蓄电池健康状态确定方法、装置及作业机械与流程

1.本发明涉及蓄电池管理技术领域，尤其涉及一种蓄电池健康状态确定方法、装置及作业机械。


背景技术：

2.随着技术的发展，车辆的各类功能越来越丰富，各类智能化的诊断、联网、24小时监控等功能的实现都需要车辆的蓄电池进行供电和控制，这些功能在带来便利性的同时，用电量也在急剧的增加，特别是车辆在电动化后，新增的功能和消耗的电量在同时激增，在某些情况下，整车即使在休眠状态，也有大量控制器在消耗有限的电量，当前的蓄电池不能无限的增大，这种情况下，给蓄电池补电，避免亏电就成了一个急需解决的问题。对电动车而言，利用整车高压对蓄电池进行充电是一个很好的方案，可以很好的避免蓄电池亏电而造成整车无法启动。当前的主要方案为通过对蓄电池电压进行监控，来检测蓄电池是否亏电，如果发现蓄电池需要进行补电，则唤醒整车，通过整车上高压的方式对蓄电池进行补电。
3.但是，当前的补电方法仅能达到补电的功能，因此如何基于补电过程完成对蓄电池健康状态的获取成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种蓄电池健康状态确定方法、装置及作业机械，用以解决现有技术中蓄电池健康状态确定复杂的缺陷，实现在对电池补电的过程中，快速便捷的完成对蓄电池健康状态的确定。
5.本发明提供一种蓄电池健康状态确定方法，包括：
6.获取蓄电池补电过程中的能量数据；
7.基于预设的所述能量数据与所述蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
8.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述能量数据包括可充电能量和补电能量；
9.对应的，所述获取蓄电池补电过程中的能量数据，包括：
10.获取蓄电池开始补电时刻对应的蓄电池初始电压；
11.基于电压与可充电能量关联关系，根据所述蓄电池初始电压，确定所述蓄电池的可充电能量；
12.根据动力电池的供电参数和电压转换器的转换效率，确定所述蓄电池补电完成时对应的补电能量。
13.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述获取蓄电池开始补电时刻对应的蓄电池初始电压之前，还包括：
14.获取蓄电池出厂状态的充电曲线；
15.根据所述蓄电池出厂状态的充电曲线，建立蓄电池充电时的电压与可充电能量关联关系。
16.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述获取蓄电池出厂状态的充电曲线，包括：
17.通过蓄电池生产商端获取蓄电池出厂状态的充电曲线；和/或；
18.通过对蓄电池出厂状态下充电时的工作曲线进行标定，获取蓄电池出厂状态的充电曲线。
19.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述获取蓄电池补电过程中的能量数据之前，还包括：
20.获取所述蓄电池的当前健康状态；
21.若所述蓄电池的所述当前健康状态对应的数值大于预设健康状态阈值，确定所述蓄电池的当前供电电压；
22.若所述当前供电电压小于预设供电电压阈值，确定动力电池的当前荷电状态值；
23.若所述当前荷电状态值大于预设荷电状态阈值，控制所述动力电池为所述蓄电池进行补电。
24.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述获取蓄电池补电过程中的能量数据，包括：
25.通过电源管理系统和/或车载远程信息处理器，获取蓄电池补电过程中的能量数据。
26.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述通过电源管理系统和/或车载远程信息处理器，获取蓄电池补电过程中的能量数据之前，还包括：
27.基于预设定时唤醒功能，唤醒电源管理系统和/或车载远程信息处理器。
28.根据本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法，所述控制所述动力电池为所述蓄电池进行补电之前，还包括：
29.通过整车控制器控制整车完成自检、上高压和电压转换器使能；
30.当所述自检、上高压和电压转换器使能完成后，控制所述动力电池为所述蓄电池进行补电。
31.本发明还提供一种蓄电池健康状态确定装置，包括：
32.获取模块，用于获取蓄电池补电过程中的能量数据；
33.确定模块，用于基于预设的所述能量数据与所述蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
34.本发明还提供一种作业机械，所述作业机械采用如上述任一项所述蓄电池健康状态确定方法确定车载蓄电池的健康状态。
35.本发明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蓄电池健康状态确定方法的步骤。
36.本发明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蓄电池健康状态确定方法的步骤。
37.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器
执行时实现如上述任一种所述蓄电池健康状态确定方法的步骤。
38.本发明提供的一种蓄电池健康状态确定方法、装置及作业机械，方法通过获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的所述能量数据与所述蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态，使得在对蓄电池的补电过程中便可以根据补电过程中的能量数据，完成对蓄电池健康状态的确定，确定方式简单且便捷。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
40.图1是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定方法的流程示意图之一；
41.图2是图1中的蓄电池健康状态确定方法的原理示意图；
42.图3是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定方法的流程示意图之二；
43.图4是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定装置的结构示意图；
44.图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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，本领域普通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。
46.下面结合图1至图4描述本发明的一种蓄电池健康状态确定方法、装置及作业机械。
47.图1是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定方法的流程示意图之一，图2是图1中的蓄电池健康状态确定方法的原理示意图。
48.如图1所示，本发明实施例提供的一种蓄电池健康状态确定方法，包括以下步骤：
49.101、获取蓄电池补电过程中的能量数据。
50.具体的，获取蓄电池补电过程中的能量数据，可以通过电源管理系统(battery management system，bms)和/或车载远程信息处理器(telematics box，t-box)获取蓄电池补电过程中的能量数据，在本实施例中优选bms的方式获取蓄电池补电过程中的能量数据，下文同样以bms为例进行说明。补电过程包括刚开始充电的时刻到充电完成中的任意时刻，其中能量数据包括了可充电能量和补电能量，可充电能量e1指的是在确定需要对蓄电池进行补电时蓄电池所能够接收的最大能量，补电能量e指的是蓄电池在完成充电即蓄电池达到满电状态时蓄电池内的能量。当然本实施例中以补电能量为充满时的能量为例进行说明，也可以是充电进行中的其他任意时刻，原理相同，不再进行具体一一说明。
51.102、基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据能量数据，确定蓄电池的实时健康状态。
52.在获取到蓄电池的能量数据即可充电能量和补电能量之后，便将其输入预设的能
量数据与健康状态关联关系中，确定出蓄电池的实时健康状态。具体的预设的能量数据与健康状态关联关系是根据补电能量与可充电能量的比值确定出蓄电池的实时健康状态，实时健康状态指的是完成本次充电后的蓄电池的健康状态。在确定折算出蓄电池的健康状态之后，便可以将其存储于电池管理系统即可，以便可以通过电池管理系统可以实时获取蓄电池在不同时间段的健康状态。
53.如图2所示，为完成对蓄电池的补电，其主要部件可以包括：1、动力电池，为系统高压动力来源；2、电池端高压盒，为电池端电力输出的总开关；3、整车端高压盒，为整车端电池输入总开关；4、bms，电池管理系统，该系统具有自唤醒功能，即可以设置一定的时间间隔唤醒工作；5、dcdc，直流电压转换器，可以把直流高压电转换为直流低压电；6、24v电源是整个系统低压部件的供电电源；7、整车控制器，接收bms信号，发送各种控制命令；8、其他控制器，为组成整车的各类控制器。在该系统中，可以清晰看到3种传导链路：高压传导如图2所示实线、低压传导如图2所示由点组成的线和控制传导如图2所示的虚线。24v电池通过动力电池、电池端高压盒、整车端高压盒、dcdc的高压路径实现补电，bms主要负责定时唤醒、唤醒整车控制器、进行电压监控、控制电池端的高压盒、进行电量计算，整车控制器主要实现整车端高压盒控制和dcdc使能，在休眠唤醒状态下，24v电池接受dcdc供给的能量进行补电，在次过程中，同时需要对部分低压附件进行供电，从而实现在补电过程中完成对蓄电池健康状态的确定。
54.本实施例提供的一种蓄电池健康状态确定方法，通过获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态，使得在对蓄电池的补电过程中便可以根据补电过程中的能量数据，完成对蓄电池健康状态的确定，确定方式简单且便捷。
55.进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中获取蓄电池补电过程中的能量数据，确定可充电能量e1具体可以是，获取蓄电池开始补电时刻对应的蓄电池初始电压u；基于电压与可充电能量关联关系，根据蓄电池初始电压u，确定蓄电池的可充电能量e1。而电压与可充电能量关联关系可以是在获取蓄电池开始补电时刻对应的蓄电池初始电压之前，先获取蓄电池出厂状态的充电曲线；例如，可以是通过蓄电池生产商端获取蓄电池出厂状态的充电曲线；和/或；通过对蓄电池出厂状态下充电时的工作曲线进行标定，获取蓄电池出厂状态的充电曲线。然后根据蓄电池出厂状态的充电曲线，建立蓄电池充电时的电压与可充电能量关联关系，并将其存储于bms中，以便通过bms快速的完成根据电压确定出可充电能量e1。
56.确定补电能量e具体可以是，根据动力电池的供电参数和电压转换器的转换效率，确定蓄电池补电完成时对应的补电能量e，动力电池的供电参数包括供电电压和供电电流。也就是从蓄电池开始补电，此时bms需要对动力电池端输出功率进行累计，并持续的把每个时刻消耗的功率进行累加，该过程持续的进行，直到蓄电池补电达到满充状态，结束该过程。在补电的同时，bms利用动力电池的电压和电流传感器，计算补电消耗的电量，并结合蓄电池初始电压、结束电压、蓄电池的补电量三个参数进行蓄电池容量的估计，并折算为蓄电池的健康状态。具体蓄电池的补电能量e可以依据式(1)进行计算：
57.58.其中，pack指动力电池，动力电池的电压u
pack
和电流i
pack
输出为动力电池的总功率，η
dcdc
为电压转换器即dcdc转换器把直流高压转换为直流低压的转换效率，该效率为常数，pc为蓄电池给各个控制器给点的功率损失，在唤醒补电的情境下，该值为一实验常数。
59.图3是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定方法的流程示意图之二。
60.如图3所示，本实施例中的蓄电池健康状态确定方法，包括以下步骤：
61.301、获取蓄电池的当前健康状态。
62.例如，通过bms获取蓄电池的当前健康状态值，bms具有定时自动唤醒的功能，可以执行离线均衡、监控高压电池中各电芯的电压和温度等信息，同时，可以利用bms获得蓄电池给bms端的供电电压，而用来电控蓄电池的电量。当前健康状态值与实时健康状态的区别是当前健康状态为实时健康状态的上一时刻对应的健康状态。
63.bms具有自唤醒功能即预设定时唤醒功能，也就是例如每间隔30s进行一次bms的唤醒，从而不必使得bms一直处于工作状态，也能降低一定的能耗，可以参照bms固有的定时唤醒策略进行唤醒，不需要单独为此补电过程设置唤醒时间，唤醒后获取存储在bms中的蓄电池健康状态(初值为100％)，如果蓄电池健康状态低于预设健康状态阈值(该阈值为蓄电池供应商提供，作为蓄电池更换的标准)，则证明蓄电池健康状态过低，此时发出蓄电池更换提醒标志，没有必要进行补电操作，结束流程。
64.302、若蓄电池的当前健康状态对应的数值大于预设健康状态阈值，确定蓄电池的当前供电电压。
65.若获取到蓄电池的当前健康状态值大于预设健康状态阈值，表明蓄电池健康状态完好，可以正常使用，然后则确定蓄电池对bms的供电电压，如果供电电压大于预设供电电压阈值(该阈值可标定，参考值设定为20v)，表明此时的蓄电池电量充足，无需进行补电。
66.303、若当前供电电压小于预设供电电压阈值，确定动力电池的当前荷电状态值。
67.若当前供电电压小于预设供电电压阈值，则证明蓄电池需要补电，此时获取动力电池的电池荷电状态(state of charge，soc)，如果动力电池的soc低于预设荷电状态阈值(该阈值可标定，参考值设定为20％soc),表明此时的动力电池处于缺电状态，则无法进行补电。
68.304、若当前荷电状态值大于预设荷电状态阈值控制动力电池为蓄电池进行补电。
69.若当前荷电状态值大于预设荷电状态阈值，表明此时的动力电池电量充足，符合补电需求，便可以发送补电信号至整车控制器，从而进行补电操作，实现控制动力电池为蓄电池进行补电。
70.而为了补电过程的安全，在进行补电之前需通过整车控制器控制整车完成自检、上高压和电压转换器使能；当自检、上高压和电压转换器使能完成后，通知bms可以进行补电，控制动力电池为蓄电池进行补电，同样在补电过程中若发生严重的整车故障，补电流程终止，只有在确定安全的前提下，才能够进行补电操作。
71.305、获取蓄电池补电过程中的能量数据。
72.306、基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据能量数据，确定蓄电池的实时健康状态。
73.其中，关于步骤305和306，在上述实施例对应的步骤101和102中已经做了详尽的说明，因此，在本实施例中不再进行具体阐述。而在蓄电池的健康状态完成更新以后，便可
以发送补电完成信号，然后便可以控制bms进行休眠，此时的整车控制器也便可以进行休眠。
74.基于同一总的发明构思，本技术还保护一种蓄电池健康状态确定装置，下面对本发明提供的蓄电池健康状态确定装置进行描述，下文描述的蓄电池健康状态确定装置与上文描述的蓄电池健康状态确定方法可相互对应参照。
75.图4是本发明实施例提供的蓄电池健康状态确定装置的结构示意图。
76.如图4所示，本发明实施例提供的一种蓄电池健康状态确定装置，包括：
77.获取模块41，用于获取蓄电池补电过程中的能量数据；
78.确定模块42，用于基于预设的能量数据与蓄电池的健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
79.本实施例提供的一种蓄电池健康状态确定装置，通过获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的能量数据与健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态，使得在对蓄电池的补电过程中便可以根据补电过程中的能量数据，完成对蓄电池健康状态的确定，确定方式简单且便捷。
80.进一步的，本实施例中的所述能量数据包括可充电能量和补电能量；
81.对应的，所述获取模块41，具体用于：
82.获取蓄电池开始补电时刻对应的蓄电池初始电压；
83.基于电压与可充电能量关联关系，根据所述蓄电池初始电压，确定所述蓄电池的可充电能量；
84.根据动力电池的供电参数和电压转换器的转换效率，确定所述蓄电池补电完成时对应的补电能量。
85.进一步的，所述获取模块41，具体还用于：
86.获取蓄电池出厂状态的充电曲线；
87.根据所述蓄电池出厂状态的充电曲线，建立蓄电池充电时的电压与可充电能量关联关系。
88.进一步的，所述获取模块41，具体还用于：
89.通过蓄电池生产商端获取蓄电池出厂状态的充电曲线；和/或；
90.通过对蓄电池出厂状态下充电时的工作曲线进行标定，获取蓄电池出厂状态的充电曲线。
91.进一步的，本实施例中，还包括补电判定模块，用于：
92.获取蓄电池的当前健康状态；
93.若所述蓄电池的当前健康状态对应的数值大于预设健康状态阈值，确定所述蓄电池的当前供电电压；
94.若所述当前供电电压小于预设供电电压阈值，确定动力电池的当前荷电状态值；
95.若所述当前荷电状态值大于预设荷电状态阈值，控制所述动力电池为所述蓄电池进行补电。
96.进一步的，本实施例中的补电判定模块，具体用于：
97.通过电源管理系统和/或车载远程信息处理器，获取蓄电池补电过程中的能量数据。
98.进一步的，本实施例汇总还包括唤醒模块，用于：
99.基于预设定时唤醒功能，唤醒电源管理系统和/或车载远程信息处理器。
100.进一步的，本实施例中的补电判定模块，具体还用于：
101.通过整车控制器控制整车完成自检、上高压和电压转换器使能；
102.当所述自检、上高压和电压转换器使能完成后，控制所述动力电池为所述蓄电池进行补电。
103.图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
104.如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communications interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行蓄电池健康状态确定方法，该方法包括：获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
105.本技术还保护一种作业机械，所述作业机械采用如上述任一实施例的蓄电池健康状态确定方法确定作业机械的车载蓄电池健康状态。
106.此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
107.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的蓄电池健康状态确定方法，该方法包括：获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
108.又一方面，本发明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以执行上述各提供的蓄电池健康状态确定方法，该方法包括：获取蓄电池补电过程中的能量数据；基于预设的能量数据与蓄电池健康状态的关联关系，根据所述能量数据，确定所述蓄电池的实时健康状态。
109.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
110.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
111.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。