CN111220911B - 磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备，涉及电池极化状态判别的技术领域，包括获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；根据两端SOC值及其所对应的OCV值确定第一比率值；确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是则判定电池处于极化状态。本发明能够实现磷酸铁锂电池的极化状态诊断的准确率，避免误判，为准确计算当前电量提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及电池极化状态判别技术领域，尤其是涉及一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备。
背景技术
极化效应是指电池在经过较长时间的持续大电流充电或放电后，电芯会由于内阻、内部电容的存在，而使自身的电压偏离正常电压，且电芯处于无法短时间自行恢复到正常状态下的一种效应。通常情况下，电池厂家会提供一份开路电压测量(OCV)数据表，用于指示电池电压和电池荷电状态(SOC，State ofcharge)之间的关系。
目前，磷酸铁锂电池多应用于电动车、混动车或其他储能设备上，当电动车、混动车或其他储能设备的电池管理***在判断电池极化状态时，通常使用绝对压差判断极化效应的强弱，但是由于磷酸铁锂电池的平台期较长，而对于非平台期和平台期的同等效果的极化效应，其表现出来的电压差值是不一样的，因此使得判断的结果误差较大，容易做出错误判断，影响下一步对电池电量的计算。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备，能够实现磷酸铁锂电池的极化状态诊断的准确率，避免误判，为准确计算当前电量提供可靠依据。
第一方面，本发明提供的一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法，包括：
获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；
确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；
判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态。
在可选的实施方式中，确定当前SOC值对应的当前OCV值包括：
根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
在可选的实施方式中，还包括：
确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；
根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；
根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；
确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值。
在可选的实施方式中，通过下式确定第一比率值：
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值；
通过下式确定第二比率值：
其中，Rn表示第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值。
第二方面，本发明提供的一种磷酸铁锂电池极化状态判别装置，包括：
获取模块，用于获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
第一比率值模块，用于根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；
第二比率值模块，用于确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；
判别模块，用于判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态。
在可选的实施方式中，还包括：
极化等级模块，用于根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
在可选的实施方式中，还包括：
确定模块，用于确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；
第一OCV值模块，用于根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；
第二OCV值模块，用于根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；
当前OCV值模块，用于确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值。
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值；
通过下式确定第二比率值：
其中，Rn分别第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值。
第三方面，实施例提供一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
第四方面，实施例提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行所述前述实施方式任一项所述方法。
本发明提供的磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备，通过获取的当前的SOC值确定当前的SOC值对应的两端SOC值、并确定当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，从而确定第一比率值；通过当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；从而根据第一比率值与第二比率值的差值判断是否处于极化状态，如果第一比率值与第二比率值的差值超出预设阈值，则判定电池处于极化状态；本发明由于采用第一比率值与第二比率值的差值进行判断，从而能够避免由于极化状态下的电池电压误差而作出错误判断，从而能够实现磷酸铁锂电池的极化状态诊断的准确率，为方便的预估当前电池状态、准确的计算当前电量提供依据。
附图说明
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。
图1为本发明实施例提供的磷酸铁锂电池极化状态判别方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的磷酸铁锂电池极化状态判别方法的另一个流程图；
图3为本发明实施例提供的磷酸铁锂电池极化状态判别装置的原理图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的***原理图。
图标：31-获取模块；32-第一比率值模块；33-第二比率值模块；34-判别模块；400-电子设备；401-通信接口；402-处理器；403-存储器；404-总线。
具体实施方式
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
锂电池根据其正极体系不同，可分为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、三元锂电池等等。磷酸铁锂电池由于具有安全性高和成本低的优点，常被用于电动车、混动车或其他储能设备上。
通常，在电池管理***中，需要对极化状态进行判别，如果极化程度较大，那么不能选择常规方法计算当前电量。
目前，仅能通过对电池进行长时间静置，以观察其电压回落前后的差值，来判断电池是否处于极化状态，但是由于磷酸铁锂电池的平台期较长，而对于非平台期和平台期的同等效果的极化效应，其表现出来的电压差值是不一样的，因此使得判断的结果误差较大，容易做出错误判断。当出现错误判断时，则无法准确确定电池的电量计算方法，影响电量计算的准确性。
基于此，本发明提供一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法、装置和电子设备，能够实现磷酸铁锂电池的极化状态诊断的准确率，避免误判，为计算当前电量提供准确依据，下面通过实施例对本发明进行详细介绍。
参照图1，本发明提供的一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法，包括：
步骤S110，获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
步骤S120，根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；
步骤S130，确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；
步骤S140，判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态。
具体地，SOC值即荷电状态值，用来反应电池的剩余容量。本实施例的方法应用于电池控制模块，通过电池控制模块检测当前电池的剩余容量，得到当前的SOC值。
OCV表为电池厂家提供的OCV数据表，该表能够指示电池电压和电池SOC之间的关系，常见以5％SOC为单位，表1即为某一磷酸铁锂电池在25℃下的一组OCV数据。
OCV表中的数据，是根据电池在实验室环境下，经过足够长时间的静置之后的电压与SOC的对应关系而记录的。
因此，假如电池完全无极化效应，则当前的电池电压应准确地落在OCV曲线上。根据此原则，如果当前电池的电压值与实际SOC值对应的OCV值偏离较多，则可判断电池处于极化状态中。
表1 OCV表(电压单位为0.1mV)
| SOC | 0％ | 5％ | 10％ | 15％ | 20％ | 25％ | 30％ | 35％ |
| OCV值 | 28279 | 30832 | 31940 | 32085 | 32292 | 32429 | 32538 | 32638 |
| SOC | 40％ | 45％ | 50％ | 55％ | 60％ | 65％ | 70％ | 75％ |
| OCV值 | 32819 | 32912 | 32923 | 32933 | 32941 | 32953 | 32972 | 33004 |
| SOC | 80％ | 85％ | 90％ | 95％ | 100％ | |||
| OCV值 | 33194 | 33339 | 33351 | 33362 | 34271 |
以当前SOC值为43％为例，43％位于区间[40％，45％]，因此，当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值指的是40％和45％，当前区间的两端SOC值所对应的OCV值分别为3281.9mv和3291.2mv。
第一比率值为当前区间内，电池电压与SOC对应的比率关系；第二比率值为当前SOCn和当前的电池OCV值Vn在本SOC区间内的比率值。
通过下式确定第一比率值：
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值。
通过下式确定第二比率值：
其中，Rn表示第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值。
还是以上述实施例中的S0Cn为43％为例，Rs为：
(3291.2–3281.9)/(45％-40％)＝1.86mV/％；
Rn为：
(3267–3281.9)/(43％-40％)＝-4.97mV/％。
由这一结果可知Rs与Rn差值较大，且方向不同，根据这一结果判定电池处于极化状态，且为放电极化。
可选地，上述实施例中的磷酸铁锂电池极化状态判别方法还包括如下步骤：
根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
具体地，为Rs与Rn之间的差值设定多个等级，每一个等级对应一个强度等级。
设定多个极化强度等级，并将当前的极化强度等级输出至与电池管理***连接的显示模块，使得用户能够获知准确的极化强度等级。
可选地，参照图2，上述实施例中的磷酸铁锂电池极化状态判别方法中步骤S130中的确定当前SOC值对应的当前OCV值包括如下步骤：
步骤S210，确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；
步骤S220，根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；
步骤S230，根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；
步骤S240，确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值。
具体地，根据当前温度确定与当前温度相邻的两个OCV表，从两个OCV表中查找与当前SOC值对应的第一OCV值和第二OCV值。计算第一OCV值和第二OCV值的平均值，将平均值作为当前SOC值对应的当前OCV值。
线性内差值法是指两个量之间如果存在线性关系，利用这一线性关系求取未知量的值。
在本实施例中，从第一OCV表和第二OCV表中选取其中一个表格，从这个表格中确定当前SOC值所对应的当前区间，然后根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，并结合线性插值法计算当前SOC值所对应的当前OCV值。
例如，当前SOC值为4％，其在所选取的表格中所对应的区间为[0％，5％]，对应的OCV值为[28729，30823]，根据线性插值法计算OCV值：(30823-28729)/5×4＝30404.2，那么SOC＝4％的OCV值约为30404。
参照图3，本实施例提供的一种磷酸铁锂电池极化状态判别装置，包括：
获取模块31，用于获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
第一比率值模块32，用于根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；
第二比率值模块33，用于确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；
判别模块34，用于判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态。
可选地，上述实施例中的磷酸铁锂电池极化状态判别装置还包括如下模块：
极化等级模块，用于根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
可选地，上述实施例中的磷酸铁锂电池极化状态判别装置还包括如下模块：
确定模块，用于确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；
第一OCV值模块，用于根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；
第二OCV值模块，用于根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；
当前OCV值模块，用于确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值。
可选地，通过下式确定上述实施例中的第一比率值：
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值；
通过下式确定上述实施例中的第二比率值：
其中，Rn表示第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值。
参见图4，本发明实施例还提供了一种电子设备400，包括通信接口401、处理器402、存储器403以及总线404，处理器402、通信接口401和存储器403通过总线404连接；上述存储器403用于存储支持处理器402执行上述磷酸铁锂电池极化状态判别方法的计算机程序，上述处理器402被配置为用于执行该存储器403中存储的程序。
可选地，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行如上述实施例中的磷酸铁锂电池极化状态判别方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (6)
1.一种磷酸铁锂电池极化状态判别方法，其特征在于，包括：
获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；所述第一比率值的计算公式为：
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值；
确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；所述第二比率值的计算公式为：
其中，Rn表示第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值；
确定当前SOC值对应的当前OCV值包括：确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值；
判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
3.一种磷酸铁锂电池极化状态判别装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取当前SOC值，从OCV表中获取当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值，以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值；
第一比率值模块，用于根据当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值以及当前区间的两端SOC值所对应的OCV值确定第一比率值；所述第一比率值的计算公式为：
其中，Rs表示第一比率值，V1、V2分别表示当前区间的两端SOC值所对应的OCV值，SOC2、SOC1分别表示从OCV表中获取的当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值；
第二比率值模块，用于确定当前SOC值对应的当前OCV值；根据当前SOC值、当前OCV值和当前SOC值所对应的当前区间的两端SOC值确定第二比率值；所述第二比率值的计算公式为：
其中，Rn表示第二比率值，Vn表示当前OCV值，SOCn表示当前的SOC值；
判别模块，用于判断第一比率值与第二比率值的差值是否超出预设阈值，如果是，则判定电池处于极化状态；
确定模块，用于确定当前电池的温度，确定当前电池的温度所满足的第一OCV表和第二OCV表；第一OCV值模块，用于根据当前SOC值和第一OCV表确定第一OCV值；第二OCV值模块，用于根据当前SOC值和第二OCV表确定第二OCV值；当前OCV值模块，用于确定第一OCV值和第二OCV值的平均值，将第一OCV值和第二OCV值的平均值作为当前OCV值；或者，根据第一OCV值、第二OCV值和线性内差值法确定当前OCV值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：
极化等级模块，用于根据第一比率值与第二比率值的差值判断电池所处的极化强度等级。
5.一种电子设备，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计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至2任一项所述的方法的步骤。
6.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1至2任一项所述方法。
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