电池内阻估算方法与流程

本发明涉及电池内阻估算，具体涉及一种电池内阻估算方法。

背景技术：

1、目前，电池内阻的测量方法主要有测端电压法、直流放电法、直流脉冲法、交流注入法等，但上述测量方法都存在一定的局限性，如测端电压的方法得到的结果为一个估计量，存在较大的误差；直流放电法读数较精确，但是不能实现在线监测，且受环境影响较大；直流脉冲法不易于与在线系统结合，且不易调校；交流注入法则与直流放电法类似，易受干扰而影响读数准确性。但交流注入法因不会影响电池的正常充电，且电流激励源比较容易得到，还是目前测量电池内阻的主要手段。

2、现有的采用交流注入法测量电池内阻的方法基本都是基于图1所示的电池的内阻等效模型实现的。电池内阻包括图1中等效的欧姆内阻r2和极化电阻r1。交流注入法测量电池内阻的原理为：

3、如图2所示，给电池正负极施加一个交流激励，电池两端会产生一个微弱的交流电压响应，交流电压响应经内阻检测电路作噪声过滤、信号放大等处理后输出经处理后的交流响应电压信号，用该信号的信号放大倍数等内阻检测电路处理数据得到的有关参数值，并根据欧姆定律，即可求解出电池内阻。为了便于计算，激励源采用高频端比如采用100ma、1khz的交流电源作为激励源。通过图1所示的内阻等效模型可知，当处于交流高频段时，极化电容c相当于短路，极化电阻r1此时可以忽略不计，因此只需要计算欧姆内阻r2作为待计算的电池内阻。

4、但上述方法确保电池内阻测量结果准确有一个前提：电池极化内阻r1的值在其全生命周期内需保持相对稳定，否则该方法对于全生命周期不同阶段的电池内阻测量结果会产生较大偏差。然而，极化内阻r1在电池全生命周期的不同阶段不是常数，会根据电解液的浓度和环境温度的不断改变而变化，甚至在每次充放电过程中，也会随时间不断变化，通常表现为：随电流密度的增加而增大，而且还不是线性关系。

5、另外，交流注入法计算电池内阻依赖的如图1所示的内阻等效模型本身是一个宽泛的模型，本身并不准确，采用高频段的激励源去短路极化内阻r1，以此忽略对极化内阻r1的计算，因此而只需要计算欧姆内阻r2来作为电池内阻本身也是一种理想情况。所以，如何进一步排除现有的交流注入法假定的理想情况对电池内阻测量准确度的影响，提高对处于全生命周期不同阶段的电池内阻测量的准确度和便捷性成为目前亟待解决的技术问题。

6、另外，相同工况下，不同品牌、型号的电池通常具有不同的内阻，即便是相同品牌、型号的电池在生命周期的不同阶段通常也具有不同的电池内阻。因此，针对同一工况下使用的不同类型的电池，如何准确且快速的测量出每个电池的内阻也是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明以提高对处于全生命周期不同阶段或处于相同工况下，不同品牌、型号的电池在全生命周期的不同阶段的电池内阻测量的准确度和便捷性为目的，提供了一种电池内阻估算方法。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种电池内阻估算法方法，包括步骤：

4、s1，对不同品牌、型号的实验电池构建其处于不同工况下的不同电池寿命期间分别对应的内阻校正数据集；

5、s2，获取待测电池当前所处的工况信息和品牌、型号信息，并计算所述待测电池当前所处的所述电池寿命期间，然后根据事先构建的电池工况-品牌-型号与布隆过滤器中点位a的对应关系，匹配出所述点位a，然后获取存储在所述点位a关联的第二数据库或第三数据库中的所述内阻校正数据集；

6、s3，采用交流注入法测得所述待测电阻的内阻，并判断步骤s2获取的所述内阻校正数据集是否为，

7、若是，则计算与的和值作为最终校正得到的所述待测电池的内阻；

8、若否，则转入步骤s4；

9、s4，计算所述待测电池的距离，然后进一步计算与步骤s2中获取的所述内阻校正数据集中携带的每个极值点的距离的距离差值，然后计算最小的所述极值点对应的内阻校正系数与的和值作为最终校正得到的所述待测电池的内阻。

10、作为优选，步骤s1中构建不同品牌、型号的所述实验电池处于不同实验工况下的不同电池寿命期间分别对应的所述内阻校正数据集的方法具体包括步骤：

11、a1，将所述实验电池当前所处的电池寿命期间划分为若干期间片段；

12、a2，计算寿命处于所述电池寿命期间中的每个所述期间片段时的所述实验电池在所述实验工况下的内阻校正系数，并形成每个所述期间片段的数据对后存储到每个所述期间片段在布隆过滤器的位阵列中的对应子点位所关联的第一数据库中；

13、a3，获取每个所述数据对中的或数据对，并将每个数据对中的处理为分别与等量纲；

14、a4，以在所述电池寿命期间测得的所有等量纲后的数据对为拟合点，拟合得到曲线，然后在同一xy轴坐标系下拟合得到曲线，其中，表示或等量纲后的，表示或等量纲后的；

15、a5，计算曲线和曲线中的对称拟合点间的距离；

16、a6，以与其对应的为拟合点拟合得到曲线，然后寻找曲线中的极值点，并判断寻找到的所述极值点的数量与所述电池寿命期间中的所述期间片段的比值是否大于比值阈值，

17、若是，则将各所述极值点分别对应的所述内阻校正系数以及距离作为所述电池寿命期间对应的所述内阻校正数据集并存储到所述电池寿命期间在所述布隆过滤器的对应点位关联的第二数据库中；

18、若否，则计算所述电池寿命期间中的每个所述期间片段对应的所述内阻校正系数的均值作为所述电池寿命期间对应的所述内阻校正数据集存储到对应的所述第三数据库中。

19、作为优选，步骤a2中，计算所述实验电池在每个所述期间片段对应的所述内阻校正系数，并形成所述数据对的方法具体包括步骤：

20、a21，所述实验电池的寿命进入到每个所述期间片段后，在不同时点，首先采用直流放电法，根据恒定直流放电电流，计算所述实验电池对应的内阻，然后采用交流注入法，根据激励电流，计算对应的内阻；

21、a22，计算所述实验电池在当前寿命进入的所述期间片段中的每个所述时点的内阻偏离度；

22、a23，计算划分在同个所述电池寿命期间下的每个所述期间片段的内阻偏离度均值作为所述实验电池在所述实验工况下的内阻校正系数；

23、a24，判断是否大于内阻偏离度阈值，

24、若是，则形成第一数据对作为所述数据对；

25、若否，则形成第二数据对作为数据对。

26、作为优选，步骤a22中，为与的差值绝对值。

27、作为优选，所述第一数据对为数据对；所述第二数据对为数据对，其中：

28、的数据内容包括所述实验电池的品牌和型号；

29、的数据内容包括所述实验电池的实验环境的温度、湿度、盐度；

30、表示所述实验电池当前处于第电池寿命期间内的所述期间片段中；

31、表示采用交流注入法对所述实验电池施加的激励电流；

32、表示采用直流放电法对所述实验电池进行内阻测量时释放的直流恒定放电电流；

33、表示交流激励下对处于所述期间片段的所述实验电池测得的内阻；

34、表示直流恒定放电电流下对处于所述期间片段的所述实验电池测得的内阻。

35、作为优选，步骤a3中，对每个数据对中的以的方式处理为与等量纲，表示与的值大小的倍数，并对每个以的方式处理为与等量纲。

36、本发明具有以下有益效果：

37、（1）通过对不同品牌、型号的实验电池构建其处于不同工况下的不同电池寿命期间分别对应的内阻校正数据集，并将所构建的内阻校正数据集存储于布隆过滤器相应点位所关联的数据库中，后续对待测电池进行内阻测量时，基于事先构建的映射关系，从该数据库中直接获取内阻校正数据集即可，大幅提升了内阻估算的速度。

38、（2）构建内阻校正数据集时，综合了直流放电法和交流注入法在内阻测量中各自的优势，使得所构建的内阻校正数据集更加准确，以该内阻校正数据集作为待测电池内阻计算的依据，内阻计算结果更加准确。

39、（3）当获取到的内阻校正数据集并非为时，通过计算距离差值最小的所述极值点对应的内阻校正系数与的和值作为最终校正得到的所述待测电池的内阻，克服了直接以与的和值作为待测电池的内阻存在的误差相对较大的问题，进一步提高了内阻估算的精度。

40、（4）将每个电池寿命期间划分为若干期间片段，并以每个期间片段下的实验数据为拟合点寻找极值点，细化了作为内阻估算依据的数据颗粒度，提高了内阻估算的准确度。