一种电池健康状态的评估方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及汽车电子领域，具体涉及一种电池健康状态的评估方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在电池管理系统（battery management system，bms）中，电池健康状态（state ofhealth，soh）用于表征电池性能衰减程度，是影响bms寿命评估、续航能力、功率能力分析及安全控制策略的重要指标。

2、目前，bms中常用的soh评估方法主要包括三类：第一类是基于容量衰减的估算方法，即根据电池当前可用容量与标称容量的比值确定soh；第二类是基于内阻增长的识别方法，即根据电池内阻相对于初始内阻的增长程度确定soh；第三类是基于电压差或电压特征的规则方法，即根据充放电过程中的电压差、电压平台等特征量按预设规则推算soh。然而车辆在不同使用场景下，电池包的运行状态也千差万别，由于上述的soh评估方法均依赖单一或低维度的静态特征量（例如容量、内阻或单个电压特征量），导致在复杂的动态工况下上述的soh评估方法均存在评估精度与稳定性不足。

3、因此，如何提供一种能够适应车辆负载的动态工况下的soh评估方法，并用于提升电池健康状态评估的准确性与鲁棒性，是目前业界亟待解决的重要课题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池健康状态的评估方法、装置、设备及介质，以此解决现有基于单一或低维度的静态特征量的soh评估方法在复杂动态工况下对soh的评估精度与稳定性不足的问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种电池健康状态的评估方法，所述方法包括：

3、获取待检测电池包的实时运行状态；实时运行状态包括实时的电池电压、电池电流以及电池温度；

4、根据电池电压以及电池电流，分别确定待检测电池包在第一时间尺度下的第一电流变化率、第一电压变化率、第一功率变化率，以及待检测电池包在第二时间尺度下的第二电流变化率、第二电压变化率、第二功率变化率；

5、根据相同变化率之间的偏离程度，分别确定得到电流差异指标、电压差异指标以及功率差异指标；

6、根据电流差异指标对第一、第二电流变化率进行处理，得到实时电流变化率；

7、根据电压差异指标对第一、第二电压变化率进行处理，得到实时电压变化率；

8、根据功率差异指标对第一、第二功率变化率进行处理，得到实时功率变化率；

9、利用实时电流变化率、实时电压变化率以及实时功率变化率对电池健康状态进行补偿，得到待检测电池包补偿后的电池健康状态。

10、结合第一方面，在第一方面第一实施方式，所述利用实时电流变化率、实时电压变化率以及实时功率变化率对电池健康状态进行补偿，得到待检测电池包补偿后的电池健康状态，具体包括：

11、根据预设的电流变化率参考值对实时电流变化率进行归一化处理，得到电流变化率特征；

12、根据预设的电压变化率参考值对实时电压变化率进行归一化处理，得到电压变化率特征；

13、根据预设的功率变化率参考值对实时功率变化率进行归一化处理，得到功率变化率特征；

14、根据实时运行状态确定待检测电池包实时的电池健康状态，并根据电池温度对实时的电池健康状态进行补偿，得到待检测电池包的基础电池健康状态；

15、利用电流变化率特征、电压变化率特征以及功率变化率特征对基础电池健康状态进行补偿，得到补偿后的电池健康状态。

16、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式，所述补偿后的电池健康状态的计算式为：

17、；

18、其中，表示补偿后的电池健康状态；表示基础电池健康状态；表示第一权重系数；表示电流变化率特征；表示第二权重系数；表示电压变化率特征；表示第三权重系数；表示功率变化率特征。

19、结合第一方面，在第一方面第三实施方式，所述电流差异指标的计算式为：

20、；

21、所述电压差异指标的计算式为：

22、；

23、所述功率差异指标的计算式为：

24、；

25、其中，表示电流差异指标；表示第一电流变化率；表示第二电流变化率；表示第一稳定因子；表示电压差异指标；表示第二稳定因子；表示第一电压变化率；表示第二电压变化率；表示功率差异指标；表示第三稳定因子；表示第一功率变化率；表示第二功率变化率。

26、结合第一方面，在第一方面第四实施方式，所述根据电流差异指标对第一、第二电流变化率进行处理，得到实时电流变化率，具体包括：

27、将电流差异指标除以电流差异指标与1之和，得到第一融合权重；

28、为第一电流变化率赋予第一融合权重，并对第一、第二电流变化率进行加权融合，得到实时电流变化率。

29、结合第一方面，在第一方面第五实施方式，所述根据电压差异指标对第一、第二电压变化率进行处理，得到实时电压变化率，具体包括：

30、将电压差异指标除以电压差异指标与1之和，得到第二融合权重；

31、为第一电压变化率赋予第二融合权重，并对第一、第二电压变化率进行加权融合，得到实时电压变化率。

32、结合第一方面，在第一方面第六实施方式，所述根据功率差异指标对第一、第二功率变化率进行处理，得到实时功率变化率，具体包括：

33、将功率差异指标除以功率差异指标与1之和，得到第三融合权重；

34、为第一功率变化率赋予第三融合权重，并对第一、第二功率变化率进行加权融合，得到实时功率变化率。

35、根据第二方面，本发明实施例还提供了一种电池健康状态的评估装置，所述装置包括：

36、数据获取模块，用于获取待检测电池包的实时运行状态；实时运行状态包括实时的电池电压、电池电流以及电池温度；

37、参数计算模块，用于根据电池电压以及电池电流，分别确定待检测电池包在第一时间尺度下的第一电流变化率、第一电压变化率、第一功率变化率，以及待检测电池包在第二时间尺度下的第二电流变化率、第二电压变化率、第二功率变化率；

38、差异确定模块，用于根据相同变化率之间的偏离程度，分别确定得到电流差异指标、电压差异指标以及功率差异指标；

39、第一融合模块，用于根据电流差异指标对第一、第二电流变化率进行处理，得到实时电流变化率；

40、第二融合模块，用于根据电压差异指标对第一、第二电压变化率进行处理，得到实时电压变化率；

41、第三融合模块，用于根据功率差异指标对第一、第二功率变化率进行处理，得到实时功率变化率；

42、电池评估模块，用于利用实时电流变化率、实时电压变化率以及实时功率变化率对电池健康状态进行补偿，得到待检测电池包补偿后的电池健康状态。

43、根据第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述电池健康状态的评估方法的步骤。

44、根据第四方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述电池健康状态的评估方法的步骤。

45、本发明的电池健康状态的评估方法、装置、设备及介质，通过分别确定待检测电池包在第一时间尺度下的第一电流变化率、第一电压变化率、第一功率变化率，以及待检测电池包在第二时间尺度下的第二电流变化率、第二电压变化率、第二功率变化率，这样可以分别从外部负载变化、电池内部响应及整体能量变化三个层面描述电池状态，区别于仅依赖单一或低维度的静态特征量评估soh，提高了用于soh评估的特征维度与信息表达能力，且第一时间尺度下的变化率能够捕捉电池的瞬态动态响应，第二时间尺度下变化率能够刻画电池的变化趋势并抑制噪声，从而化解了单一时间窗口下快速响应与抗噪稳定之间的矛盾；通过确定相同变化率之间的偏离程度，进而确定得到电流差异指标、电压差异指标以及功率差异指标，再根据各自的差异指标确定实时的变化率，这样当某项差异指标增大时，融合结果自动偏向第一时间尺度下的变化率，从而增强对瞬态冲击与强动态扰动的响应能力，当某项差异指标减小时，融合结果自动偏向第二时间尺度下的变化率，从而增强对噪声的抑制能力，使得实时的变化率的计算无需针对不同电池类型、不同工况人工调整权重，实现了动态响应速度与抗噪稳定性之间的在线自平衡，有助于提升复杂动态工况及高噪声环境下soh评估的准确性与鲁棒性；最后利用实时电流变化率、实时电压变化率以及实时功率变化率对电池健康状态进行补偿，得到待检测电池包补偿后的电池健康状态，使补偿后的电池健康状态能够及时反映电池动态响应能力的退化。