CN108107364B - 一种检测电池的方法及装置 - Google Patents

一种检测电池的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108107364B
CN108107364B CN201611061379.2A CN201611061379A CN108107364B CN 108107364 B CN108107364 B CN 108107364B CN 201611061379 A CN201611061379 A CN 201611061379A CN 108107364 B CN108107364 B CN 108107364B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
difference
soc
low
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611061379.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108107364A (zh
Inventor
张光辉
郑岳久
周龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201611061379.2A priority Critical patent/CN108107364B/zh
Publication of CN108107364A publication Critical patent/CN108107364A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108107364B publication Critical patent/CN108107364B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种检测电池的方法及装置，方法包括：计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为电池单体的差异电压，对差异电压进行低通滤波得到差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、电池单体的差异开路电压，以及SOC‑OCV关系曲线，计算得到电池单体的SOC差异；根据电池单体的标定容量和SOC差异，计算电池单体的电量差异，对电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果；根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据电池单体对时间的平均电压以及漏电流计算内短路电阻的大小。采用本发明，可实现对微弱短路电池单体的探测和识别。

Description

一种检测电池的方法及装置
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种检测电池的方法及装置。
背景技术
由于电动汽车和混合动力电动汽车的快速发展，高性能二次电池吸引了越来越多人的关注，锂离子电池具有使用寿命长、能量密度高、绿色环保等优点，因而被广泛应用。但是近几年来，有关锂离子电池引发各种事故如火灾的报道也频繁出现。这些事故发生的原因基本上都与电池短路有关。因而电池安全性问题是电动汽车能否被大众所接受的关键问题。从电池的角度来说，其安全性问题主要包括过热，过充电，过放电和短路以及机械破坏等几种方式。其中热失控是电池安全问题的最终表现形式。热失控由高温引起，而导致高温的主要方式除了环境因素外，电池内部因素主要是由强烈内短路引起。
锂离子电池在生产过程中因制造工艺不当或使用过程中因一些特殊的原因如机械振动、高温、低温、过充、过放等恶劣场景的诱发，使得隔膜功能失去防止电子通过的能力，从而造成了电池的内短路。引起内短路的方式非常多，主要包括：滥用引起的内短路和先天性引发内短路。前者主要是由使用环境导致的，包括机械滥用(如穿刺、挤压)，电滥用(过充电、过放电)，热滥用(高温)以及其相互耦合滥用(如低温充电)；而后者主要是由于制造上的缺陷引起，其内短路在最终发展成为热失控事故之前，会经历很长的时间，通常需要数百小时，初期现象不显著，但后期可导致热失控。由于在前期比较难以发觉，很难被探测，而且在诊断过程中容易与电池的不一致性增加、螺栓松动等问题混淆，如果不能在早期及时探测发现内短路问题，任其演化可能会导致着火、甚至热失控等严重的安全问题。
发明内容
本发明实施例提供一种检测电池的方法及装置，可实现对微弱短路电池单体的探测和识别。
本发明第一方面提供了一种检测电池的方法，包括：
计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果；
根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流；根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
通过对电池单体的电压差异进行低通滤波得到开路电压差异，进一步在考虑电池单体容量相近的情况下估计电池单体的电量差异，利用多次估计的电池电量差异的滤波结果，通过最小二乘法计算电池单体的漏电流，进而利用平均电压计算内短路电阻的大小。可以在任何工况下，电池组尚未发生严重的内短路时前提前检测到微小的内短路，并给出定量结果，从而达到提前预防的目的，避免着火或热失控等严重安全问题的发生，保证电池组运行的安全性和人身财产的安全性。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。
使用对于差异电压实时计算，其他估计则周期性进行，可以充分发挥电池管理***的性能，在确保***承载压力合理的情况下，实现对电池组中电池单体的准确检测。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
通过低通滤波的方式得到电池单体的差异开路电压，可以为后续SOC差异的估计作好准备。
结合第一方面或结合第一方面第一或第二种的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
通过以上低通滤波的方式得到电池单体的差异开路电压，结果更加准确，利于提升最终内电阻估计的准确度。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异，具体包括:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
电池单体电压变化与SOC变化不存在对应关系，但是在本发明实施例中，通过将电池单体电压转化为其与电池组平均电压的差异，即得到电池单体的差异电压，并利用低通滤波近似得到电池单体的差异开路电压，结合SOC-OCV曲线进一步可以得到电池单体的SOC差异。从而将电池单体的电压变化与SOC变化建立起了对应关系，为后续电量差异、漏电流以及内电阻计算建立了基础。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，在记录低频滤波的结果时，分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
通过计算并记录电池单体的多次电量差异变化，可以为漏电流的计算提供基础数据。
结合第一方面的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，具体根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000041
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000042
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000043
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
利用最小二乘法拟合得到电池单体的漏电流，从而可以非常简便的利用平均电压比漏电流从而得到电池单体的内电阻大小，从而根据内电阻大小确定该电池单体是否发生内短路。
本发明第二方面提供了一种装置，包括：
第一计算单元，用于计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
第二计算单元，用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波；
记录单元，用于记录低频滤波的结果；
第三计算单元，用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述第一计算单元用于对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压时，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
结合第二方面或结合第二方面的第一或第二种的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述第一计算单元用于对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述第一计算单元用于基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异时，具体用于:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第五种可能的实现方式中，所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，所述第二计算单元用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第六种可能的实现方式中，所述第二计算单元用于对所述电池单体的电量差异进行低频滤波时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第七种可能的实现方式中，所述记录单元在记录低频滤波的结果时，具体用于：
分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
结合第二方面的实现方式，在第二方面第八种可能的实现方式中，所述第三计算单元用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流时，具体根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000061
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000062
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000063
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
本发明实施例第三方面提供了一种装置，包括：
处理器、存储器、接口电路及总线，所述处理器、存储器、接口电路通过总线连接，其中，所述接口电路用于所述装置与其他装置通信及传输数据，所述存储器用于存储一组程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，执行以下操作：
计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果；
根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第一种可能的实现方式中，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第二种可能的实现方式中，所述处理器对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压时，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
结合第三方面或结合第三方面的第一或第二种的实现方式，在第三方面第三种可能的实现方式中，所述处理器对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第四种可能的实现方式中，所述处理器基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异时，具体用于:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第五种可能的实现方式中，所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，所述处理器根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第六种可能的实现方式中，所述处理器对所述电池单体的电量差异进行低频滤波时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第七种可能的实现方式中，所述处理器在在指示存储器记录低频滤波的结果时，分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
结合第三方面的实现方式，在第三方面第八种可能的实现方式中，所述处理器根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流时，具体根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000091
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000092
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000093
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
本发明实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一组程序代码，用于执行如本发明第一方面任一实现方式所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1为本发明第一实施例检测电池的方法流程示意图；
图2为本发明第一实施例检测电池的装置的组成示意图；
图3为本发明第二实施例检测电池的装置的组成示意图。
具体实施方式
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、***、产品或装置没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或装置固有的其它步骤或单元。
本发明的实施例的主要内容是在任意工况特别是在电池使用的动态工况下，对电池组可能产生的微短路进行提前探测。由于自身引发的内短路演化是个渐进过程，为了提前预警，因此检测电池的方法能探测越微弱的内短路为越佳，同时该方法应尽可能覆盖整个演化过程的内短路程度探测。此外，需要保证低的误报率，尽可能高的精度，以及尽可能短的辨识时间。
本发明的实施例应用的场景中可包括电池组和检测电池的装置，电池组可以包括一个以上的电池单体，检测电池的装置可用于检测电池组中电池单体的短路情况。其输入主要包括但不限于荷电状态(State of Charge，SOC)和开路电压(Open circuit voltageOCV)的关系曲线，电池单体的电压，电池组的平均SOC，电池单体的标定容量，电池组当前工作状态和全局的时钟输入，输出可以为电池单体的内短路阻值或直接输出短路提醒消息。
下面结合具体地实施例，对本发明的检测电池的方法进行详细描述。
请参见图1，为本发明第一实施例检测电池的方法流程示意图，该方法包括：
S101、计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及SOC和OCV的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异。
可选地，电池组平均电压计算方法如下：
Figure BDA0001160948240000101
其中，U为电池组平均电压，n为电池单体个数，U总为电池组总电压。
对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压的原理为：
差异电压可以看作差异开路电压和差异内阻作用的结果，其表达式为：
ΔUi(kT)＝ΔEi(kT)-ΔRi·I(kT)
T为预设周期，k为周期序号，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为差异开路电压，ΔRi为差异内阻，而I(kT)为电流，对等式两边分别取低频滤波，得到：
Lowfilter(ΔUi(kT))＝Lowfilter(ΔEi(kT)-ΔRi·I(kT))
其中，Lowfilter()为低通滤波运算，考虑到ΔEi为差异开路电压，即为电池间开路电压的相对值，其相对变化是非常缓慢的，因此是一个低频信号量，在低通滤波前后的结果应是近似相等的，因此有
Lowfilter(ΔUi(kT))＝ΔEi(kT)-Lowfilter(ΔRi·I(kT))
当电流是高频动态值时，有：
Lowfilter(ΔRi·I(kT))≈0
则
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
而当电流有低频分量时，即电流处于接近恒流时，
Lowfilter(ΔRi·I(kT))≈ΔRi·Ic
其中Ic为电流的恒流量，则
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))-ΔRi·Ic
由于Ic为电流的恒流量，在恒流充电等情况下保持不变，因此在计算差异开路电压变化时，以上两种情况有统一的结果，即
ΔEi(kT1)-ΔEi(kT2)≈Lowfilter(ΔUi(kT1))-Lowfilter(ΔUi(kT2))
从而通过差异电压低通滤波即可近似得出差异开路电压。其中滤波采用方法如下：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。可选地，在本发明实施例中，可以取α＝0.00001。
而基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异，具体可以包括:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
电池单体电压变化与SOC变化不存在对应关系，但是在本发明实施例中，通过将电池单体电压转化为其与电池组平均电压的差异，即得到电池单体的差异电压，并利用低通滤波近似得到电池单体的差异开路电压，结合SOC-OCV曲线进一步可以得到电池单体的SOC差异。其中的关键点在于对电池单体的差异电压进行低通滤波实现电池单体的差异开路电压的估计。
S102、根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果。
可选地，可以近似认为电池组中的各个电池单体的容量相同，均为标定容量。再利用电池单体的SOC差异变化与电池单体的容量作积，就可以得出电池单体的电量差异，其具体可以根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
然后，可以对电量差异进行低频滤波。
对所述电池单体的电量差异进行低频滤波，具体可以根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。在本发明实施例中，可以取β＝0.0001。
低频滤波完成后，可以将低频滤波得到的结果进行记录和保存。
可选地，在记录低频滤波的结果时，可以分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
例如，在本发明实施例中，最大记录次数可以为N＝20，即保存20次电池单体的电量差异信息，当电池单体的电量差异记录数大于20时，估计的结果按最近20次记录，将20次之前所估计的电池单体的电量差异结果擦除。如果估计结果以每隔3分钟的周期进行，则记录的最大时间为1小时，当时长大于1小时后，估计的结果按最近1小时的结果计算。
S103、根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
可选地，在计算漏电流时，具体可以根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000121
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000122
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000123
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
可选地，可以为计算得到的漏电流小于0的值进行修正。
漏电流中小于0或非常接近于0的漏电流置零处理具体可根据如下公式进行：
Id,i＝0if(Id,i＜ε)
其中，Id,i为漏电流，ε为接近于0的值。
当得到漏电流之后，就可以根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小，具体可根据如下方式进行计算：
首先计算电池单体对时间的平均电压，再利用平均电压比漏电流得到电池单体的内短路电阻，当漏电流为0时，内短路电阻取为无穷，即无内短路发生。在本发明实施例中，首先将得到电池单体的电压对时间的近似平均值，其结果记为UM，则内短路电阻为：
Figure BDA0001160948240000131
RISC为内短路电阻，Inf代表无短路情况。
其中电池单体对时间的平均电压的近似值UM的计算方法为：
UM(kT)＝γ·U(kT)+(1-γ)·UM((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，UM(kT)为第k个周期的电池单体的电压近似平均值，UM((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体电压的近似平均值，U(kT)为第k个周期的单体电池的电压值，而γ为滤波系数，在本发明实施例中，可以取γ＝0.00001。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。例如在本发明实施例中，可以采用3分钟作为执行周期，预设周期的设定取决于电池管理***(Battery Management System，BMS)的硬件运算和存储能力，以及对实时响应的平衡。当***硬件运算能力较强且实时响应速度较快时，可以设定更小的周期进行估计和计算，当***的存储能力较强时，可以记录更多的电量差异低频滤波的结果来进行最小二乘法估计以得到更加精准的漏电流，最终提升内电阻检测的精准度。
且以上仅对电池组中的一个电池单体的检测过程和方法进行了描述，对于电池组中的其他电池单体，同样可以使用上述过程和方法进行检测。且具体在检测时，可以依次对每个电池单体分别进行检测，也可以根据BMS的硬件能力同时对多个甚至所有电池单体进行同时检测，从而提升电池检测的效率。
本发明实施例的检测电池的方法，通过对电池单体的电压差异进行低通滤波得到开路电压差异，进一步在考虑电池单体容量相近的情况下估计电池单体的电量差异，利用多次估计的电池电量差异的滤波结果，通过最小二乘法计算电池单体的漏电流，进而利用平均电压计算内短路电阻的大小。可以在任何工况下，电池组尚未发生严重的内短路时前提前检测到微小的内短路，并给出定量结果，从而达到提前预防的目的，避免着火或热失控等严重安全问题的发生，保证电池组运行的安全性和人身财产的安全性。
请参见图2，为本发明第一实施例装置的组成示意图，本发明实施例装置包括：
第一计算单元，用于计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
第二计算单元，用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波；
记录单元，用于记录低频滤波的结果；
第三计算单元，用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
可选地，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。
可选地，所述第一计算单元100用于对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压时，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
可选地，所述第一计算单元100用于对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
可选地，所述第一计算单元100用于基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异时，具体用于:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
可选地，所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，所述第二计算单元200用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
所述第二计算单元200用于对所述电池单体的电量差异进行低频滤波时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
可选地，所述记录单元300在记录低频滤波的结果时，具体用于：
分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
可选地，所述第三计算单元400用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流时，具体根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000161
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000162
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000163
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
需要说明的是，以上第一计算单元100、第二计算单元200、记录单元300及第三计算单元400可以独立存在，也可以集成设置，且以上装置实施例中区第一计算单元100、第二计算单元200、记录单元300或第三计算单元400可以以硬件的形式独立于装置的处理器单独设置，且设置形式可以是微处理器的形式；也可以以硬件形式内嵌于装置的处理器中，还可以以软件形式存储于装置的存储器中，以便于装置的处理器调用执行以上第一计算单元100、第二计算单元200、记录单元300及第三计算单元400对应的操作。且第一计算单元100、第二计算单元200和第三计算单元300可以集成在同一个模块中，也可以分开独立设置，本发明实施例不作任何限定。
例如，在本发明装置的第一实施例(图2所示的实施例)中，第一计算单元100可以为装置的处理器，而第二计算单元200、记录单元300及第三计算单元400的功能可以内嵌于该处理器中，也可以独立于处理器单独设置，也可以以软件的形式存储于存储器中，由处理器调用实现其功能。以上处理器可以为中央处理单元(CPU)、微处理器、单片机等。且记录单元300也可以为装置的存储器。
请参见图3，为本发明第二实施例装置的组成示意图，该装置包括：
处理器110、存储器120、接口电路130及总线140，所述处理器110、存储器120、接口电路130通过总线140连接，其中，所述接口电路130用于所述装置与其他装置通信及传输数据，所述存储器120用于存储一组程序代码，所述处理器110用于调用所述存储器120中存储的程序代码，执行以下操作：
计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果；
根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小。
可选地，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电量单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算根据预设周期进行。
可选地，所述处理器110所述处理器对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压时，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
可选地，所述处理器110所述处理器对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
可选地，所述处理器110基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异时，具体用于:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述单体单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异。
可选地，所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，所述处理器110根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异。
可选地，所述处理器110对所述电池单体的电量差异进行低频滤波时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
所述处理器110在指示存储器120记录低频滤波的结果时，分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
可选地，所述处理器110根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流时，具体根据以下公式进行计算：
Figure BDA0001160948240000181
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure BDA0001160948240000182
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure BDA0001160948240000183
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
本实施例中介绍的装置可以用以实施本发明结合图1介绍的方法实施例中的部分或全部流程，以及执行本发明结合图2介绍的装置实施例中的部分或全部功能，在此不再赘述。
在一个或多个实例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则功能可作为一个或多个指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体而发送，且通过基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包含计算机可读存储媒体(其对应于例如数据存储媒体等有形媒体)或通信媒体，通信媒体包含(例如)根据通信协议促进计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。以此方式，计算机可读媒体大体上可对应于(1)非瞬时的有形计算机可读存储媒体，或(2)例如信号或载波等通信媒体。数据存储媒体可为可由一个或多个计算机或一个或多个处理器存取以检索指令、代码及/或数据结构以用于实施本发明中所描述的技术的任何可用媒体。计算机程序产品可包含计算机可读媒体。
通过实例而非限制，某些计算机可读存储媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置、快闪存储器，或可用以存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。而且，任何连接可适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)而从网站、服务器或其它远程源发送指令，则同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)包含于媒体的定义中。然而，应理解，计算机可读存储媒体及数据存储媒体不包含连接、载波、信号或其它瞬时媒体，而是有关非瞬时有形存储媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式复制数据，而光盘通过激光以光学方式复制数据。以上各物的组合还应包含于计算机可读媒体的范围内。
可由例如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指代前述结构或适于实施本文中所描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，可将本文中所描述的功能性提供于经配置以用于编码及解码的专用硬件及/或软件模块内，或并入于组合式编解码器中。而且，所述技术可完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
本发明的技术可以广泛地由多种装置或设备来实施，所述装置或设备包含无线手持机、集成电路(IC)或IC集合(例如，芯片组)。在本发明中描述各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所揭示技术的装置的功能方面，但未必要求通过不同硬件单元来实现。确切地说，如上文所描述，各种单元可组合于编解码器硬件单元中，或通过交互操作性硬件单元(包含如上文所描述的一个或多个处理器)的集合结合合适软件及/或固件来提供。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
另外，本文中术语“***”和“网络”在本文中常可互换使用。应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，仅仅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***，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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种检测电池的方法，其特征在于，包括：
计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波并记录低频滤波的结果；
根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小；
基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异，具体包括:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述电池单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异；
所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异；
根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，具体根据以下公式进行计算：
Figure FDA0002390691850000021
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure FDA0002390691850000022
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure FDA0002390691850000023
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电池单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算，都是根据预设周期进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在记录低频滤波的结果时，分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
7.一种检测电池的装置，其特征在于，包括：
第一计算单元，用于计算电池组中电池单体的电压与电池组平均电压的差异作为所述电池单体的差异电压，对所述差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压，基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异；
第二计算单元，用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异，对所述电池单体的电量差异进行低频滤波；
记录单元，用于记录低频滤波的结果；
第三计算单元，用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流，根据所述电池单体对时间的平均电压以及所述漏电流计算内短路电阻的大小；
所述第一计算单元用于基于电池组平均荷电状态、所述电池单体的差异开路电压，以及荷电状态(SOC)和开路电压(OCV)的SOC-OCV关系曲线，计算得到所述电池单体的SOC差异时，具体用于:
将电池组的平均SOC在SOC-OCV关系曲线上进行插值，得到电池组的平均OCV；
在电池组的平均OCV的基础上加上所述电池单体的差异开路电压，得到所述电池单体的OCV；
将所述电池单体的OCV在SOC-OCV曲线上插值得到所述电池单体的SOC；
用所述电池单体的SOC减去电池组的平均SOC，得到所述电池单体的SOC差异；
所述电池组中每个电池单体的容量均为标定容量，所述第二计算单元用于根据所述电池单体的标定容量和SOC差异，计算所述电池单体的电量差异时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,i＝C·ΔSOCi
其中，Cd,i为电池单体i的电量差异，C为标定容量，ΔSOCi为电池单体i的SOC差异；
所述第三计算单元用于根据最近记录的预设次数的低频滤波的结果，采用最小二乘法将所述预设次数的低频滤波的结果进行线性拟合得到漏电流时，具体根据以下公式进行计算：
Figure FDA0002390691850000041
其中，Id为漏电流，ti为记录时间，
Figure FDA0002390691850000042
为记录时间平均值，Cd,f,i为记录的电池单体的电量差异的低频滤波的结果，
Figure FDA0002390691850000043
为记录的电池单体的电量差异的低频滤波结果的平均值。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电池单体的差异电压实时计算，所述电池单体的差异开路电压计算，所述电池单体的SOC差异计算，所述电池单体的电量差异的计算、低频滤波与结果记录，以及所述电池单体的内短路电阻计算，都是根据预设周期进行。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元用于对所述电池单体的差异电压进行低通滤波得到所述电池单体的差异开路电压时，具体根据以下公式进行计算：
ΔEi(kT)≈Lowfilter(ΔUi(kT))
其中，ΔUi(kT)为电池单体i的差异电压，ΔEi(kT)为电池单体i的差异开路电压，T为预设周期，k为周期序号，Lowfilter()为低通滤波运算。
10.如权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元用于对所述差异电压进行低通滤波时，具体根据以下公式进行计算：
ΔUf(kT)＝αΔU(kT)+(1-α)ΔUf((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，ΔUf(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔUf((k-1)T)为第k-1个周期的电池单体的差异电压的低通滤波值，ΔU(kT)为第k个周期的电池单体的差异电压，α为滤波系数。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元用于对所述电池单体的电量差异进行低频滤波时，具体根据以下公式进行计算：
Cd,f(kT)＝β·Cd(kT)+(1-β)·Cd,f((k-1)T)
其中，T为预设周期，k为周期序号，Cd,f(kT)为第k个周期的电量差异的低频滤波值，Cd,f((k-1)T)为第k-1个周期的电量差异的滤波值，Cd(kT)为第k个周期的电量差异，β为滤波系数。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述记录单元在记录低频滤波的结果时，具体用于：
分配n*N的容量空间用于记录电量差异的低频滤波结果，其中，n为电池组中的电池单体数量，N为记录次数。
CN201611061379.2A 2016-11-24 2016-11-24 一种检测电池的方法及装置 Active CN108107364B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611061379.2A CN108107364B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种检测电池的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611061379.2A CN108107364B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种检测电池的方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108107364A CN108107364A (zh) 2018-06-01
CN108107364B true CN108107364B (zh) 2020-07-14

Family

ID=62204549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611061379.2A Active CN108107364B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种检测电池的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108107364B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3722821A1 (en) * 2019-04-08 2020-10-14 Dongguan NVT Technology Co., Ltd. Methods, apparatuses, and storage media for calculating short-circuit current of battery
WO2019166035A2 (zh) * 2019-06-17 2019-09-06 广东恒翼能科技有限公司 一种锂电池内短路电压电流异常检测方法及***
KR20210004646A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 주식회사 엘지화학 배터리 셀 진단 장치 및 방법
CN110376530B (zh) * 2019-08-08 2020-06-30 清华大学 电池内短路检测装置及方法
KR20210031336A (ko) 2019-09-11 2021-03-19 주식회사 엘지화학 배터리 진단 장치 및 방법
CN112557905B (zh) * 2019-09-25 2021-12-07 比亚迪股份有限公司 电池组及其数据处理方法、计算机设备、介质和车辆
CN111208439B (zh) * 2020-01-19 2021-10-22 中国科学技术大学 一种串联锂离子电池组微短路故障定量检测方法
CN111537885B (zh) * 2020-04-23 2021-08-13 西安交通大学 一种串联电池组的多时间尺度短路电阻估计方法
CN111505518B (zh) * 2020-06-03 2021-07-27 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种热电池单体电池片串粉程度的检测方法
CN111913113A (zh) * 2020-07-14 2020-11-10 蜂巢能源科技有限公司 电芯内短路识别方法、装置、存储介质及电子设备
CN112858931A (zh) * 2021-02-01 2021-05-28 重庆峘能电动车科技有限公司 电芯健康监测方法、终端设备及***
US20220352737A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-03 GM Global Technology Operations LLC Thermal runaway prognosis by detecting abnormal cell voltage and soc degeneration
CN113996562A (zh) * 2021-11-23 2022-02-01 格林美股份有限公司 一种基于伏安特性曲线的电池分选方法、装置及电子设备
CN115508718B (zh) * 2022-11-17 2023-03-21 中创新航科技股份有限公司 一种动力电池自放电的监测方法及装置
CN117907844B (zh) * 2024-03-19 2024-07-12 中国汽车技术研究中心有限公司 电池***内短路异常检测方法、电子设备及介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317810A (ja) * 2002-04-18 2003-11-07 Toyota Motor Corp 電池の特性評価方法
CN103344922A (zh) * 2013-07-12 2013-10-09 清华大学 混合电动车电池单体荷电状态差异检测方法
CN103367821A (zh) * 2009-12-14 2013-10-23 三星Sdi株式会社 控制二次电池的短路电阻的方法
CN104078717A (zh) * 2014-06-24 2014-10-01 清华大学 电池内短路的测试装置及触发方法
CN104614630A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 清华大学 一种电池微短路的识别方法
CN104617330A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 清华大学 电池微短路的识别方法
CN106154172A (zh) * 2016-06-17 2016-11-23 清华大学 锂离子动力电池内短路程度的定量估算方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317810A (ja) * 2002-04-18 2003-11-07 Toyota Motor Corp 電池の特性評価方法
CN103367821A (zh) * 2009-12-14 2013-10-23 三星Sdi株式会社 控制二次电池的短路电阻的方法
CN103344922A (zh) * 2013-07-12 2013-10-09 清华大学 混合电动车电池单体荷电状态差异检测方法
CN104078717A (zh) * 2014-06-24 2014-10-01 清华大学 电池内短路的测试装置及触发方法
CN104614630A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 清华大学 一种电池微短路的识别方法
CN104617330A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 清华大学 电池微短路的识别方法
CN106154172A (zh) * 2016-06-17 2016-11-23 清华大学 锂离子动力电池内短路程度的定量估算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
锂离子电池内部短路研究进展;李宁 等;《电源技术》;20161231;第40卷(第5期);第1139-1141页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108107364A (zh) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108107364B (zh) 一种检测电池的方法及装置
EP3588115B1 (en) Apparatus and method for estimating a state of charge of a battery
EP3508867B1 (en) Detection method and device for micro short circuit of battery
CN111164437B (zh) 用于诊断电池的设备和方法
KR102225667B1 (ko) 배터리의 상태를 추정하는 방법 및 장치
EP3680676B1 (en) Apparatus, method, battery pack and electrical system for determining electrode information of battery
US9519029B2 (en) Model-based battery monitoring
US7888911B2 (en) Method and system for determining the SOC of a rechargeable battery
CN111856316B (zh) 检测电池组内短路的方法及相关装置、电动车
CN105474026B (zh) 用于确定电池单池的容量的方法
US20140088896A1 (en) Device and method for detecting state of health of batteries
CN105158699A (zh) 电池健康状态的检测方法和装置
US20160018345A1 (en) Method and apparatus for detecting abnormal state of battery
CN111201445A (zh) 电池诊断设备和方法
EP3929606B1 (en) Battery management system, battery pack, electric vehicle, and battery management method
CN109839597A (zh) 确定电池的当前荷电状态值的方法、电池设备和机动车
US20210190879A1 (en) Soh estimation method of battery pack
CN115469239B (zh) 电池***的电荷状态一致性评价方法、装置及电子设备
CN110824376A (zh) 一种电池包异常的检测方法、装置、存储介质和电子设备
CN113093027A (zh) 电池soc校准方法、装置、***、介质及程序产品
Steinbuss et al. FOBSS: Monitoring data from a modular battery system
CN110832333A (zh) 用于估计二次电池的状态的设备和方法
CN115097325B (zh) 一种电池检测方法、装置、设备及存储介质
CN114103729B (zh) 用于均衡电池包的方法、装置和电动汽车
CN115047344A (zh) 动力电池包热量估计方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant