电池荷电状态的确定方法及装置、测试设备与流程

本申请涉及工业超声检测，具体而言，涉及一种电池荷电状态的确定方法及装置、测试设备。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，广泛应用于新能源汽车、消费电子以及航空航天等领域的锂电池也受到广泛关注，电池荷电状态(state of charge，soc)是电池管理系统中的重要监测指标。精确估计soc可以便于估计锂离子电池的续航能力，提高电池充放电效率，延长电池的使用寿命。相关技术中用于估计电池荷电状态的方法依赖于开路电压(opencircuit voltage，ocv)和电池荷电状态的曲线关系，对于如磷酸铁锂、钛酸锂体系等开路电压对电池荷电状态变化不明显的电池，无法精确估计电池荷电状态。

2、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种电池荷电状态的确定方法及装置、测试设备，以至少解决由于相关技术基于电池开路电压估计电池荷电状态造成的对电池荷电状态受开路电压影响小的电池的荷电状态估计不精确的技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电池荷电状态的确定方法，包括：采集超声波穿过电池外壳水模的第一类超声信号，并采集超声波穿过电池的第二类超声信号，其中，电池外壳水模的目标属性与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体；获取第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱；根据第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线；根据频带差异曲线确定电池的电池荷电状态。

3、可选地，获取第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱，包括：确定第一类超声信号的第一平均值和第二类超声信号的第二平均值，将第一类超声信号中信号值等于第一平均值的超声信号删除，得到第三类超声信号，并将第二类超声信号中信号值等于第二平均值的超声信号删除，得到第四类超声信号；分别对第三类超声信号和第四类超声信号进行处理，得到第一频谱和第二频谱。

4、可选地，分别对第三类超声信号和第四类超声信号进行处理，得到第一频谱和第二频谱；包括：确定第一归一化范围；依据第一归一化范围分别对第三类超声信号和第四类超声信号进行归一化处理，得到归一化处理后的第三类超声信号和归一化处理后的第四类超声信号；对归一化处理后的第三类超声信号进行傅里叶变换，得到第一频谱，并对归一化处理后的第四类超声信号进行傅里叶变换，得到第二频谱。

5、可选地，根据第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线，包括：确定频带上限频率和频带下限频率，并根据频带上限频率和频带下限频率确定第二归一化范围；依据第二归一化范围分别对第一频谱和第二频谱进行归一化处理，得到归一化处理后的第一频谱和归一化处理后的第二频谱。

6、可选地，根据归一化处理后的第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线，包括：确定归一化处理后的第一频谱与归一化处理后的第二频谱在相同频率下的幅值的比值；在坐标系中确定多个比值对应的多个第一坐标点，并根据多个第一坐标点确定频带差异曲线，其中，坐标系的横坐标为频率，坐标系的纵坐标为比值。

7、可选地，根据归一化处理后的第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线，还包括：确定归一化处理后的第一频谱与归一化处理后的第二频谱在相同频率下的幅值的差值；在坐标系中确定多个差值对应的多个第二坐标点，并根据多个第二坐标点确定频带差异曲线。

8、可选地，根据频带差异曲线确定电池的电池荷电状态，包括：确定频带差异曲线的斜率，并将斜率确定为频带差异参数；根据频带差异参数确定电池的电池荷电状态，其中，频带差异参数与电池的电池荷电状态存在正比例的关系。

9、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电池荷电状态的展示方法，包括：在界面中展示第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱，其中，第一类超声信号为超声波穿过电池外壳水模的超声信号，第二类超声信号为超声波穿过电池的超声信号，电池外壳水模的目标属性与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体；在界面中展示根据第一频谱和第二频谱确定的频带差异曲线；以及，在界面中展示根据频带差异曲线确定的反映电池的电池荷电状态的曲线。

10、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种测试设备，包括：控制器、第一超声探头、第二超声探头和电池外壳水模，其中，第一超声探头和第二超声探头分别贴合设置在电池外壳水模相对的两侧；第一超声探头和第二超声探头分别贴合设置在待测电池相对的两侧；控制器，用于执行上述的电池荷电状态的确定方法；电池外壳水模的目标属性与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体。

11、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电池荷电状态的确定装置，包括：采集模块，用于采集超声波穿过电池外壳水模的第一类超声信号，并采集超声波穿过电池的第二类超声信号，其中，电池外壳水模的目标属性为与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体；获取模块，用于获取对第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱；第一确定模块，用于根据第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线；第二确定模块，用于根据频带差异曲线确定电池的电池荷电状态。

12、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，非易失性存储介质所在设备通过运行计算机程序执行上述的电池荷电状态的确定方法。

13、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为通过计算机程序执行上述的电池荷电状态的确定方法。

14、在本申请实施例中，采用采集超声波穿过电池外壳水模的第一类超声信号，并采集超声波穿过电池的第二类超声信号，其中，电池外壳水模的目标属性与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体；获取第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱；根据第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线；根据频带差异曲线确定电池的电池荷电状态的方式，通过采用超声波透过电池外壳水模的超声信号做为参考信号，达到了去除在利用超声波透过电池的超声信号估计电池荷电状态时电池外壳对超声透射信号的影响的目的，从而实现了精确估计电池荷电状态的技术效果，进而解决了由于相关技术基于电池开路电压估计电池荷电状态造成的对电池荷电状态受开路电压影响小的电池的荷电状态估计不精确技术问题。

技术特征：

1.一种电池荷电状态的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述第一类超声信号对应的第一频谱和所述第二类超声信号对应的第二频谱，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分别对所述第三类超声信号和所述第四类超声信号进行处理，得到所述第一频谱和所述第二频谱；包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一频谱和所述第二频谱确定频带差异曲线，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据归一化处理后的所述第一频谱和所述第二频谱确定频带差异曲线，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据归一化处理后的所述第一频谱和所述第二频谱确定频带差异曲线，还包括：

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述频带差异曲线确定所述电池的电池荷电状态，包括：

8.一种电池荷电状态的展示方法，其特征在于，包括：

9.一种测试设备，其特征在于，包括：控制器、第一超声探头、第二超声探头和电池外壳水模，其中，

10.一种电池荷电状态的确定装置，其特征在于，包括：

11.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，所述非易失性存储介质所在设备通过运行所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的电池荷电状态的确定方法。

12.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的电池荷电状态的确定方法。

技术总结
本申请公开了一种电池荷电状态的确定方法及装置、测试设备。其中，该方法包括：采集超声波穿过电池外壳水模的第一类超声信号，并采集超声波穿过电池的第二类超声信号，其中，电池外壳水模的目标属性与电池的目标属性相同，且电池外壳水模的壳体内部填充满液体；获取第一类超声信号对应的第一频谱和第二类超声信号对应的第二频谱；根据第一频谱和第二频谱确定频带差异曲线；根据频带差异曲线确定电池的电池荷电状态。本申请解决了由于相关技术基于电池开路电压估计电池荷电状态造成的对电池荷电状态受开路电压影响小的电池的荷电状态估计不精确的技术问题。

技术研发人员：王鼎奕,王浩然,夏秋实,刘雷,周法杰,贺绍林
受保护的技术使用者：恒钧检测技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13