CN114019394B - 一种电池快充map测试方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池快充map测试方法，方法包括：在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻；基于目标温度条件与开路电压在快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流；基于开路电压和电池内阻计算充电电流对应的充电电压，并将充电电压与保护电压进行比较，若充电电压超出保护电压则调整快充map中的目标电流倍率，以使充电电压不大于保护电压。本发明提供的技术方案，通过计算目标条件下的充电电压与保护电压的误差，准确调整快充map中的倍率数值，保证了电池充电时的安全性。

Description

一种电池快充map测试方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及新能源电池设计领域，具体涉及一种电池快充map测试方法、装置和设备。

背景技术

随着电池快充技术的普及，越来越多的电池起火事件发生，而且绝大多数起火事件发生在电池充电阶段。电池的充电安全性能直接影响了用户的生命安全和公共安全。为了缩短充电时间，目前常用的快充技术就是提高充电电流的倍率，这会导致充电过程中温度急剧升高，同时大倍率充电也会伴随着电池安全的影响。快充map是电池在不同端电压和不同温度条件下记录充电电流倍率的充电表，因此如何保证快充map中的倍率数值能在安全、合理条件下对电流放大，从而实现快充，是电池充电过程中预防安全隐患的技术难点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式提供了一种电池快充map测试方法、装置和设备，从而避免了快充map中的电流倍率过高导致的充电电压超出电压正常使用范围，提高了电池充电时的安全性。

根据第一方面，本发明提供了一种电池快充map测试方法，所述方法包括：在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，所述目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件；基于所述目标温度条件与所述开路电压在所述快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算所述目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流；基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，并将所述充电电压与保护电压进行比较，若所述充电电压超出所述保护电压则调整所述快充map中的目标电流倍率，以使所述充电电压不大于所述保护电压。

可选地，所述获取电池的开路电压和内阻，包括：基于所述目标温度条件和所述目标SOC条件在标准开路电压map中查询所述开路电压；基于所述目标温度条件和所述目标SOC条件在标准内阻map中查询所述内阻。

可选地，所述基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，包括：将所述充电电流、所述开路电压和所述电池内阻代入公式：充电电压＝开路电压+充电电流×电池内阻，得到电池的所述充电电压。

可选地，所述调整所述快充map中的目标电流倍率，包括：基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率。

可选地，所述基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率，包括：将所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量代入公式：

得到第一电流倍率；使用所述第一电流倍率替换所述快充map中对应的所述目标电流倍率，作为所述快充map中目标条件对应的新的电流倍率。

可选地，所述测试方法分别在电芯BOL和电芯EOL两种状态下进行。

可选地，所述方法还包括：提取由预设温度区间和预设SOC区间匹配生成的多个测试条件；基于从所述获取电池的开路电压和电池内阻到所述调整所述快充map中的目标电流倍率的步骤，遍历全部所述测试条件，以生成匹配全部所述测试条件的快充map。

根据第二方面，本发明提供了一种电池快充map测试装置，所述装置包括：参数采集模块，用于在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，所述目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件；电流计算模块，用于基于所述目标温度条件与所述开路电压在所述快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算所述目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流；测试调整模块，用于基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，并将所述充电电压与保护电压进行比较，若所述充电电压超出所述保护电压则调整所述快充map中的目标电流倍率，以使所述充电电压不大于所述保护电压。

根据第三方面，本发明提供了一种电池快充map测试设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

根据第四方面，本发明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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

本申请提供的技术方案，具有如下优点：

本申请提供的技术方案，通过电池的开路电压和目标温度条件提取快充map中对应的目标电流倍率，之后基于电池容量和电流倍率计算出的充电电流，结合电池自身的开路电压和内阻，将计算得到的充电电流对应的充电电压与保护电压相比较。如果充电电压超过了保护电压，则对应调整快充map中的电流倍率，使得充电电压不大于保护电压，提高了目标条件下充电map中电流倍率使用的安全性，避免了因为电压超出保护范围导致的电池温度过高，产生起火事件的危险。

此外，目标条件下的电池开路电压和电池内阻通过标准开路电压map和标准内阻map查询得到，保证了后续计算的数据准确率。另一方面，快充map的测试不仅设置了多种测试条件，而且针对各个测试条件在电芯BOL状态和EOL状态均进行测试，保证电芯在不同寿命状态、不同条件下使用的快充map均能安全、稳定的使用，保证测试的完备性，进一步提高电池充电时的安全性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一个实施方式中一种电池快充map测试方法的步骤示意图；

图2示出了本发明一个实施方式中电池快充map的结构示例图；

图3示出了本发明一个实施方式中一种电池快充map测试装置的结构示意图；

图4示出了本发明一个实施方式中一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域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方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，在一个实施方式中，一种电池快充map测试方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件。具体地，快充map是不同温度条件和不同电芯电压条件组成的二维表，表中数据是电流倍率。要测试指定位置的电流倍率之前，需要知道具体的位置条件，也就是电池的开路电压和温度，电池的开路电压与电池的温度和SOC(State Of Charge，电池荷电状态)有关，因此根据指定的温度条件与SOC条件即可通过实验获得电池的开路电压。电池的内阻在后续计算电池的充电电压时需要使用，电池的实际内阻同样与电池的温度和SOC有关，因此基于目标条件可同时试验获得电池的开路电压和电池内阻。在一实施例中，每次通过实验获取电池的开路电压与电池内阻是很不方便的，需要浪费大量的时间，从而在本实施例中，如图2所示，首先基于目标温度条件和目标SOC条件在标准开路电压map中查询开路电压，再基于目标温度条件和目标SOC条件在标准内阻map中查询内阻，能够快速准确地得到对应的电池开路电压以及内阻参数。

步骤S2：基于目标温度条件与开路电压在快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流。具体地，电池充放电时使用的的1C、2C、0.2C等具有两层含义：一方面C代表的是电池本身容量，单位为Ah或mAh，另一方面C用来表示电池充放电电流大小的比率，即电流倍率。假设电池是1000mAh，1C充电就是使用1000mA电流进行充电。即：充放电倍率＝充放电电流/额定容量，例如，额定容量为100Ah的电池用20A放电时，其放电倍率为0.2C。电池充放电倍率C表示充放电快慢的一种量度。从而，通过目标电流倍率与电池容量的乘积得到在目标条件下电池的充电电流。

步骤S3：基于开路电压和电池内阻计算充电电流对应的充电电压，并将充电电压与保护电压进行比较，若充电电压超出保护电压则调整快充map中的目标电流倍率，以使充电电压不大于保护电压。具体地，在一实施例中，计算得到电池的充电电流后，将充电电流、开路电压和电池内阻代入公式：充电电压＝开路电压+充电电流×电池内阻。即可计算出电池的充电电压，从而利用电池的充电电压与保护电压的比对结果作为基准，当充电电压超出保护电压时，说明快充map给予的电流倍率不合适，容易出现电池起火等不安全的危险，需要调整快充map中的电流倍率，从而实现了校正快充map中不准确的数据的功能。在一实施例中，调整快充map中的充电倍率是基于保护电压、开路电压、电池内阻和电池容量进行的，具体调整公式如下：

通过上述公式计算得到的电流倍率，使得充电时电池的充电电压可以完全等于保护电压，在不超过电池保护电压的情况下，保证了最大的电流倍率和充电速度，尽可能的缩短了电池的充电时间，提升充电效率。

具体地，在一实施例中，上述测试步骤分别在电池电芯的BOL(Beginning ofLife，寿命初期)和EOL(End of Life，寿命末期)两种状态下进行。不同的电芯状态对应的电池容量不同(通常汽车电池认为电池寿命状态到初期状态的80％时为EOL状态)，因此在相同的温度和SOC条件下，电池对应的开路电压、电池内阻均是不同的，从而具有不同的电池快充map。在不同的寿命阶段均进行步骤S1～S3的测试，以调整不同寿命阶段的快充map，保证电池在全寿命周期内，均可以稳定、安全的进行快充充电。

具体地，在一实施例中，一种电池快充map测试方法，还包括如下步骤：

步骤一：提取由预设温度区间和预设SOC区间匹配生成的多个测试条件。

步骤二：基于从获取电池的开路电压和电池内阻到调整快充map中的目标电流倍率的步骤，遍历全部测试条件，以生成匹配全部测试条件的快充map。

具体地，针对不同地理环境，其电池所处环境的温度变化规律不同。因此，可以结合实际外部环境温度的变化范围，预设温度区间和SOC区间，从而在预设区间内以预设间隔选取测试条件，使用步骤S1～S3的方法遍历全部测试条件，修改快充map中对应的电流倍率值，从而根据不同使用场景在最小的测试次数条件下，保证快充map的可靠性。例如：设置电池***温度工作区间，以0.1℃为间隔，T＝[t(1)，t(2)，…，t(m)]，SOC工作区间，以0.1％为间隔，SOC＝[SOC(1)，SOC(2)，…，SOC(n)]。遍历检测循环方式为，以温度T为大循环，SOC为小循环，即在温度t(1)时，依次从SOC最小值循环到SOC最大值，共进行n次检测，温度t(1)检测完之后再进行温度t(2)的循环，直至t(m)中的SOC(n)检测完毕为止，共计m*n次充电电流倍率检测。在检测过程中，若需要检测的温度与SOC不能与标准开路电压map和标准内阻map中的条件完全吻合，则采用温度向前插值，SOC向后插值和电压向后插值的查表方法。例如：假设表中温度条件的梯度为[0 10 20 30]，电池当前温度为5度，温度向前插值即取0度对应的行中的数据，而并不通过线性计算得到5度实际对应的电流倍率数据，是因为在检测过程中，需要保证电流倍率不能频繁发生变化，一方面电池性能起到保护作用，另一方面降低电池管理***的工作难度，防止电池管理***运算量过大出现死机的情况。

通过上述步骤，本申请提供的一种电池快充map测试方法，通过电池的开路电压和目标温度条件提取快充map中对应的目标电流倍率，之后基于电池容量和电流倍率计算出的充电电流，结合电池自身的开路电压和内阻，将计算得到的充电电流对应的充电电压与保护电压相比较。如果充电电压超过了保护电压，则对应调整快充map中的电流倍率，使得充电电压不大于保护电压，提高了目标条件下充电map中电流倍率使用的安全性，避免了因为电压超出保护范围导致的电池温度过高，产生起火事件的危险。

此外，目标条件下的电池开路电压和电池内阻通过标准开路电压map和标准内阻map查询得到，保证了后续计算的数据准确率。另一方面，快充map的测试不仅设置了多种测试条件，而且针对各个测试条件在电芯BOL状态和EOL状态均进行测试，保证电芯在不同寿命状态、不同条件下使用的快充map均能安全、稳定的使用，保证测试的完备性，进一步提高电池充电时的安全性。

如图3所示，本实施例还提供了一种电池快充map测试装置，该装置包括：

参数采集模块101，用于在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件。详细内容参见上述方法实施例中步骤S1的相关描述，在此不再进行赘述。

电流计算模块102，用于基于目标温度条件与开路电压在快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流。详细内容参见上述方法实施例中步骤S2的相关描述，在此不再进行赘述。

测试调整模块103，用于基于开路电压和电池内阻计算充电电流对应的充电电压，并将充电电压与保护电压进行比较，若充电电压超出保护电压则调整快充map中的目标电流倍率，以使充电电压不大于保护电压。详细内容参见上述方法实施例中步骤S3的相关描述，在此不再进行赘述。

本发明实施例提供的一种电池快充map测试装置，用于执行上述实施例提供的一种电池快充map测试方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本申请提供的一种电池快充map测试装置，通过电池的开路电压和目标温度条件提取快充map中对应的目标电流倍率，之后基于电池容量和电流倍率计算出的充电电流，结合电池自身的开路电压和内阻，将计算得到的充电电流对应的充电电压与保护电压相比较。如果充电电压超过了保护电压，则对应调整快充map中的电流倍率，使得充电电压不大于保护电压，提高了目标条件下充电map中电流倍率使用的安全性，避免了因为电压超出保护范围导致的电池温度过高，产生起火事件的危险。

此外，目标条件下的电池开路电压和电池内阻通过标准开路电压map和标准内阻map查询得到，保证了后续计算的数据准确率。另一方面，快充map的测试不仅设置了多种测试条件，而且针对各个测试条件在电芯BOL状态和EOL状态均进行测试，保证电芯在不同寿命状态、不同条件下使用的快充map均能安全、稳定的使用，保证测试的完备性，进一步提高电池充电时的安全性。

图4示出了本发明实施例的一种电池快充map测试设备，该设备包括处理器901和存储器902，可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。

存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。

上述电池快充map测试设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种电池快充map测试方法，其特征在于，所述方法包括：

在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，所述目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件；

基于所述目标温度条件与所述开路电压在所述快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算所述目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流；

基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，并将所述充电电压与保护电压进行比较，若所述充电电压超出所述保护电压则调整所述快充map中的目标电流倍率，以使所述充电电压不大于所述保护电压；所述调整所述快充map中的目标电流倍率，包括：基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率；所述基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率，包括：

将所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量代入公式：

得到第一电流倍率；

使用所述第一电流倍率替换所述快充map中对应的所述目标电流倍率，作为所述快充map中目标条件对应的新的电流倍率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电池的开路电压和内阻，包括：

基于所述目标温度条件和所述目标SOC条件在标准开路电压map中查询所述开路电压；

基于所述目标温度条件和所述目标SOC条件在标准内阻map中查询所述内阻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，包括：

将所述充电电流、所述开路电压和所述电池内阻代入公式：

充电电压＝开路电压+充电电流×电池内阻

得到电池的所述充电电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试方法分别在电芯BOL和电芯EOL两种状态下进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

提取由预设温度区间和预设SOC区间匹配生成的多个测试条件；

基于从所述获取电池的开路电压和电池内阻到所述调整所述快充map中的目标电流倍率的步骤，遍历全部所述测试条件，以生成匹配全部所述测试条件的快充map。

6.一种电池快充map测试装置，其特征在于，所述装置包括：

参数采集模块，用于在目标条件下，获取电池的开路电压和电池内阻，所述目标条件包括目标温度条件和目标SOC条件；

电流计算模块，用于基于所述目标温度条件与所述开路电压在所述快充map中查询对应的目标电流倍率，并计算所述目标电流倍率与电池容量的乘积得到充电电流；

测试调整模块，用于基于所述开路电压和电池内阻计算所述充电电流对应的充电电压，并将所述充电电压与保护电压进行比较，若所述充电电压超出所述保护电压则调整所述快充map中的目标电流倍率，以使所述充电电压不大于所述保护电压；所述调整所述快充map中的目标电流倍率，包括：基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率；所述基于所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量调整所述目标电流倍率，包括：

将所述保护电压、所述开路电压、所述电池内阻和所述电池容量代入公式：

得到第一电流倍率；

使用所述第一电流倍率替换所述快充map中对应的所述目标电流倍率，作为所述快充map中目标条件对应的新的电流倍率。

7.一种电池快充map测试设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

8.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行如权利要求1-5任一项所述的方法。