电池容量的预测方法与装置与流程

1.本发明涉及锂离子电池制造领域，具体而言，涉及一种电池容量的预测方法与装置。


背景技术：

2.随着化石资源的日益枯竭，新能源汽车在全世界范围内方兴未艾，动力电池作为新能源汽车的核心零部件，直接推动着整个新能源行业的发展。锂离子电池以其高比能量、大比功率、长寿命的特点被大量应用于纯电动汽车(battery electric vehicle，简称为bev)和混合动力汽车(hybrid electric vehicle，简称为hev)。
3.随着锂离子动力电池在新能源汽车上的成功应用，锂离子动力电池的生产技术和工艺得到长足发展，但分容作为目前行业中生产标准工序，长时间的充放电操作导致工序时间长，设备能耗大，直接制约了电池制造产能的提升。
4.当前行业普遍应用的分容流程中，首先用≤1c的倍率电流(bev电池通常用0.33c，hev电池通常用1c)对化成后的电池恒流恒压充电至上限电压，随后用≤1c的倍率电流恒流放电到截止电压，从而获取完整的放电容量(标准分容容量)数据；完成一次标准分容流程，分容机等设备运行时间往往在1小时以上；同时，由于分容时间长，分容机利用效率不高，需要配置足够多的设备库位才能满足产能需求，造成场地空间的浪费。分容工序除需配置充放电机、全自动化压接等设备外，同时需要配套消防、环境控制系统等设备，分容工序整体能耗高。此外，电池产线建设时需要巨大的初始设备投入和运营维护成本投入。
5.针对上述相关技术中在获取电池容量时需要对电池进行完全的充放电测试，导致动力电池生产后工序耗时长，能耗高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供了一种电池容量的预测方法与装置，以至少解决相关技术中在获取电池容量时需要对电池进行完全的充放电测试，导致动力电池生产后工序耗时长，能耗高的技术问题。
7.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池容量的预测方法，包括：确定电池的预定关系，其中，所述预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取待检测电池的检测参数，其中，所述检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；依据所述检测参数与所述预定关系，确定所述待检测电池的容量。
8.可选地，依据所述检测参数与所述预定关系，确定所述待检测电池的容量的步骤，包括：在所述检测参数为所述截止电压的情况下，依据所述截止电压以及容量与截止电压的关联关系，得到所述待检测电池的容量；和/或，在所述检测参数为所述放电时间的情况下，依据所述放电时间以及容量与放电时间的关联关系，得到所述待检测电池的容量。
9.可选地，在所述预定关系包括所述容量与截止电压的关联关系时，确定电池的预定关系的步骤，包括：选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定时间放电，获取
所述电池的容量与截止电压的关系曲线；依据所述电池的容量与截止电压的关系曲线，得到所述容量与截止电压的关联关系。
10.可选地，在所述预定关系包括所述容量与放电时间的关联关系时，确定电池的预定关系的步骤，包括：选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定截止电压放电，获取所述电池的容量与放电时间的关系曲线；依据所述电池的容量与放电时间的关系曲线，得到所述容量与放电时间的关联关系。
11.可选地，所述检测参数为截止电压，获取待检测电池的检测参数的步骤，包括：对所述待检测电池以预定电流进行恒流、恒定时间放电，得到所述待检测电池的截止电压。
12.可选地，所述检测参数为放电时间，获取待检测电池的检测参数的步骤，包括：对所述待检测电池以预定电流进行恒流、恒定截止电压放电，得到所述待检测电池的放电时间。
13.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池容量的预测装置，包括：第一确定模块，用于确定电池的预定关系，其中，所述预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取模块，用于获取待检测电池的检测参数，其中，所述检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；第二确定模块，用于依据所述检测参数与所述预定关系，确定所述待检测电池的容量。
14.可选地，所述第二确定模块包括：第一处理单元，用于在所述检测参数为所述截止电压的情况下，依据所述截止电压以及容量与截止电压的关联关系，得到所述待检测电池的容量；和/或，第二处理单元，用于在所述检测参数为所述放电时间的情况下，依据所述放电时间以及容量与放电时间的关联关系，得到所述待检测电池的容量。
15.根据本发明实施例的另一方面，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包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的电池容量的预测方法。
16.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的电池容量的预测方法。
17.在本发明实施例中，采用确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量，通过该方法不需要对电池进行完全的充放电测试，直接采用部分放电数据，预测完全放电时电池的容量，从而实现了有效减少工序时间和设备运行时间，节省时间同时节省电能消耗的技术效果，进而解决了相关技术中在获取电池容量时需要对电池进行完全的充放电测试，导致动力电池生产后工序耗时长，能耗高的技术问题。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1是根据本发明实施例的电池容量的预测方法的流程图；
20.图2是根据本发明可选实施例的一种电池容量的预测方法的流程图；
21.图3是根据本发明可选实施例的另一种电池容量的预测方法的流程图；
22.图4是根据本发明实施例的电池容量的预测装置的示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.实施例1
26.根据本发明实施例，提供了一种电池容量的预测方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
27.图1是根据本发明实施例的电池容量的预测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
28.步骤s102，确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；
29.可选地，在预定关系包括容量与截止电压的关联关系时，确定电池的预定关系的步骤，包括：选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定时间放电，获取电池的容量与截止电压的关系曲线；依据电池的容量与截止电压的关系曲线，得到容量与截止电压的关联关系。
30.可选地，在预定关系包括容量与放电时间的关联关系时，确定电池的预定关系的步骤，包括：选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定截止电压放电，获取电池的容量与放电时间的关系曲线；依据电池的容量与放电时间的关系曲线，得到容量与放电时间的关联关系。
31.步骤s104，获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；
32.可选地，检测参数为截止电压，获取待检测电池的检测参数的步骤，包括：对待检测电池以预定电流进行恒流、恒定时间放电，得到待检测电池的截止电压。
33.可选地，检测参数为放电时间，获取待检测电池的检测参数的步骤，包括：对待检测电池以预定电流进行恒流、恒定截止电压放电，得到待检测电池的放电时间。
34.步骤s106，依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量。
35.可选地，依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量的步骤，包括：在检测参数为截止电压的情况下，依据截止电压以及容量与截止电压的关联关系，得到待检测电池的容量；和/或，在检测参数为放电时间的情况下，依据放电时间以及容量与放电时间的关联关系，得到待检测电池的容量。
36.通过上述步骤，该电池容量的预测方法可以实现不需要对电池进行完全的充放电测试，直接采用部分放电数据，预测完全放电时电池的容量，从而实现了有效减少工序时间和设备运行时间，节省时间同时节省电能消耗的技术效果，进而解决了相关技术中在获取电池容量时需要对电池进行完全的充放电测试，导致动力电池生产后工序耗时长，能耗高的技术问题。
37.需要说明的是，采用本发明上述实施例中的技术方案无需对电池进行一次完整放电工步，通过部分放电数据，采用容量预测的方法，获取待检测电池完整的放电容量(标准分容容量)，可有效缩短流程总时间，降低充放电设备及配套消防、空压、温湿度空隙系统等设备运行能耗，提高设备利用率，降低制造成本；同时可减少充放电设备使用数量，优化产线布局，降低设备采购和运行成本，同时减少配套的消防、空压、温湿度控制系统等设备的前期投入和维护成本，提升新产品性价比。
38.在一种可选的实施方式中，可以采用以下两种技术方案：(1)满充后部分放电曲线(恒流定时间放电)，根据截至电压的不同，对应soc
‑
voltage曲线进行容量预测；或者，(2)满充后部分放电曲线(恒流定电压放电)，根据截至时间的不同，对应soc
‑
time曲线进行容量预测。
39.图2是根据本发明可选实施例的一种电池容量的预测方法的流程图，如图2所示，作为第一种技术方案其具体流程为：
①
标准曲线制作：选取不同容量的电池，采用相同的电流i0进行恒定时间t放电，得到0％～100％soc区间范围内容量c与截止电压voltage的对应关系，得到容量和电压的函数关系式capacity＝f
time
(voltage)；
②
对产线电池进行相同的电流i0进行恒定时间t放电，得到截止电压voltage；
③
将得到的截止电压voltage代入公式capacity＝f
time
(voltage)，通过计算机函数运算得到对应电池的完全放电容量。
40.在具体实施过程中，第一种技术方案采用如下步骤实现：(i)选取若干只容量已知分别为c1，c2，
…
，c
n
且和待预测容量电池设计相同的电池；(ii)该若干只电池容量的上限和下限值选取为待容量预测电池容量规格的上限值和下限值；(iii)电池满充后，采用电流i0进行恒流放电，放电时间间隔为t
0,1
，t
1,1
，
…
，t
m,n
，使得i0*t
m,n
＝c
n
(已知容量电池的容量，m,n为正整数)；(iv)读取不同放电时间结束后静置一定时间t≥0s后电池的电压u
0,1
，u
1,1
，
…
，u
m,n
；(v)以电池容量c1，c2，
…
，c
n
为横坐标，不同时间下电压u
0,1
，u
1,1
，
…
，u
m,n
为纵坐标作图(或者以电压u为横坐标，容量c为纵坐标作图)，得到容量capacity与voltage的曲线，得到函数capacity＝f
time
(voltage)；(vi)对待预测容量电池进行i0恒流放电，放电时间t为[t
0,1
，t
m,n
]区间范围内的设定值，放电结束后静置时间t(t≥0s)后，读取其电压u；(vii)将得到的待预测容量电池的电压u同capacity
‑
voltage曲线进行比对，经过函数capacity＝f
time
(voltage)计算得到电池容量，完成容量预测。
[0041]
需要说明的是，针对第一种技术方案具体实现方法中i0，m，n的具体数值，以及待预测电池放电时间t的选取，可根据具体的电池进行最优取值选择。
[0042]
图3是根据本发明可选实施例的另一种电池容量的预测方法的流程图，如图3所
示，作为第二种技术方案其具体流程为：
①
标准曲线制作：选取不同容量的电池，采用相同的电流i0进行恒定截止电压voltage放电，得到0％～100％soc区间范围内容量c与放电时间time的对应关系，得到容量和电压的函数关系式capacity＝f
voltage
(time)；
②
对产线电池采用相同的电流i0进行恒定截止电压u放电，得到截止时间time；
③
将得到的截止时间time代入公式capacity＝f
voltage
(time)，通过计算机函数运算得到对应电池的完全放电容量。
[0043]
在具体实施过程中，第二种技术方案采用如下步骤实现：(i)选取若干只容量已知分别为c0，c1，
…
，c
n
且和待预测容量电池设计相同的电池；(ii)该若干只电池容量的上限和下限值选取为待容量预测电池容量规格的上限值和下限值；(iii)电池满充后，采用电流i0进行恒流放电，放电截止电压分别为u
0,1
，u
1,1
，
…
，u
m,n
，使得u
m,n
截止电压为容量c
n
测试时的截止电压；(iv)读取达到不同放电截止电压所需放电时间t
0,1
，t
1,1
，
…
，t
m,n
；(m,n为正整数)(v)以电池容量c1，c2，
…
，c
n
为横坐标，不同截止电压下放电持续时间t
0,1
，t
1,1
，
…
，t
m,n
为纵坐标作图(或者以时间t为横坐标，容量c为纵坐标作图)，得到capacity与time的曲线，得到函数capacity＝f
voltage
(time)；(vi)对待预测容量电池进行i0恒流放电，截止电压u为[u
0,1
，u
m,n
]区间范围内的设定值，读取达到设定电压所花费的时间time；(vii)将得到的待预测容量电池的放电时间time同capacity
‑
time曲线进行比对，经过函数capacity＝f
voltage
(time)计算得到电池容量，完成容量预测。
[0044]
需要说明的是，针对第二种技术方案具体实现方法中i0，m，n的具体数值，以及待预测电池放电截止电压u的选取，可根据具体的电池进行最优取值选择。
[0045]
下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。
[0046]
在一种可选的实施例中，(i)选取3只容量已知分别为c1＝5.2ah，c2＝5.35ah，c3＝5.45ah且和待预测容量电池设计相同的电池；(ii)电池满充后，采用电流i0＝5.2a进行恒流放电，放电时间间隔见表1，使得i0*t
3,1
＝c1，i0*t
3,2
＝c2，i0*t
3,3
＝c3；(iv)读取不同放电时间结束后静置一定时间t＝0s后电池的电压见表1；(v)以电池容量c1，c2，c3为横坐标，不同时间下电压u为纵坐标作图，得到容量capacity与voltage的曲线，得到函数capacity＝f
time
(voltage)。
[0047]
表1
[0048][0049]
(vi)对待预测容量电池进行i0＝5.2a恒流放电，放电时间见表2，放电结束后静置时间t＝0s后，读取其电压u见表2；(vii)将得到的待预测容量电池的电压u同容量capacity
与voltage的曲线进行比对，经过函数capacity＝f
time
(voltage)计算得到电池容量见表2，完成容量预测；不同放电时间得到的电压最终预测容量的误差不同，可根据具体应用要求确定误差要求，并对放电时间作出不同的设定。
[0050]
表2
[0051][0052]
在另一种可选的实施例中，(i)选取3只容量已知分别为c1＝5.2ah，c2＝5.35ah，c3＝5.45ah且和待预测容量电池设计相同的电池；(ii)电池满充后，采用电流i0＝5.2a进行恒流放电，放电截止电压见表3(截止电压列)，使得u
3,1
为c1，测试时对应截止电压，u
3,2
为c2，测试时对应截止电压u
3,3
为c3，测试时对应截止电压；(iv)读取不同放电截止电压所耗费时间，见表3(放电时间列)；(v)以电池容量c1，c2，c3为横坐标，不同时间下电压u为纵坐标作图，得到容量capacity与voltage的曲线，得到函数capacity＝f
time
(voltage)。
[0053]
表3
[0054][0055]
(vi)对待预测容量电池进行i0＝5.2a恒流放电，放电截止电压见表4，读取其耗费时间见表4；(vii)将得到的待预测容量电池的放电时间time同capacity
‑
time曲线进行比对，经过函数capacity＝f
voltage
(time)计算得到电池容量见表4，完成容量预测；不同放电时间得到的电压最终预测容量的误差不同，可根据具体应用要求确定误差要求，并对截止电压作出不同的设定。
[0056]
表4
[0057][0058]
实施例2
[0059]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池容量的预测装置，图4是根据本发明实施例的电池容量的预测装置的示意图，如图4所示，该电池容量的预测装置包括：第一确定模块42、获取模块44和第二确定模块46。下面对该电池容量的预测装置进行详细说明。
[0060]
第一确定模块42，用于确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取模块44，连接至上述第一确定模块42，用于获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；第二确定模块46，连接至上述获取模块44，用于依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量。
[0061]
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；和/或，上述各个模块以任意组合的方式位于不同的处理器中。
[0062]
在上述实施例中，该电池容量的预测装置可以不需要对电池进行完全的充放电测试，直接采用部分放电数据，预测完全放电时电池的容量，从而实现了有效减少工序时间和设备运行时间，节省时间同时节省电能消耗的技术效果，进而解决了相关技术中在获取电池容量时需要对电池进行完全的充放电测试，导致动力电池生产后工序耗时长，能耗高的技术问题。
[0063]
此处需要说明的是，上述第一确定模块42、获取模块44和第二确定模块46对应于实施例1中的步骤s102至s106，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。
[0064]
可选地，上述第二确定模块42包括：第一处理单元，用于在检测参数为截止电压的情况下，依据截止电压以及容量与截止电压的关联关系，得到待检测电池的容量；和/或，第二处理单元，用于在检测参数为放电时间的情况下，依据放电时间以及容量与放电时间的关联关系，得到待检测电池的容量。
[0065]
可选地，在预定关系包括容量与截止电压的关联关系时，上述第一确定模块42包括：第一获取单元，用于选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定时间放电，获取电池的容量与截止电压的关系曲线；第一得到单元，用于依据电池的容量与截止电压的关系曲线，得到容量与截止电压的关联关系。
[0066]
可选地，在预定关系包括容量与放电时间的关联关系时，上述第一确定模块42包括：第二获取单元，用于选取不同已知容量的电池，以预定电流进行恒流、恒定截止电压放
电，获取电池的容量与放电时间的关系曲线；第二得到单元，用于依据电池的容量与放电时间的关系曲线，得到容量与放电时间的关联关系。
[0067]
可选地，检测参数为截止电压，上述获取模块44包括：第三得到单元，用于对待检测电池以预定电流进行恒流、恒定时间放电，得到待检测电池的截止电压。
[0068]
可选地，检测参数为放电时间，上述获取模块44包括：第四得到单元，用于对待检测电池以预定电流进行恒流、恒定截止电压放电，得到待检测电池的放电时间。
[0069]
实施例3
[0070]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项的电池容量的预测方法。
[0071]
可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，和/或位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上述计算机可读存储介质包括存储的程序。
[0072]
可选地，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行以下功能：确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量实施例4
[0073]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的电池容量的预测方法。
[0074]
本发明实施例提供了一种设备，该设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量。
[0075]
本发明还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：确定电池的预定关系，其中，预定关系包括以下至少之一：容量与截止电压的关联关系、容量与放电时间的关联关系；获取待检测电池的检测参数，其中，检测参数包括以下至少之一：截止电压、放电时间；依据检测参数与预定关系，确定待检测电池的容量。
[0076]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0077]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0078]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0079]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显
示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0080]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0081]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0082]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。