电池监测方法、装置、车辆及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种电池监测方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，安全监测功能作为电池管理系统中最重要的功能之一，在整车网络运行状态下实现电池管理系统对电池单体电压，温度及整个电池系统中烟雾浓度等状态参数的监控，通过逻辑判断，实现电池热失控的预警，但现有的安全监测方案存在缺陷主要有：
3.1)现有的安全监测只能在整车网络工作状态下实现电池自我监测，在时间上存在一定的局限性；
4.2)现有的安全监测运行较长时间后，功耗过大，容易造成低压铅酸电池馈电，影响车辆正常使用；
5.3)现有电池状态监测预警只能在整车运行状态下实现告警触发，当车辆处于静默状态下因预警不及时容易发生电池失控风险，进而对用户造成不可挽回的经济损失。


技术实现要素：

6.本发明提出的一种电池监测方法、装置、车辆及计算机可读存储介质，旨在解决如何实现低功耗的全时电池监测的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供一种电池监测方法，包括以下步骤：
8.获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态；
9.若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值；
10.判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值；
11.若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示。
12.可选地，所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤之前，包括：
13.获取电池模组的历史状态参数；
14.根据所述历史状态参数，确定所述电池模组对应的风险等级；
15.根据所述风险等级，确定所述风险等级对应的预设周期。
16.可选地，所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，包括：
17.确定与所述车辆中电池模组串联的电阻；
18.每隔预设周期监测与所述电阻的电阻电压值；
19.根据所述电阻电压值，确定所述电池模组对应的电压值。
20.可选地，所述若当前周期电压值小于前一周期电压值的步骤之后，还包括：
21.计算所述当前周期电压值与所述前一周期电压值之间的降幅差值；
22.根据所述降幅差值，确定所述车辆的电池管理系统对应的预设开启频率；
23.通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统。
24.可选地，所述通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统的步骤之后，包括：
25.记录所述开启所述电池管理系统对应开启数量；
26.判断所述开启数量是否大于或等于预设次数；
27.若所述开启数量大于或等于预设次数，则停止执行所述通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统的步骤。
28.可选地，所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，还包括：
29.每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的初始电压值，判断所述初始电压值是否为标准电压值；
30.若所述初始电压值不为标准电压值，则将所述初始电压值执行标准化处理，以得到标准化处理后的电压值。
31.可选地，所述将所述初始电压值执行标准化处理，以得到标准化处理后的电压值的步骤，包括：
32.检测所述电池模组中的电芯数量，判断所述电芯数量是否为预设的标准数量；
33.若所述电芯数量不为预设的标准数量，则计算所述初始电压值与所述电芯数量之间的单位电芯电压值；
34.计算所述单位电芯电压值与所述标准数量之间乘积值，将所述乘积值标准化处理后的电压值。
35.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电池监测装置，其特征在于，所述电池监测装置包括：
36.状态判定模块，用于获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态；
37.电压监测模块，用于若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值；
38.异常处理模块，用于判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值；若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示。
39.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电池监测程序，其中：所述电池监测程序被所述处理器执行时实现如上所述的电池监测方法的步骤。
40.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有电池监测程序，所述电池监测程序被处理器执行时实现如上所述的电池监测方法的步骤。
41.本发明中的电池监测方法先通过获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态的步骤，能够精准地确定全车是否已经处于静默的状态。又通过所述若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，能够在不需要开启bms(battery management system，电池管理系统)的情况下，只需要在高压afe(analog front end，模拟前端)采集芯片开启的情况就能够获取到各个电池模组的电压
值，从而判断每个电池模组的运行状态是否正常，极大地降低了车辆的功耗。最后通过判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值的步骤以及若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示的步骤，能够在高压afe发现电压异常的情况下，再全面开启电池管理系统，从而通过电池管理系统全面监测各个电池模组以及每个电池模组中各个电芯的状态，从而进一步核实电池是否发生异常以及具体的异常情形，再发出对应的报警提示以提醒用户和相关技术人员进行检查和维护。上述整个方案只有在高压afe监测出电池模组的电压异常时才全面开启电池管理系统，所使用到的功耗微乎其微，保证了即使全天候24小时对电池进行安全监测也不会导致电池的馈电，并且在监测出异常时能够全面及时地向相关人员进行预警，从而避免对用户造成经济损失。
附图说明
42.图1为本发明实施例方案涉及的车辆的硬件运行环境的终端结构示意图；
43.图2为本发明电池监测方法第一实施例的流程示意图；
44.图3为本发明电池监测方法第一实施例涉及的一种电芯分组示意图；
45.图4为本发明电池监测方法第一实施例涉及的一种电压监测电路示意图；
46.图5为本发明电池监测方法涉及的电池监测装置框架结构图。
具体实施方式
47.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
48.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的车辆的硬件运行环境的终端结构示意图。
49.如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示器(display)、输入单元比如控制面板，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如5g接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括电池监测程序。
50.可选地，终端还可以包括麦克风、扬声器、rf(radio frequency，射频)电路，传感器、音频电路、无线模块等等。其中，传感器比如雷达传感器、轮速传感器、坡度传感器以及其他传感器，在此不再赘述。
51.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
52.如图2所示，图2是本发明电池监测方法第一实施例的流程示意图，在本实施例中，所述方法包括：
53.步骤s10，获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态；
54.车辆的运行状态可以分为工作状态和静默状态，工作状态是指整车网络工作，即车辆行驶时或充电时的状态。而与工作状态对应的则是车辆下电时或处于静默模式时的状
态。
55.步骤s20，若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值；
56.具体地，在一实施例中，所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤之前，包括：
57.步骤a，获取电池模组的历史状态参数；
58.步骤b，根据所述历史状态参数，确定所述电池模组对应的风险等级；
59.步骤c，根据所述风险等级，确定所述风险等级对应的预设周期。
60.如果运行状态是静默状态，每间隔预设周期监测一次车辆中的电池模组对应的电压值。其中，预设周期可以根据实际需要进行设置，优选地，根据每个电池模组的状态参数有关，这里的状态参数是之前电量管理系统监测并记录到的历史状态参数，可以从所有的历史状态参数中提取最新的状态参数，也可以从中提取预设天数的状态参数，将所有的历史状态参数或者提取到的状态参数进行大数据整体分析，确定每个电池模组的健康状态或者每个电芯的健康状态，并根据健康状态评定并输出健康等级，比如健康等级为1，说明电池状态非常良好，健康等级为2，说明电池状态比较良好等。与之对应的也可以输出风险等级。风险等级为1，说明的电池状态非常差，风险等级为2说明电池状态较差。根据健康等级或者风险等级来确定预设周期的长短。例如，当电池状态的风险等级为1，通过查询风险与周期映射表，获取到风险等级为1对应的预设周期为10s。
61.需要说明的是，本实施例中的电池模组包含多个电芯，根据预设组合规则，将车辆中所有的电芯进行编号分组，将各组电芯作为一个电池模组，并对电池模组监测每一组电芯的总电压，这里的电池模组既可以是实体的模组，每组电芯之间可独立封装，也可以是虚拟的模组，即在电池实体上是一个整体，每个电芯并不独立，只是对相邻多个电芯进行总电压的监测，比如编号1-10的电芯作为一组，在电芯1作为监测总电压的正极，电芯10作为监测总电压的负极。
62.如图3所示，图3为本发明电池监测方法第一实施例涉及的一种电芯分组示意图。如图所示，在高压afe端点的正极和负极两端连接有四个电池模组，分别是模组1、模组2、模组3、模组4，其中模组1由cell(电芯)1-cell10组成，共十个电芯。模组2由cell11-cell20组成，共十个电芯。模组3由cell21-cell30组成，共十个电芯。模组4由cell31-cell36组成，共6个电芯。各个电池模组之间分别通过导线
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②
、
③
、
④
、
⑤
串联连接。
63.步骤s30，判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值；
64.需要至少采集获取两个相邻周期的电池模组的电压值才能进行升压还是降压的判断，判断当前周期电池模组的电压值和相邻的前一周期采集的电池模组的电压值的大小即为判断当前电池模组的电压相较于前一周期是升是降还是不变。
65.如果当前周期电压值大于或等于前一周期电压值，则控制高压afe继续监测各个电池模组的电压，不执行其他任何操作。
66.步骤s40，若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示。
67.如果当前周期电压值小于前一周期的电压值，就判定电池模组发生异常，有理由怀疑电池模组中的电芯或者保护电路板等其他辅助电芯更好发挥充、放电功能的器件存在
一些故障或问题，此时就全面唤醒车辆的bms电池管理系统，电池管理系统为了智能化管理及维护各个电池单元(在本发明中主要为各个电芯)，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。其主要对象是二次电池，可用于电动汽车，电瓶车，机器人，无人机等。
68.当电池管理系统开始全面运行，就可以对各个电芯进行监测和分析，比如对各个电芯的单体电压、温度及整个电池系统中烟雾浓度等状态参数进行监测，并通过逻辑判断，实现电池热失控的预警等功能。一旦电池管理系统发现电池系统中确实存在着一些隐患或故障，就可以将分析出的具体隐患或故障类型生成对应的预警提示，并将预警提示发送至厂家云平台以及用户的移动终端，为用户和厂家争取修复故障的时间，最大限度降低车辆的不可逆损毁，避免用户经济损失。
69.在一实施例中，所述若当前周期电压值小于前一周期电压值的步骤之后，还包括：
70.步骤d，计算所述当前周期电压值与所述前一周期电压值之间的降幅差值；
71.步骤e，根据所述降幅差值，确定所述车辆的电池管理系统对应的预设开启频率；
72.步骤f，通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统。
73.如果当前周期电池模组的电压值小于前一周期电池模组的电压值，就计算两者之间的降幅差值，例如当前周期电压值相较于前一周期电压值降低了3v。根据降幅差值，确定车辆的电池管理系统对应的预设开启频率这一步骤可以根据预设公式确定预设开启频率，例如：c＝3-a，其中c表示预设开启频率，单位为分钟；a表示降幅差值，当a＞3时，令a＝3。比如，降幅差值为2v，那么对应的c就等于1min，即每隔一分钟唤醒一次电池管理系统，需要说明的是当每次唤醒电池管理系统，但在电池管理系统对电池进行全面监测却没有发现问题，就会自动又进入休眠。所以为了避免电池管理系统休眠的这段时间高压afe发现存在电池模组的电压异常，而等到电池管理系统因此被唤醒时却发现异常消失的复杂电池隐患情况，就可以按照预设的开启频率对电池管理系统进行多次唤醒，从而避免因复杂电池故障或隐患问题而没有被电池管理系统监测到，导致不可挽回的经济损失，最大程度地保证电池隐患或故障被全面排除。
74.在另一实施例中，所述通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统的步骤之后，包括：
75.步骤g，记录所述开启所述电池管理系统对应开启数量；
76.步骤h，判断所述开启数量是否大于或等于预设次数；
77.步骤i，若所述开启数量大于或等于预设次数，则停止执行所述通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统的步骤。
78.为了防止上述实施例无限地重启电池管理系统，可以限制一定的重启次数，即设定一定的预设次数，其中预设次数可以根据实际需要进行设置，比如3次。在每次电池管理系统每次重启时，都会统计重启次数，即记录开启数量，当开启数量达到或大于预设次数，就不再通过所述预设开启频率继续重复唤醒开启电池管理系统。但当高压afe再次监测出某个电池模组的电压异常，又可以按照预设开启频率开启所述电池管理系统。
79.本发明中的电池监测方法先通过获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态的步骤，能够精准地确定全车是否已经处于静默的状态。又通过所述若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，能够在
不需要开启bms(battery management system，电池管理系统)的情况下，只需要在高压afe(analog front end，模拟前端)采集芯片开启的情况就能够获取到各个电池模组的电压值，从而判断每个电池模组的运行状态是否正常，极大地降低了车辆的功耗。最后通过判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值的步骤以及若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示的步骤，能够在高压afe发现电压异常的情况下，再全面开启电池管理系统，从而通过电池管理系统全面监测各个电池模组以及每个电池模组中各个电芯的状态，从而进一步核实电池是否发生异常以及具体的异常情形，再发出对应的报警提示以提醒用户和相关技术人员进行检查和维护。上述整个方案只有在高压afe监测出电池模组的电压异常时才全面开启电池管理系统，所使用到的功耗微乎其微，保证了即使全天候24小时对电池进行安全监测也不会导致电池的馈电，并且在监测出异常时能够全面及时地向相关人员进行预警，从而避免对用户造成经济损失。
80.进一步地，基于本发明电池监测方法的第一实施例提出本发明电池监测方法的第二实施例，在本实施例中，所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，包括：
81.步骤j，确定与所述车辆中电池模组串联的电阻；
82.步骤k，每隔预设周期监测与所述电阻的电阻电压值；
83.步骤l，根据所述电阻电压值，确定所述电池模组对应的电压值。
84.为了方便对本实施例的理解，可以参照图4，图4为本发明电池监测方法第一实施例涉及的一种电压监测电路示意图。如图所示，图4和图3一样也有模组1、模组2、模组3、模组4四项电池模组，也是分别由线路
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、
②
、
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、
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、
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形成电池模组之间的串联电路，在每个电池模组的两端都配置电阻，其中电阻的电阻值与所述电池模组相对应，电池模组的常规电压越大，相应地电阻的电阻值就越大。bms中的高压afe采集芯片不直接监测电池模组的电压值，而是通过监测两端的电阻的电阻电压来确定其间的电压模组的电压值，从而根据两端的电阻的电阻电压的升降来确定其间的电压模组的电压值的升降，通过监测电阻的电阻电压来确定电压模组的监测方式能够有效避免因电池模组因包含的电芯过多导致电压过大进而导致超过高压afe甚至造成损坏的情况发生，符合安全监测标准。
85.进一步地，基于本发明电池监测方法的第一实施例提出本发明电池监测方法的第三实施例，在本实施例中，所述所述每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值的步骤，还包括：
86.步骤m，每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的初始电压值，判断所述初始电压值是否为标准电压值；
87.步骤n，若所述初始电压值不为标准电压值，则将所述初始电压值执行标准化处理，以得到标准化处理后的电压值。
88.具体地，所述将所述初始电压值执行标准化处理，以得到标准化处理后的电压值的步骤，包括：
89.步骤o，检测所述电池模组中的电芯数量，判断所述电芯数量是否为预设的标准数量；
90.步骤p，若所述电芯数量不为预设的标准数量，则计算所述初始电压值与所述电芯
数量之间的单位电芯电压值；
91.步骤q，计算所述单位电芯电压值与所述标准数量之间乘积值，将所述乘积值标准化处理后的电压值。
92.在本实施例中，可以继续参照图3，在图3中，可以看到模组1、模组2、模组3都包含了10个电芯，而模组4中只有6个电芯，因为电芯总数量的原因，在对电芯进行分组时总容易出现最后的一组的电芯数量无法和其他模组一样多的电芯数量。
93.对应的，在高压afe监测各个电池模组时，至少会有一组是与其他组的电压值差别较大，所以首先高压afe会采集每个电池模组的实际的电压值，即初始电压值，在图3中的模组1、模组2、模组3都是同一的数量电芯，所以其电压值就已经是标准电压值，当检测到它们中电芯的数量是标准数量，就不需要再做其他处理，而模组4则被监测到只有6个电芯，电芯数量为非标准数量，所以需要将模组4的实际电压值除以对应的电芯数量6，就得到了每个电芯的平均电压值，再用平均电压值乘以标准数量，就得到了标准电压值。通过上述标准化电压处理的过程，能够方便对电池模组的电压值进行统一比较和分析，尤其是使用到上文中预设公式的情况下。
94.如图5所示，图5为本发明电池监测方法涉及的电池监测装置框架结构图。此外，本发明还提出一种电池监测装置，所述电池监测装置包括：
95.状态判定模块a10，用于获取车辆的运行状态，判断所述运行状态是否为静默状态；
96.电压监测模块a20，用于若所述运行状态为静默状态，则每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的电压值；
97.异常处理模块a30，用于判断当前周期电压值是否小于前一周期电压值；若当前周期电压值小于前一周期电压值，则开启所述车辆的电池管理系统，所述电池管理系统用于全面监测电池状态，以确定是否发出报警提示。
98.可选地，所述电压监测模块a20，还用于：
99.获取电池模组的历史状态参数；
100.根据所述历史状态参数，确定所述电池模组对应的风险等级；
101.根据所述风险等级，确定所述风险等级对应的预设周期。
102.可选地，所述电压监测模块a20，还用于：
103.确定与所述车辆中电池模组串联的电阻；
104.每隔预设周期监测与所述电阻的电阻电压值；
105.根据所述电阻电压值，确定所述电池模组对应的电压值。
106.可选地，所述异常处理模块a30，还用于：
107.计算所述当前周期电压值与所述前一周期电压值之间的降幅差值；
108.根据所述降幅差值，确定所述车辆的电池管理系统对应的预设开启频率；
109.通过所述预设开启频率开启所述电池管理系统。
110.可选地，所述异常处理模块a30，还用于：
111.记录所述开启所述电池管理系统对应开启数量；
112.判断所述开启数量是否大于或等于预设次数；
113.若所述开启数量大于或等于预设次数，则停止执行所述通过所述预设开启频率开
启所述电池管理系统的步骤。
114.可选地，所述电压监测模块a20，还用于：
115.每隔预设周期监测所述车辆中电池模组对应的初始电压值，判断所述初始电压值是否为标准电压值；
116.若所述初始电压值不为标准电压值，则将所述初始电压值执行标准化处理，以得到标准化处理后的电压值。
117.可选地，所述电压监测模块a20，还用于：
118.检测所述电池模组中的电芯数量，判断所述电芯数量是否为预设的标准数量；
119.若所述电芯数量不为预设的标准数量，则计算所述初始电压值与所述电芯数量之间的单位电芯电压值；
120.计算所述单位电芯电压值与所述标准数量之间乘积值，将所述乘积值标准化处理后的电压值。
121.本发明电池监测装置具体实施方式与上述电池监测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
122.此外，本发明还提出一种车辆，所述车辆包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电池监测程序，所述处理器执行所述电池监测程序时实现如以上实施例所述的电池监测方法的步骤。
123.本发明车辆具体实施方式与上述电池监测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
124.此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括电池监测程序，所述电池监测程序被处理器执行时实现如以上实施例所述的电池监测方法的步骤。
125.本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述电池监测方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
126.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。
127.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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是电视机，手机，计算机，服务器，车机，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
128.在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
129.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
130.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。