电池健康状态的确定方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及电池健康状态的确定方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

面对资源紧缺、环境污染这样严峻的问题，新能源技术逐渐成为行业焦点。电池作为纯电动车的核心部件仍有诸多技术问题亟待解决，例如在电池健康状态(SOH)等的精准估计上仍旧有诸多技术问题亟待解决。

目前锂电池的健康状态SOH计算方法有几种：有用容量衰减来计算的，通过当前可用容量与标称容量的比值来计算；有用内阻增大来计算的，建立内阻与SOH的关系来估算SOH；有采用电芯出厂之后的总的充放电量计数来计算的，通过计算等效循环次数来估算SOH。

但是，采用容量衰减的计算方法，在车辆应用环境下电芯的容量的测量十分困难，都是采用理论计算方法，没有反应实时工作状态环境影响因素，无法进行在线估计SOH，测量结果不准确；采用内阻的计算方法，内阻一般是毫欧级，无法准确测量内阻，从而准确测量SOH比较困难；采用等效循环次数的计算方法，不能体现电芯在具体工作条件下的参数状态，从而准确测量SOH比较困难。

发明内容

本发明提供了一种电池健康状态的确定方法、装置、电子设备及存储介质，以解决计算电池健康状态(SOH)估计精准度不足的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池健康状态的确定方法，包括：

获取电池每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态；

根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数；

根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态。

进一步的，所述根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数，包括：

根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数；

根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数；

根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数；

根据每次充放电循环的所述第一子衰减因数、第二子衰减因数和所述三子衰减因数的乘积确定每次充放电循环的衰减因数。

进一步的，根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数，包括：

所述荷电状态处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数为1；所述荷电状态不处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数，包括：

环境温度在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数为1；所述环境温度不在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数，包括：

所述电流平均倍率在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数为1；所述电流平均倍率不在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态，包括：

根据如下公式确定所述电池的健康状态SOH:

其中，λi为第i次充放电循环的衰减因数，m为电池的当前充放电循环次数，n为电池的总充放电循环次数。

第二方面，本发明实施例提供一种电池健康状态的确定装置，包括：

充放电参数获取模块，用于获取电池每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态；

衰减因数确定模块，用于根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数；

健康状态确定模块，用于根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态。

进一步的，所述衰减因数确定模块包括：

第一子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数；

第二子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数；

第三子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数；

衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的所述第一子衰减因数、第二子衰减因数和所述三子衰减因数的乘积确定每次充放电循环的衰减因数。

第三方面，本发明实施案例提供一种电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任意实施例所述的电池健康状态的确定方法。

第四方面，本发明实施例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处理器执行时实现本发明任意实施例所述的电池健康状态的确定方法。

本发明实施例的电池健康状态的确定方法根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数，并根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态，在计算电池的健康状态时综合考虑了每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电结束后的荷电状态，使得确定的电池的健康状态更为准确，更符合电池的实际健康状态。

附图说明

图1为本发明实施例一提供了一种电池的健康状态的确定方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的另一种电池健康状态的确定方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种电池健康状态的确定装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

本实施例提供了一种电池健康状态的确定方法，图1为本发明实施例一提供了一种电池的健康状态的确定方法的流程图，本实施例可适用于电池健康状态(SOH)的精准估计情况，该方法可以由电池健康状态的确定装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现。如图1所示，该方法包括：

S101、获取电池每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态。

其中，一个充放电循环包括一次充电和一次放电。充放电电流是指电池充放电过程中的电流，包括电池的充电电流和放电电流。可以在每次充放电循环过程中多次测量充电电流和放电电流，并进行存储。环境温度指电池所在位置的温度，可以在电池充放电循环过程中多次测量温度，根据多测测量的温度的平均温度确定环境温度，并将环境温度进行存储。荷电状态指电池中剩余电量占电池全部容量的百分比，可以在每次充放电的循环后计算电池的荷电状态，并进行存储。

S102、根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数。

其中，每一个充电循环都有一对应的衰减因数，不同的充放电循环的衰减因数可以相同也可以不同。根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数可以是设置多个不同的衰减因数，根据每次充放电循环的充放电电流的范围、环境温度的范围以及充放电循环结束后的荷电状态的范围确定每次循环对应的衰减因数。还可以是根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次循环的第一子衰减因数，根据每次充放电循环的环境温度确定每次循环的第二子衰减因数，根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次循环的第三子衰减因数，根据第一子衰减因数、第二子衰减因数和第三子衰减因数再确定每次循环的衰减因数。

S103、根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态。

其中，电池的当前充放电循环次数是电池从生产出来到当前时刻的充放电循环次数，电池的总充放电循环次数指的是电池从生产出来到循环寿命末期的总的充放电循环次数。

可选的，根据如下公式确定所述电池的健康状态SOH:

其中，λi为第i次充放电循环的衰减因数，m为电池的当前充放电循环次数，n为电池的总充放电循环次数，其中，λi大于或等于1，且小于或等于1.3。

本发明实施例的电池健康状态的确定方法根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数，并根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态，在计算电池的健康状态时综合考虑了每个充放电循环的充放电电流、环境温度、充放电结束后的荷电状态、当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数，使得确定的电池的健康状态更为准确，更符合电池的实际健康状态。

实施例二

本实施例以上述实施例为基础，对上述实施例进行优化，具体将根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数，优化为：根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数；根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数；根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数；根据每次充放电循环的所述第一子衰减因数、第二子衰减因数和所述三子衰减因数的乘积确定每次充放电循环的衰减因数。图2是本发明实施例二提供的另一种电池健康状态的确定方法的流程图，参考图2，该方法包括：

S110、获取电池每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态。

S121、根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数。

其中，确定的方法是：预设一荷电状态范围，当所述荷电状态在这个范围时，第一子衰减因数取一个定值，当超出这个范围在某一个取值范围内取值。

可选的，所述根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数，包括：所述荷电状态处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数为1；所述荷电状态不处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数大于1，且小于1.1。

其中，所述荷电状态范围可以为[20,80]。

S122、根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数。

其中，确定的方法是：预设一个温度范围，当所述环境温度在这个范围时，第二子衰减因数取一个定值，当超出这个范围在某一个取值范围内取值。

可选的，根据每次充放电循环的环境温度确定每次充放电循环的第二子衰减因数包括：环境温度在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数为1；所述环境温度不在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数大于1，且小于1.1。

所述温度范围为[20度,30度]。

S123、根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数。

其中，确定的方法是：预设一个电流平均倍率范围，当所述每次充放电循环的电流平均倍率在这个范围时，第二子衰减因数取一个定值，当超出这个范围在某一个取值范围内取值。此外电流平均倍率根据充电电流和放电电流的均值确定。

可选的，根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数包括：所述电流平均倍率在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数为1；所述电流平均倍率不在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数大于1，且小于1.1。

所述设定电流倍率范围为小于1C。

S124、根据每次充放电循环的所述第一子衰减因数、第二子衰减因数和所述三子衰减因数的乘积确定每次充放电循环的衰减因数。

其中，衰减因数的数值等于第一子衰减因数、第二子衰减因数和第三子衰减因数的乘积。

S130、根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态。

本发明实施例的每个充放电循环的衰减因数的确定方法是：根据每个充放电循环的充放电电流确定第一子衰减因数，根据环境温度确定第二子衰减因数以及根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定第三子衰减因数，最后确定每次充放电循环的衰减因数等于第一、第二和第三子衰减因数的乘积。这样将上述三个因素代入到了衰减因数和SOH的计算中，克服了以往计算SOH无法同时考虑到每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态的多因素影响SOH的问题，使得SOH测量的更加准确。这样就可以更加准确地确定电视的健康状态，更加符合电视实际的健康状态。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种电池健康状态的确定装置的结构示意图。如图3所示，电池健康状态的确定装置S300包括：

充放电参数获取模块S301，用于获取电池每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态；

衰减因数确定模块S302，用于根据每个充放电循环的充放电电流、环境温度以及充放电循环结束后的荷电状态确定每个充放电循环的衰减因数；

健康状态确定模块S303，用于根据每个充放电循环的衰减因数、电池的当前充放电循环次数以及电池的总充放电循环次数确定所述电池的健康状态。

进一步的，衰减因数确定模块S302包括：

第一子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环结束后的荷电状态确定每次充放电循环的第一子衰减因数；

第二子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数；

第三子衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的电流平均倍率确定每次充放电循环的第三子衰减因数；

衰减因数确定单元，用于根据每次充放电循环的所述第一子衰减因数、第二子衰减因数和所述三子衰减因数的乘积确定每次充放电循环的衰减因数。

进一步的，第一子衰减因数确定单元具体用于：

所述荷电状态处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数为1；所述荷电状态不处于设定荷电状态范围时，所述第一子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，第二子衰减因数确定单元具体用于：

环境温度在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数为1；所述环境温度不在设定环境温度范围内时，所述第二子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，第三子衰减因数确定单元具体用于：

所述电流平均倍率在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数为1；所述电流平均倍率不在设定电流倍率范围内时，所述第三子衰减因数大于1，且小于1.1。

进一步的，健康状态确定模块具体用于：

根据如下公式确定所述电池的健康状态SOH:

其中，λi为第i次充放电循环的衰减因数，m为电池的当前充放电循环次数，n为电池的总充放电循环次数。

本发明实施例所提供的一种电池健康状态的确定装置可执行本发明任意实施例所提供的电池健康状态的确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM12以及RAM13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如电池健康状态的确定方法。

在一些实施例中，电池健康状态的确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电池健康状态的确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电池健康状态的确定方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。