本技术实施例提供的电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法的方法流程图；
37.图4为本技术一个实施例提供的第一放电曲线的示意图；
38.图5为本技术一个实施例提供的确定第一时刻以及第二时刻的示意图；
39.图6为本技术一个实施例提供的原始放电曲线示意图；
40.图7为本技术一个实施例提供的筛选后的放电曲线的示意图；
41.图8为本技术一个实施例提供的曲线平滑滤波示意图；
42.图9为本技术一个实施例提供的电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置的模块结构示意图；
43.图10是本技术实施例提供的电子设备的模块结构示意图；
44.图11是本技术实施例提供的计算机程序产品的概念性局部视图。
具体实施方式
45.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
46.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
47.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。
本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
48.在本技术实施例中，“/”可以表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，a/b可以表示a或b；“和/或”可以用于描述关联对象存在三种关系，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，其中a，b可以是单数或者复数。为了便于描述本技术实施例的技术方案，在本技术实施例中，可以采用“第一”、“第二”等字样对功能相同或相似的技术特征进行区分。该“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明，被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
49.在本技术实施例中，对于一种技术特征，通过“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”和“d”等区分该种技术特征中的技术特征，该“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”和“d”描述的技术特征间无先后顺序或者大小顺序。另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
50.电芯的生产过程中，会由于种种制造工艺问题而导致电芯内部发生微短路，形成异常电芯。异常电芯的自放电速率会远大于正常电芯的自放电速率，使得异常电芯和正常电芯之间的电芯剩余容量相差较大。如果电芯之间的自放电速率相差较大，随着时间的影响，会使得异常电芯和正常电芯之间的剩余容量差越来越大，严重影响电池系统的充放电性能，甚至在极端情况下会出现安全事故。因此计算电池系统的电芯剩余容量偏差对电池系统安全高效地运行有着重要的意义。
51.相关技术中，通常利用安时积分法计算每个电芯的电芯剩余容量，再根据最高电芯剩余容量和最低电芯剩余容量进行计算电芯剩余容量偏差。但安时积分法在计算电芯的电芯剩余容量时，随着时间累加，计算误差会越来越大，导致确定的电芯剩余容量偏差并不准确。
52.基于类似于上文的技术需求，本技术实施例提供一种电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法，可以根据电池系统采集到的多个电芯在不同时刻的电芯电压，确定不同时刻的第一参考电芯的电压以及第二参考电芯的电压，之后可以根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第一时刻以及根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第二时刻。最后可以根据第一时刻对应的第一电池系统容量以及第二时刻对应的第二电池系统容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。相比于现有技术中通过安时积分法、开路电压法等计算最大电芯剩余容量与最小电芯剩余容量确定电芯剩余容量偏差的方法，可以简单且准确地确定电芯剩余容量偏差。而且，不需要确定每个电芯的剩余容量，不仅能够避免由于剩余容量计算不准引入的误差，从而提高电芯剩余容量偏差的计算准确性，还可以提高确定电芯容量偏差的效率。
53.本技术实施例提供的确定电池系统的电芯剩余容量偏差方法可以应用于包括但不限于如图1所示的应用场景。如图1所示，该场景中包含电池系统101以及容量偏差确定装
置103。所述电池系统包括电池管理系统(battery management system，bms)、至少一个电池(电芯)。所述电池系统101可以设置于电动车辆中，为所述电动车辆提供全部或者部分动力。所述电动车辆可以是主要以动力电池或超级电容为能量源、全部或部分由电机驱动的车辆，例如可以为电动汽车、电动摩托车、电动自行车、电动叉车等。当然在其他应用场景下，如基站储能、数据中心备电场景下，所述电池系统101也可以是通信基站的储能系统或是数据中心的备电系统。所述电池系统101可以由多个串并联的电池(电芯)构成，例如所述电池系统101可以由18到30个串联的并联电池组成。可以理解的是，电池系统101中所包含的多个电池一般属于同一类型的电池。所述电池可以有多种类型，例如可以为磷酸铁锂电池、铅酸电池、锰酸锂电池等。所述电池管理系统可以实时监控、采集电池的状态参数(包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统101的绝缘电阻等)，并对相关状态参数进行分析处理。例如，所述电池管理系统可以设置有温度传感器用于检测多个电池的极柱温度以及可以设置有电压传感器用于检测多个电池的单体单压等。所述电池系统101可以通过网络与所述容量偏差确定装置103通信，用于将采集到的多个电池的状态参数如放电数据发送至所述容量偏差确定装置103，由所述容量偏差确定装置103确定所述电池系统101的电芯剩余容量偏差。
54.需要说明的是，所述容量偏差确定装置103可以是具有数据处理能力和数据收发能力的电子设备，所述电子设备可以是物理设备或物理设备集群，例如服务器、或服务器集群。当然，所述电子设备也可以是虚拟化的云设备，例如云计算集群中的至少一个云计算设备。在本技术的其他实施例中，所述容量偏差确定装置103也可以集成于所述电动车辆的微控制单元(microcontroller unit，mcu)，或车辆控制单元(vehicle control unit,vcu)中，以使得所述电动车辆也具备确定电芯剩余容量偏差的功能。
55.下面对本技术所基于的核心思想进行说明。在实际的应用场景中，电池的电压-容量特性曲线可以存在对个电压变化较缓慢的区间，可以称之为电压平台区。例如，可以存在两个电压平台区或者三个电压平台区。以存在两个电压平台区为例，如图2所示，两个电压平台区之间存在一段电压变化较快的区域，该区域内电压变化最快的点称之为电压平台拐点。发明人发现，对于由相同电芯组成的电池系统，系统内所有电池的电压-容量特性曲线达到拐点时所对应的剩余容量(state of charge，soc)是相同的。例如，如下表1所示，a电芯在t1时刻达到拐点，所对应的电芯soc为60％，此时b电芯的电芯soc为m％，电池系统soc为x％；b电芯在t2时刻达到拐点，所对应的电芯soc为60％，此时a电芯的电芯soc为60％-n％，电池系统soc为y％。
56.表1不同时刻下的电芯soc以及电池系统soc
57.时刻a电芯的电芯socb电芯的电芯soc电池系统soct160％m％x％t260％-n％60％y％
58.而基于安时积分法，相同时间间隔内，a电芯的电芯soc的变化与电池系统soc的变化相同，即n＝y-x。那么在此基础上，a电芯的电芯soc与b电芯的电芯soc之间的soc偏差可以为60％-m％，也可以为60％-n％-60％＝-n％＝(x-y)％。由此可知，两个电芯之间的剩余容量偏差(soc偏差)可以用两个电芯的电压-容量特性曲线达到拐点时的两个时刻对应的系统剩余容量(系统soc)偏差确定。这样可以不用确定每个电芯的剩余容量，即可确定电芯
之间的剩余容量偏差，从而节省了计算步骤，提高了确定电芯剩余容量偏差的效率以及准确性。
59.下面结合附图对本技术所述的确定电池系统的电芯剩余容量偏差方法进行详细的说明。虽然本技术提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本技术实施例提供的执行顺序。所述方法在实际中的对象处理过程中或者装置执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
60.下面结合附图3具体说明确定电池系统的电芯剩余容量偏差的方法，如图3所示，所述方法可以包括：
61.s301：获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量。
62.本技术实施例中，可以利用所述电池管理系统等采集所述电池系统101中的多个电池(电芯)的电压。例如可以利用所述电池管理系统中的电压传感器例如可以包括电阻分压器、电容分压器、电磁式电压互感器、电容式电压互感器、霍尔电压传感器等等。可以理解的是，利用所述电池管理系统采集电芯电压不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小。当然，上述各个单体电芯的电压也可通过其他电压检测器检测，在此不做限制。同一单体电芯的电压值在不同时刻数值不同，所述电压传感器可以在预设采样时间间隔内连续采集多个电芯的电压值。所述预设采样时间间隔可以设置为1s、2s、3s等等。例如，在一个示例中，所述电池系统101包含3个电芯，所述电池管理系统在采样时刻k可以采集到电芯1的电压为a、电芯2的电压为b、电芯3的电压为c。所述采样时刻可以为所述电池管理系统按照所述预设采样时间间隔采集电芯电压的各个数据采集时间点。在本技术的一个实施例中，所述电池管理系统还可以采集不同采样时刻下的电池系统剩余容量(state of charge，soc)。电池系统soc即荷电状态，可以用来反映电池系统101的剩余容量。所述电池系统soc可以是剩余容量占电池系统总容量的比值，例如可以为50％、60％、70％等等。例如，在一个示例中，所述电池管理系统在采样时刻t1采集到的电池系统soc为50％，在采样时刻t2采集到的电池系统soc为51％。在本技术的一个实施例中，所述放电数据为所述电池系统处于放电状态下所采集到的数据。当然，在本技术的其他实施例中，所述电池管理系统还可以采集多个电池的电流。
63.s303：分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压。
64.本技术实施例中，为了节省计算步骤提高计算效率，可以从各个电芯的电压值中选取具有代表性的电压值作为参考电芯的电压值，这样可以确定参考电芯在不同时刻下的电芯电压。可以理解的是，参考电芯为虚拟的电芯，由于后续需要确定电芯之间的容量偏差，因此所述参考电芯可以为两个，例如可以为第一参考电芯以及第二参考电芯。在本技术的一个实施例中，电芯容量偏差越大，对电池系统101的充放电性能影响就越大。因此，可以确定最大的电芯容量偏差以确定对电池系统101充放电性能的影响程度，而最大的电芯容量偏差一般由最大电芯剩余容量以及最小电芯剩余容量确定。在此基础上，在本技术的一个实施例中，所述分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电
芯在各个时刻对应的第二电芯电压，包括：
65.s401：将各个时刻满足第一预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第一预设条件包括目标时刻对应的电芯电压大于与目标时刻相匹配的第一预设电芯电压阈值；
66.s403：将各个时刻满足第二预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第二预设条件包括目标时刻对应的电芯电压小于与目标时刻相匹配的第二预设电芯电压阈值。
67.本技术实施例中，所述电池管理系统在不同的采样时刻会采集到的不同电芯的电压数据。例如，如下表2所示，所述电池系统101包括a电芯、b电芯、c电芯、d电芯。
68.表2不同电芯在不同时刻的电芯电压表
69.时刻a电芯的电压值b电芯的电压值c电芯的电压值d电芯的电压值t1a1b1c1d1t2a2b2c2d2t3a3b3c3d3
70.在本技术的一个实施例中，某一时刻第一参考电芯的电压值可以根据该时刻中四个电芯电压值中最大的电压值确定，也可以根据四个电芯电压值中大于第一预设电压阈值的电压值确定。当然，也可以根据四个电芯电压值中大于第一预设电压阈值的多个电压值的平均值确定，本技术在此并不做具体的限定。例如，在一个示例中，在t1时刻第一参考电芯的电压值可以确定为a1，在t2时刻第一参考电芯的电压值可以确定为b2，在t3时刻第一参考电芯的电压值可以确定为a3。可以理解的是，在不同的时刻，用户可以根据实际的应用需求以及采集情况，设置不同的第一预设电芯电压阈值。例如，在t1时刻，所述预设电芯电压阈值可以为四个电芯电压值中的最大值，也可以为四个电芯电压值的中位值。同样的，某一时刻第二参考电芯的电压值可以根据该时刻中四个电芯电压值中最小的电压值确定，也可以根据四个电芯电压值中小于第二预设电压阈值的电压值确定。当然，也可以根据四个电芯电压值中小于第二预设电压阈值的多个电压值的平均值确定，本技术在此并不做具体的限定。其中，所述第二预设电芯电压阈值的确定方法可以参见上述第一预设电芯电压阈值的确定方法，本技术在此不再赘述。这样，所述第一参考电芯实际上可以用于代表在任意时刻电芯电压都较大的电芯，所述第二参考电芯实际上可以用于代表在任意时刻电芯电压都较小的电芯，从而在后续确定电芯剩余容量偏差时，可以确定最大电芯剩余容量偏差，以更加准确地表征电池系统的异常情况。另外，可以在判断电芯电压变化程度时，较为准确地确定出第一时刻以及第二时刻，以便后续确定电芯容量偏差值时也能较为准确地描述电池系统的异常程度。而且不需要计算全部电芯的电压变化程度，从而可以节约时间，降低处理的处理负担，提高计算效率。
71.本技术实施例中，所述多个电芯可以为同一类型或同一规格的电芯，也可以为不同类型或不同规格的电芯。在所述电池系统101中包含的多个电芯均为同一类型的电芯的情况下，可以利用上述实施例所述的方法确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压。在本技术其他实施例中，在所述电池系统101中包含的多个电芯为不同类型的电芯的情况下，可以根据电芯类型，将多个电芯的电芯电压划分至不同的集合内，然后可以确定各个集合内第一参考电芯在各个时刻对应
的第一电芯电压，以及确定第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压。可以理解的是，在之后的计算中，需要根据电芯的类型确定电压-容量特性曲线，并以此确定不同集合中参考电芯对应的时刻，最后分别计算各个集合对应的电芯剩余容量偏差。
72.s305：基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻。
73.本技术实施例中，所述电压变化程度可以是参考电芯的电压随所述采样时刻的变化而变化的程度，这里的程度可以是电芯电压随时间变化的变化量的大小。为了使得用户更加清晰地观察参考电芯的变化程度，以及更加准确地确定第一时刻和第二时刻，可以基于采样时刻以及电芯电压绘制放电曲线，之后可以根据放电曲线的曲线斜率确定第一时刻以及第二时刻。具体来说，在本技术的一个实施例中，所述基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻，包括：
74.s501：基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第一放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二放电曲线；
75.s503：基于所述第一放电曲线的第一曲线斜率确定第一时刻，以及根据所述第二放电曲线的第二曲线斜率确定所述第二时刻。
76.本技术实施例中，可以以采样时刻为横坐标，以采样时刻对应的第一电芯电压值为纵坐标，以确定所述第一放电曲线。例如，如图4所示，可以以采样时刻t为横坐标，以第一电芯电压值v为纵坐标，绘制所述第一放电曲线v(t)。在本技术的一个实施例中，在确定所述第一放电曲线后，可以根据所述第一放电曲线的曲线斜率确定所述第一电芯电压的变化程度。在此基础上，所述变化程度可以为δv/δt。在本技术的一个实施例中，所述放电曲线的曲线斜率可以对所述放电曲线基于采样时刻t求导确定。例如在一个示例中，可以根据d(v(t))/dt确定所述第一曲线的曲线斜率。同样的，所述第二放电曲线的曲线斜率的确定也可以参考上述所述第一曲线的曲线斜率方法确定，本技术在此不再赘述。在本技术的一个实施例中，在确定所述第一曲线斜率后，可以将所述第一曲线斜率最大值对应的时刻确定为第一时刻，如第一曲线斜率对应的曲线达到拐点时所对应的时刻为第一时刻。当然，在本技术其他实施例中，也可以将所述第一曲线斜率大于设定值的时刻确定为第一时刻，具体来说，所述基于所述第一放电曲线的曲线斜率确定第一时刻，以及根据所述第二放电曲线的曲线斜率确定所述第二时刻，可以包括：
77.s603：在所述第一曲线斜率大于第一预设斜率阈值的情况下，确定第一时刻；以及在所述第二曲线斜率大于第二预设斜率阈值的情况下，确定第二时刻。
78.本技术实施例中，所述第一预设斜率阈值可以是用户根据实际的电芯规格以及电芯放电特性设置的，例如可以设置为0.15、0.2、0.25等等。当然，也可以是用户根据理论基础计算得到，本技术在此对第一预设斜率阈值的确定方法不做限制。在确定所述第一预设斜率阈值后，可以根据所述第一曲线斜率与所述第一预设斜率阈值的比较结果，确定第一时刻。例如，在一个示例中，如图5所示，所述第一曲线斜率a1大于第一预设斜率阈值a，由此可以确定第一时刻为t1；所述第一曲线斜率b1大于第一预设斜率阈值b，由此可以确定第一时刻为t2。通过上述实施例，可以根据放电曲线的斜率直接且准确地确定第一时刻以及第二时刻，从而可以确定一个较为准确的电芯剩余容量偏差。
79.可以理解的是，第一曲线斜率最大的时刻或是第一曲线斜率大于第一预设斜率阈值的时刻均是第一参考电芯的电压-容量特性曲线达到拐点的时刻。同样第二曲线斜率最大的时刻或是第二曲线斜率大于第二预设斜率阈值的时刻均是第二参考电芯的电压-容量特性曲线达到拐点的时刻，因此该时间差内的电池系统的剩余容量差值即为第一参考电芯以及第二参考电芯的电芯剩余容量偏差。
80.在实际的应用中，所述电池系统101在放电的过程中，电芯电流的波动范围会比较大，这样会导致采集到的电芯电压的上下波动范围比较大。如图6所示，图6示出了根据原始放电数据确定的放电曲线。可以看到，放电曲线的上下波动范围较大，无法准确的确定电芯电压的变化程度即无法确定较为准确的放电曲线，从而影响后续确定电芯剩余容量差的准确性。基于此，在本技术的一个实施例中，可以根据采集得到的电芯电流与预设电流阈值的电流的比较结果对采集到的所述电芯电压进行筛选，以便确定更为准确的放电曲线。所述预设电流阈值可以由用户根据实际的筛选需求设置，例如可以设置为2a、2.5a、3a等等。在本技术的一个实施例中，可以利用窗函数法对所述电芯电压进行筛选。所述窗函数法可以包括矩形窗、汉宁窗、平顶窗、指数窗等等。例如，在一个示例中，在所述矩形窗的宽度为1的情况下，可以将窗口内电芯电流大于预设电流阈值的数据滤除，如图7所示，图7示出了在窗口为1的情况下，根据筛选后的放电数据确定的放电曲线。在另一个示例中，在所述矩形窗的宽度为2的情况下，可以将在两个连续的采样时刻采集到的电芯电流小于预设电流阈值的数据保留。可以理解的是，窗口尺寸越大，满足的数据会越少，数据量也会越小，这样有可能无法体现电芯电压变化程度。同理，窗口尺寸越小，满足数据越多，但其噪点越大，可能会无法得到准确的电芯电压变化程度。因此，在本技术的一个实施例中，所述窗口的尺寸需要设置一个较为合理的数值，以便可以确定较为准确的电芯电压变化程度。例如，所述窗口的尺寸可以设置为5。
81.通过上述实施例，可以对采集到的电芯电压进行筛选，不仅可以最大程度地保留电芯电压变化趋势的特性，还可以减少大电流对电芯电压产生的影响。
82.在实际的应用中，所述电池管理系统在采集所述电池系统101中的多个电芯的电芯电压时可能会因为外界因素影响采集的准确度，从而可能使得第一电芯电压中或第二电芯电压中存在噪点。基于此，在本技术的一个实施例中，为了提高确定第一电芯电压以及第二电芯电压的准确性，可以对第一放电曲线以及第二放电曲线进行平滑滤波处理。具体来说，所述基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第一放电曲线；以及基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二放电曲线，包括：
83.s701：基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第二参考放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二参考放电曲线；
84.s703：对所述第一参考放电曲线以及所述第二参考放电曲线分别进行平滑滤波处理，以确定所述第一参考电芯的第一放电曲线以及所述第二参考电芯的第二放电曲线。
85.本技术实施例中，可以根据各个时刻的第一电芯电压直接确定第一参考放电曲线。之后可以对所述第一参考放电曲线进行平滑滤波，以确定最终的第一放电曲线。在本技术的一个实施例中，可以利用多项式平滑算法、邻域平滑滤波算法、中值滤波算法、卡尔曼滤波算法、高斯滤波算法等对所述第一参考放电曲线进行平滑滤波处理。例如，在一个示例中，如图8所示，对第一参考放电曲线以及第二参考放电曲线进行平滑滤波，以确定第一放
电曲线以及第二放电曲线。具体可以通过python内置函数scipy.signal.savgol_filter(x,window_length,polyorder)实现。其中x为要被滤波的数据。polyorder为用于拟合样本的多项式阶数。window_length为过滤器窗口的长度。例如，可以设置所述polyorder为2，设置所述window_length为211。同样的，对所述第二放电曲线的处理也可以参考上述对第二放电曲线的处理方法确定，本技术在此不再赘述。
86.通过上述实施例，可以对放电曲线进行平滑滤波，以去除放电曲线中的噪点，即可以过滤掉特殊情况数据异常点导致的误判，从而使得确定的放电曲线更加准确。
87.由于电池的电压-容量特性曲线可能存在多个电压变化较缓慢的区间，即可能存在多个拐点。以电压高低来区分，电压较高的称为高电压平台拐点，电压较低的称为低电压平台拐点。因此，在整个电芯soc区间内，可能会存在不同位置处的拐点。为了区分拐点以确定较为准确的第一时刻以及第二时刻，在本技术的一个实施例中，所述获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统容量，包括：
88.s801：获取预设电池系统剩余容量区间；
89.s803：确定所述电池系统发送的处于预设电池剩余容量区间内的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量。
90.本技术实施例中，所述预设电池系统剩余容量区间可以由用户根据电池系统101的特性以及电芯的电芯性能设置，例如可以将所述预设电池系统剩余容量区间设置为90％-100％，或者设置为0％-50％。当然，所述预设电池系统剩余容量区间也可以设置为50％-90％，具体的预设电池系统剩余容量区间设置可以根据具体的计算需求确定。通过提前设置所述预设电池系统剩余容量区间，可以在确定的系统soc区间内确定唯一的拐点，从而避免发生混淆影响计算准确性。
91.s307：根据所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及所述第二时刻对应的第二电池系统剩余容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。
92.本技术实施例中，在确定第一时刻以及第二时刻后，可以从获取的所述放电数据中，确定所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及所述第二时刻对应的第二电池系统容量。例如，可以确定所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量为65％，所述第二时刻对应的第二电池系统剩余容量为60％。在确定所述第一电池系统剩余容量和所述第二电池系统剩余容量之后，可以根据两者的差值确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。例如，可以确定所述电芯剩余容量偏差为5％。
93.本技术各个实施例提供的电池系统的电芯剩余容量偏差的确定方法，可以根据电池系统采集到的多个电芯在不同时刻的电芯电压，确定不同时刻的第一参考电芯的电压以及第二参考电芯的电压，之后可以根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第一时刻以及根据第一参考电芯的电压的变化程度确定第二时刻。最后可以根据第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及第二时刻对应的第二电池剩余系统容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。相比于现有技术中通过安时积分法、开路电压法等计算最大电芯剩余容量与最小电芯剩余容量确定电芯剩余容量偏差的方法，可以简单且准确地确定电芯剩余容量偏差。而且，不需要确定每个电芯的剩余容量，不仅能够避免由于剩余容量计算不准引入的误差，从而提高电芯剩余容量偏差的计算准确性；还可以节省计算步骤，提高确定电芯容量偏差的效率。
94.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
95.本技术另一方面还提供一种电池系统的电芯剩余容量偏差确定装置，如图9所示，所述电池系统包括多个电芯，所述装置700可以包括：
96.放电数据获取模块701，用于获取所述电池系统发送的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量；
97.参考电芯电压确定模块703，用于分别确定第一参考电芯在各个时刻对应的第一电芯电压以及第二参考电芯在各个时刻对应的第二电芯电压；
98.时刻确定模块705，用于基于所述第一参考电芯的第一电芯电压变化程度确定第一时刻，以及基于所述第二参考电芯的第二电芯电压变化程度确定第二时刻；
99.电芯剩余容量偏差确定模块707，用于根据所述第一时刻对应的第一电池系统剩余容量以及所述第二时刻对应的第二电池系统剩余容量，确定所述电池系统的电芯剩余容量偏差。
100.可选的，在本技术的一个实施例中，所述电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置700用于：
101.将各个时刻满足第一预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第一预设条件包括目标时刻对应的电芯电压大于与目标时刻相匹配的第一预设电芯电压阈值；
102.将各个时刻满足第二预设条件的电芯电压作为各个时刻的所述第一电芯电压；所述满足第二预设条件包括目标时刻对应的电芯电压小于与目标时刻相匹配的第二预设电芯电压阈值。
103.可选的，在本技术的一个实施例中，所述电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置700用于：
104.基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第一放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二放电曲线；
105.基于所述第一放电曲线的第一曲线斜率确定第一时刻，以及根据所述第二放电曲线的第二曲线斜率确定所述第二时刻。
106.可选的，在本技术的一个实施例中，所述电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置700用于：
107.在所述第一曲线斜率大于第一斜率阈值的情况下，确定第一时刻；以及在所述第二曲线斜率大于第二斜率阈值的情况下，确定第二时刻。
108.可选的，在本技术的一个实施例中，所述电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置700用于：
109.获取预设电池系统剩余容量区间；
110.确定所述电池系统发送的处于预设电池剩余容量区间内的放电数据，所述放电数据包括各个时刻的电芯电压以及电池系统剩余容量。
111.可选的，在本技术的一个实施例中，所述电池系统的电芯剩余容量偏差的确定装置700用于：
112.基于各所述第一电芯电压，确定所述第一参考电芯的第二参考放电曲线；以及，基于各所述第二电芯电压，确定所述第二参考电芯的第二参考放电曲线；
113.对所述第一参考放电曲线以及所述第二参考放电曲线分别进行平滑滤波处理，以确定所述第一参考电芯的第一放电曲线以及所述第二参考电芯的第二放电曲线。
114.另外需说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本技术提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
115.如图10所示，本技术的实施例还提供了一种电子设备800，该电子设备800包括：处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令时实现上述方法。电子设备800包括存储器801、处理器803、总线805和通信接口807。存储器801、处理器803和通信接口807之间通过总线805通信。总线805可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口807用于与外部通信。其中，处理器803可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。存储器801可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random access memory，ram)。存储器801还可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，rom)，快闪存储器，hdd或ssd。存储器801中存储有可执行代码，处理器803执行该可执行代码以执行前述各个实施例所述的方法。
116.本技术的实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其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上述方法。
117.本技术的实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。
118.在一些实施例中，所公开的方法可以实施为以机器可读格式被编码在计算机可读存储介质上的或者被编码在其它非瞬时性介质或者制品上的计算机程序指令。图11示意性地示出根据这里展示的至少一些实施例而布置的示例计算机程序产品的概念性局部视图，所述示例计算机程序产品包括用于在计算设备上执行计算机进程的计算机程序。在一个实施例中，示例计算机程序产品900是使用信号承载介质901来提供的。所述信号承载介质901可以包括一个或多个程序指令902，其当被一个或多个处理器运行时可以提供以上针对图3描述的功能或者部分功能。此外，图11中的程序指令902也描述示例指令。
119.在一些示例中，信号承载介质901可以包含计算机可读介质903，诸如但不限于，硬盘驱动器、紧密盘(cd)、数字视频光盘(dvd)、数字磁带、存储器、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等等。在一些实施方式中，信号承载介质901可以包含计算机可记录介质904，诸如但不限于，存储器、读/写(r/w)cd、r/w dvd、等等。在一些实施方式中，信号承载介质901可以包含通信介质905,诸如但不限于，数字和/或模拟通信介质(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路、等等)。因此，例如，信号承载介质901可以由无线形式的通信介质905(例如，遵守ieee 902.11标准或者其它传输协议的无线通信介质)来传达。一个或多个程序指令902可以是，例如，计算机可执行指令或者逻辑实施指令。在一些示例中，诸如针对图10描述的电子设备的计算设备可以被配置为，响应于通过计算机可读介质903、计算机可记录介质904、和/或通信介质905中的一个或多个传达到计算设备的程序指令902，提供各种操作、功能、或者动作。应该理解，这里描述的布置仅仅是用于示例的目的。因而，本领域技术人员将理解，其它布置和其它元素(例如，机器、接口、功能、顺序、和功能组等等)能够被取而代之地使用，并且一些元素可以根据所期望的结果而一并省略。另外，所描述的元素中的许多是可以被实现为离散的或者分布式的组件的、或者以任何适当的组合和位置来结合其它组件实施的功能实体。附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
120.也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行相应的功能或动作的硬件(例如电路或asic(application specific integrated circuit，专用集成电路))来实现，或者可以用硬件和软件的组合，如固件等来实现。
121.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其它变化。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
122.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。
123.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。