一种电池管理方法及装置与流程

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池管理方法及装置。


背景技术：

2.锂电池的循环寿命周期长，电池的老化实验周期很长，在测试过程中，温度、充放电电流和充放电截止电压等需要严格控制，并且每隔一定时间需要对电池的老化情况进行评估。电池健康度(state of health简称soh)即电池当前的容量与出厂容量的百分比，表征当前电池相对于新电池存储电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态。
3.在现有技术中通常依据电池的soh对电池的使用范围进行管理，而锂电池的soh研究涉及电池内部状态变量，如电化学模型中电池内部温度、电解液浓度和内阻等状态，而电池的内部状态准确监控非常困难，还需要对这些状态变量进行定量分析；电池运行的温度、充放电倍率和放电深度等都是影响电池老化和寿命的因素，而且这些因素是共同作用的，电池soh的研究要求各种影响因素进行解耦。然而这些因素是相互关联的，解耦条件难以控制，目前很难进行解耦分析。这使得电池的soh计算的误差大，业界的soh精度普遍在
±
5％，严重影响电池管理策略的制定及效果。因此，通过使用soh进行电池安全管理的策略存在着误差大，无法准确覆盖及管理电池全生命周期健康状态的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池管理方法及装置，以克服现有技术中的电池管理策略存在误差大，无法准确覆盖及管理电池全生命周期健康状态的问题。
5.本发明实施例提供了一种电池管理方法，包括：
6.在车辆中待管理电池开始充电时，获取在当前管理周期内所述车辆的行驶里程、所述待管理电池的快充次数以及当前soh值；
7.基于所述当前soh值以及预设soh值与满充截止电压的关系，确定第一满充截止电压；
8.基于预设里程修正策略以及所述行驶里程和所述快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对所述行驶里程进行修正，所述预设里程修正策略为根据用户的使用习惯确定的里程修正策略；
9.基于修正后的行驶里程以及预设行驶里程与满充截止电压的关系，确定第二满充截止电压；
10.对所述第一满充截止电压和所述第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定所述待管理电池的目标满充截止电压。
11.可选地，基于预设里程修正策略以及所述行驶里程和所述快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对所述行驶里程进行修正，包括：
12.获取上一管理周期对应的历史里程修正值；
13.判断所述行驶里程是否大于所述预设最大行驶里程以及所述快充次数是否大于所述预设最大快充次数；
14.当所述行驶里程大于所述预设最大行驶里程，和/或，所述快充次数大于所述预设最大快充次数时，基于预设里程修正策略确定当前里程修正值；
15.基于所述当前里程修正值和所述历史里程修正值，确定所述当前管理周期对应的里程修正值；
16.基于所述当前管理周期对应的里程修正值对所述行驶里程进行修正。
17.可选地，当所述行驶里程不大于所述预设最大行驶里程，且所述快充次数不大于所述预设最大快充次数时，基于所述历史里程修正值对所述行驶里程进行修正。
18.可选地，所述获取在当前管理周期内所述车辆的行驶里程，包括：
19.获取在当前管理周期内车辆的行程里程采集信号及电池更换标定信号；
20.基于所述行程里程采集信号确定所述车辆的当前行程里程；
21.基于所述电池更换标定信号判断所述车辆是否更换过电池；
22.当所述车辆更换过电池时，基于所述电池更换标定信号确定所述车辆在电池更换时对应的初始行驶里程；
23.基于所述当前行驶里程和所述初始行驶里程，确定所述待管理电池对应的行驶里程。
24.可选地，当所述车辆没有更换过电池时，将所述当前行程里程确定为所述车辆的行驶里程。
25.可选地，所述对所述第一满充截止电压和所述第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定所述待管理电池的目标满充截止电压，包括：
26.当所述第一满充截止电压大于所述第二满充截止电压时，将所述第一满充截止电压确定为所述目标满充截止电压；
27.当所述第一满充截止电压不大于所述第二满充截止电压时，将所述第二满充截止电压确定为所述目标满充截止电压。
28.可选地，所述方法还包括：
29.按照所述目标满充截止电压对所述待管理电池进行充电。
30.本发明实施例还提供了一种电池管理装置，包括：
31.获取模块，用于在车辆中待管理电池开始充电时，获取在当前管理周期内所述车辆的行驶里程、所述待管理电池的快充次数以及当前soh值；
32.第一处理模块，用于基于所述当前soh值以及预设soh值与满充截止电压的关系，确定第一满充截止电压；
33.第二处理模块，用于基于预设里程修正策略以及所述行驶里程和所述快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对所述行驶里程进行修正，所述预设里程修正策略为根据用户的使用习惯确定的里程修正策略；
34.第三处理模块，用于基于修正后的行驶里程以及预设行驶里程与满充截止电压的关系，确定第二满充截止电压；
35.第四处理模块，用于对所述第一满充截止电压和所述第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定所述待管理电池的目标满充截止电压。
36.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例提供的方法。
37.本发明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存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例提供的方法。
38.本发明技术方案，具有如下优点：
39.本发明实施例提供了一种电池管理方法及装置，通过在车辆中待管理电池开始充电时，获取在当前管理周期内车辆的行驶里程、待管理电池的快充次数以及当前soh值；基于当前soh值以及预设soh值与满充截止电压的关系，确定第一满充截止电压；基于预设里程修正策略以及行驶里程和快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对行驶里程进行修正；基于修正后的行驶里程以及预设行驶里程与满充截止电压的关系，确定第二满充截止电压；对第一满充截止电压和第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定待管理电池的目标满充截止电压。从而通过利用根据用户的使用习惯确定的里程修正策略对车辆行驶里程进行修正，并利用修正后的行驶里程确定满充截止电压，将其与利用soh值确定的满充截止电压进行比较的方式确定待管理电池的目标满充截止电压，从而依据客户使用习惯，使得电池荣休策略的实际进度可以根据用户对车辆使用状况进行自调节，同时通过引入行驶里程修正，减少了电池日历寿命的影响。并通过行驶里程和soh值两个方面限制电池的使用，避免了单纯soh值精度低造成的策略精度低的问题，进一步确保了电动的汽车的安全性；扩展了电池管理系统对电池管理的生命周期长度，并拓展了电动车在质保期限后的安全使用范围。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
41.图1为本发明实施例中的电池管理方法的流程图；
42.图2为本发明实施例中的电池管理装置的结构示意图；
43.图3为本发明实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
46.bms(电池管理系统)作为电池系统的核心部件，是对电池进行管理的系统，它对电池的电压、电流、温度、绝缘电阻等进行动态检测并根据检测数据进行状态估算、电池均衡
管理、热管理、接触器控制、故障诊断及报警；通过can总线以及外部控制器进行实时通信，并通过显示系统将必要的信息实时显示给用户。
47.电池soh表征当前电池相对于新电池存储电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态。电池的性能指标较多，国内外对soh有多种定义，目前soh的定义主要体现在容量、电量、内阻、循环次数和峰值功率等几个方面。当前的电池老化对应策略普遍基于soh来进行。
48.当前bms作为电池系统的核心部件，对电池系统进行管理时，对于soh在绝大多数情况只起到监控的作用，对于其的管理能力有限，无法做到全生命周期的电池运行。
49.锂电池的循环寿命周期长，电池的老化实验周期很长，在测试过程中，温度、充放电电流和充放电截止电压等需要严格控制，并且每隔一定时间需要对电池的老化情况进行评估。锂电池的soh研究涉及电池内部状态变量，如电化学模型中电池内部温度、电解液浓度和内阻等状态，而电池的内部状态准确监控非常困难，还需要对这些状态变量进行定量分析；电池运行的温度、充放电倍率和放电深度等都是影响电池老化和寿命的因素，而且这些因素是共同作用的，电池soh的研究要求各种影响因素进行解耦。然而这些因素是相互关联的，解耦条件难以控制，目前很难进行解耦分析。这使得电池的soh计算的误差大，业界的soh精度普遍在
±
5％，严重影响相关策略的制定及效果，而通过使用soh进行电池安全管理的策略也存在着误差大，生命周期覆盖不全面等问题。
50.基于现有电池管理系统利用soh无法准确覆盖及管理电池全生命周期健康状态的问题，本发明实施例提供了一种电池管理方法，应用于bms系统，如图1所示，该电池管理方法具体包括如下步骤：
51.步骤s101：在车辆中待管理电池开始充电时，获取在当前管理周期内车辆的行驶里程、待管理电池的快充次数以及当前soh值。
52.其中，管理周期是根据汽车的bms系统所设置的电池管理周期设置的，在本发明实施例中，是以管理周期为一个月为例进行的说明，在实际应用中，该管理周期还可以根据用户需求及bms系统的设置进行灵活的调整，本发明并不以此为限。车辆的行车里程及待管理电池的快充次数、当前soh值均由bms系统自身采集相关信号得到。
53.步骤s102：基于当前soh值以及预设soh值与满充截止电压的关系，确定第一满充截止电压。
54.具体地，bms根据接收到的soh值查表判断当前的满充截止电压及满充截止soc，确定第一满充截止电压u1。soh与满充截止电压的关系对应示例如表1所示：
55.表1
56.整车soh充电截止电压80％4.0v75％3.8v70％3.7v65％3.6v60％3.5v
57.步骤s103：基于预设里程修正策略以及行驶里程和快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对行驶里程进行修正。
58.其中，预设里程修正策略为根据用户的使用习惯确定的里程修正策略。示例性地，如果用户用车习惯为单次行程非常长，对电池使用寿命要求低则可以设置较低的电池荣休策略，以减小对行驶里程的修正，从而设置较高的满充截止电压，保证单次充电效果，延长单次最大里程；反之，如果用户用车习惯为单次行程较短，对电池使用寿命要求高，则以设置较高的电池荣休策略，以增加对行驶里程的修正，从而设置较低的满充截止电压，尽可能延长电池的使用寿命。
59.示例性地，在本发明实施例中，预设里程修正策略为：根据电芯种类不同，判断快充次数超出当月限制时，快充里程影响量x＝x1 1000(单位公里)；根据电芯种类不同，判断当月行驶里程过高或过低时，行驶里程影响量y＝y1 1000；其中，x1和y1为上一个月的历史快充里程影响量和历史行驶里程影响量，最终的行驶里程影响量＝x y，假设实际行驶里程为a，则经过修正后的行驶里程为a x y。
60.步骤s104：基于修正后的行驶里程以及预设行驶里程与满充截止电压的关系，确定第二满充截止电压。
61.具体地，每次充电开始时，bms根据接修正后的行驶里程查表判断当前的满充截止电压及满充截止soc，确定满充截止电压u2，行驶里程与满充截止电压的关系对应示例如表2所示：
62.表2
63.整车计算行驶里程充电截止电压≤20w4.2v20w
‑
25w4.1v25w
‑
30w4.0v30w
‑
35w3.9v35w
‑
40w3.8v
64.步骤s105：对第一满充截止电压和第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定待管理电池的目标满充截止电压。
65.具体地，当第一满充截止电压大于第二满充截止电压时，将第一满充截止电压确定为目标满充截止电压；当第一满充截止电压不大于第二满充截止电压时，将第二满充截止电压确定为目标满充截止电压。考虑客户行驶体验，将上述u1及u2中较大的一方作为整车当前满充截止电压，以保障用户在充电后单次行程的用电需求。
66.通过执行上述步骤，本发明实施例提供的电池管理方法，通过利用根据用户的使用习惯确定的里程修正策略对车辆行驶里程进行修正，并利用修正后的行驶里程确定满充截止电压，将其与利用soh值确定的满充截止电压进行比较的方式确定待管理电池的目标满充截止电压，从而依据客户使用习惯，使得电池荣休策略的实际进度可以根据用户对车辆使用状况进行自调节，同时通过引入行驶里程修正，减少了电池日历寿命的影响。并通过行驶里程和soh值两个方面限制电池的使用，避免了单纯soh值精度低造成的策略精度低的问题，进一步确保了电动的汽车的安全性；扩展了电池管理系统对电池管理的生命周期长度，并拓展了电动车在质保期限后的安全使用范围。
67.具体地，在一实施例中，上述的步骤s101中获取在当前管理周期内车辆的行驶里程具体包括如下步骤：
68.步骤s201：获取在当前管理周期内车辆的行程里程采集信号及电池更换标定信号。
69.步骤s202：基于行程里程采集信号确定车辆的当前行程里程。
70.步骤s203：基于电池更换标定信号判断车辆是否更换过电池。如果更换过电池执行步骤s204，否则执行步骤s206。
71.步骤s204：当车辆更换过电池时，基于电池更换标定信号确定车辆在电池更换时对应的初始行驶里程。
72.步骤s205：基于当前行驶里程和初始行驶里程，确定待管理电池对应的行驶里程。
73.步骤s206：当车辆没有更换过电池时，将当前行程里程确定为车辆的行驶里程。
74.具体地，bms接收并记录网关发送的行驶里程信号vehtotdistance，此信号周期自定，bms每隔一定时间采集一次并记录该里程，以bms接到第一个不为0的有效信号开始进行计时采集和判断。bms内部采用uds标定信号“dis”；该信号初值为0，值可根据外部接口标定。该标定量主要用于判断电池包的真实使用里程情况。当整车没有换包即没有更换电池时，该值为0，当整车更换电池包时，该值为整车之前使用的里程。通过计算行驶里程信号与uds标定信号的差值，得出待管理电池在当前这个月内真实的行驶里程数据。从而提高了行程里程的准确性，避免由于更换电池包造成的误差，从而进一步提高了电池管理结果的准确性。
75.具体地，在一实施例中，上述的步骤s103具体包括如下步骤：
76.步骤s301：获取上一管理周期对应的历史里程修正值。
77.具体地，由于电池随着使用时间的增加电池的性能会逐渐降低，当电池为首次使用时，对应的历史里程修正值的初始值为0，随着电池的使用，历史里程修正值逐渐增加。
78.步骤s302：判断行驶里程是否大于预设最大行驶里程以及快充次数是否大于预设最大快充次数。
79.具体地，bms软件更新后根据车载t
‑
box发送时间，记录月份m1为初始值，同时记录实时月份m2，m2随t
‑
box发送时间变化。bms设置ct1为当月初始快充次数，ct1初值为0，同时设置ct2为当月快充次数，每次车辆进行快充时，ct2累加1。bms设置vd1为整车当月起始里程，vd1初值为接受到的第一帧有效整车有效里程信号。同时设置当月行驶里程vd2，vd2值为整车当前行驶里程。bms设置快充里程影响量x，同时设置行驶里程影响量y。当m2
‑
m1＝1或m2
‑
m1＝11时，即经过一个自然月时，计算ct2
‑
ct1，即一个月当中的快充次数。
80.步骤s303：当行驶里程大于预设最大行驶里程，和/或，快充次数大于预设最大快充次数时，基于预设里程修正策略确定当前里程修正值。
81.具体地，在本发明实施例中是以上述的预设最大行驶里程为5000公里，预设最大快充次数为20次为例进行的说明，在实际应用中，预设最大行驶里程及预设最大快充次数可以根据用户的使用习惯及电池生产厂家的相关规定灵活的设置，本发明并不以此为限。
82.步骤s304：基于当前里程修正值和历史里程修正值，确定当前管理周期对应的里程修正值。
83.步骤s305：基于当前管理周期对应的里程修正值对行驶里程进行修正。
84.示例性地，根据电芯种类不同，判断快充次数超出当月限制时，快充里程影响量x＝x1 1000(单位公里)；根据电芯种类不同，判断当月行驶里程过高或过低时，行驶里程影
响量y＝y1 1000；其中，x1和y1为上一个月的历史快充里程影响量和历史行驶里程影响量，最终的里程修正值＝x y，假设实际行驶里程为a，则经过修正后的行驶里程为a x y。
85.步骤s306：当行驶里程不大于预设最大行驶里程，且快充次数不大于预设最大快充次数时，基于历史里程修正值对行驶里程进行修正。
86.示例性地，假设实际行驶里程为a，则经过修正后的行驶里程为a x1 y1，其中，x1和y1为上一个月的历史快充里程影响量和历史行驶里程影响量。
87.从而通过根据客户使用习惯，设置了行驶里程修正策略，使得荣休策略的实际进度可以根据用户对车辆使用状况进行自调节，同时通过引入行驶里程修正的方式，进一步减少了日历寿命的影响。
88.具体地，在一实施例中，上述的电池管理方法还包括如下步骤：
89.步骤s106：按照目标满充截止电压对待管理电池进行充电。
90.具体地，在待管理电池的充电过程中，在充电电压达到目标满充截止电压时结束此次充电。从而通过该目标满充截止电压来限制电池的使用范围，进而延长电池使用寿命，降低电池由于过冲次数过多或行车里程过多而对电池使用寿命的影响。
91.通过执行上述步骤，本发明实施例提供的电池管理方法，通过利用根据用户的使用习惯确定的里程修正策略对车辆行驶里程进行修正，并利用修正后的行驶里程确定满充截止电压，将其与利用soh值确定的满充截止电压进行比较的方式确定待管理电池的目标满充截止电压，从而依据客户使用习惯，使得电池荣休策略的实际进度可以根据用户对车辆使用状况进行自调节，同时通过引入行驶里程修正，减少了电池日历寿命的影响。并通过行驶里程和soh值两个方面限制电池的使用，避免了单纯soh值精度低造成的策略精度低的问题，进一步确保了电动的汽车的安全性；扩展了电池管理系统对电池管理的生命周期长度，并拓展了电动车在质保期限后的安全使用范围。
92.本发明实施例还提供了一种电池管理装置，如图2所示，该电池管理装置包括：
93.获取模块101，用于在车辆中待管理电池开始充电时，获取在当前管理周期内车辆的行驶里程、待管理电池的快充次数以及当前soh值。详细内容参见上述方法实施例中步骤s101的相关描述，在此不再进行赘述。
94.第一处理模块102，用于基于当前soh值以及预设soh值与满充截止电压的关系，确定第一满充截止电压。详细内容参见上述方法实施例中步骤s102的相关描述，在此不再进行赘述。
95.第二处理模块103，用于基于预设里程修正策略以及行驶里程和快充次数与每个管理周期对应的预设最大行驶里程和预设最大快充次数的关系，对行驶里程进行修正，预设里程修正策略为根据用户的使用习惯确定的里程修正策略。详细内容参见上述方法实施例中步骤s103的相关描述，在此不再进行赘述。
96.第三处理模块104，用于基于修正后的行驶里程以及预设行驶里程与满充截止电压的关系，确定第二满充截止电压。详细内容参见上述方法实施例中步骤s104的相关描述，在此不再进行赘述。
97.第四处理模块105，用于对第一满充截止电压和第二满充截止电压进行比较，根据比较结果确定待管理电池的目标满充截止电压。详细内容参见上述方法实施例中步骤s105的相关描述，在此不再进行赘述。
98.通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的电池管理装置，通过利用根据用户的使用习惯确定的里程修正策略对车辆行驶里程进行修正，并利用修正后的行驶里程确定满充截止电压，将其与利用soh值确定的满充截止电压进行比较的方式确定待管理电池的目标满充截止电压，从而依据客户使用习惯，使得电池荣休策略的实际进度可以根据用户对车辆使用状况进行自调节，同时通过引入行驶里程修正，减少了电池日历寿命的影响。并通过行驶里程和soh值两个方面限制电池的使用，避免了单纯soh值精度低造成的策略精度低的问题，进一步确保了电动的汽车的安全性；扩展了电池管理系统对电池管理的生命周期长度，并拓展了电动车在质保期限后的安全使用范围。
99.上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应方法实施例相同，在此不再赘述。
100.根据本发明实施例还提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备可以包括处理器901和存储器902，其中处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
101.处理器901可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
102.存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
103.存储器902可以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装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
104.一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
105.上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
106.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid
‑
state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
107.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明
的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。