电池充放电功率限值测试方法及系统

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，具体是涉及电池充放电功率限值测试方法及系统。

背景技术

GB/T 38661-2020对电池SOP(功率状态)的测试方法确定了的标准。但是此标准在应用过程中首先在功率限值-时间的图形中要进行拟合，这里会存在误差。同时如果在企业使用过程中会增加更多的次数的标定以使拟合更精确，则这会极大的增加工作量。

现有的测试方法可以参考最新的国标GB/T 38661-2020：这里把GB/T 38661-2020罗列出来，再进行相关的分析。需要指出的是本专利更偏向于确定特定测试需求时间段的功率限值的过程，不是详细的介绍可以应用于工程实践的整个测试过程，这个在国标或企标中做了详细介绍，因而不具有创新性。

现在国标GB/T 38661-2020的测试方法在工程实用(增加测试点)的过程中可能无形中会增加SOP测试的工作量。测试精度也会受限于电池实际测试方法。在实际拟合的过程中，利用已知点去拟合，再用测试需求点去插值，但是由于电池更像一个随机系统，强时变非线性以及一些老化原因，在用测试需求点去插值的过程中，实际上测试需求点也许根本不在拟合路径上，这就会导致测试精度下降。这种拟合得到功率限值的方法工作的复杂度非常高，并且功率大小的选择难以非常合适的获取，一旦选择不当则会很大程度增加工作量。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种电池充放电功率限值测试方法及系统。

本发明提供一种电池充放电功率限值测试方法，包括以下步骤：

根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率；

控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间；

根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；

当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均小于等于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系”步骤之后，还包括如下步骤：

当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均大于预设时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的非准确充电功率和预设放电时间的非准确放电功率，并将所述初始测试功率赋值给所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值；

根据所述初始测试功率赋值替换的所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值，重新获取更新测试功率；

控制电池系统在恒定的所述更新测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到电池系统充电测试后的端电压；

根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系。

根据第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时”步骤之前，具体包括以下步骤：

获取电池系统的应用场景类型；

当检测到电池系统的应用场景为纯电动汽车或插电式混合动力汽车时，预设充电时间为10s，预设放电时间为30s；

当检测到电池系统的应用场景为非插电式混合动力汽车时，预设充电时间为10s，预设放电时间为10s。

根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述“控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间”步骤之前，还包括以下步骤：

控制电池系统静置预设静置时间。

根据第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述预设静置时间范围为1h-2h。

根据第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述“控制电池系统静置预设静置时间”步骤之前，还包括以下步骤：

控制调整电池系统的测试点；

其中，所述测试点包括电池系统处于低温状态的测试点、电池系统处于常温状态下的测试点和电池系统处于高温状态下的测试点。

根据第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述“控制电池系统静置预设静置时间”步骤，具体包括以下步骤：

控制电池系统静置预设静置时间；

获取电池系统的电池单体表面温度和静置环境温度，并获取电池单体表面温度和静置环境温度的差值；

当检测到电池系统的电池单体表面温度和静置环境温度的差值小于等于预设温度差值时，判定电池系统完成环境适应过程。

根据第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述“根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率”步骤，具体包括以下步骤：

获取电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值；

根据最大功率预设限值和最小功率预设限值进行取平均值，获得初始测试功率。

第二方面，本发明提供一种电池充放电功率限值测试系统，包括：

测试功率获取模块，用于根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率；

充放电控制模块，与所述测试功率获取模块通信连接，用于控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压，所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间；

功率准确性判断模块，与所述充放电控制模块通信连接，用于根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；

第一功率准确性判定模块，与所述功率准确性判断模块通信连接，用于当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均小于等于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率。

根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，还包括：

第二功率准确性判定模块，与所述功率准确性判断模块通信连接，用于当检测到所述第一电压差值或所述第二电压差值大于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的非准确充电功率和预设放电时间的非准确放电功率；

赋值更新模块，与所述第二功率准确性判定模块通信连接，当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均大于预设差值时，将所述初始测试功率赋值给所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值；

测试功率更新获取模块，与所述赋值更新模块通信连接，用于根据所述初始测试功率赋值替换的所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值，重新获取更新测试功率；

继续充放电控制模块，与所述更新均值计算模块通信连接，用于控制电池系统在恒定的所述更新测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到电池系统充电测试后的端电压。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的电池充放电功率限值测试方法，根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；通过在预设测试时间进行充放电测试后端电压逼近与电池系统能够承受的截止电压，提升电池系统的功率状态精度。

附图说明

图1是本发明实施例的方法流程示意图；

图2是本发明实施例的另一方法流程示意图；

图3是本发明实施例的功能模块框图；

图4是本发明实施例的另一功能模块框图。

图中：

100、测试功率获取模块；200、充放电控制模块；300、功率准确性判断模块；410、第一功率准确性判定模块；420、第二功率准确性判定模块；421、赋值更新模块；422、测试功率获取模块；423、继续充放电控制模块。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

参见图1所示，本发明实施例提供一种电池充放电功率限值测试方法及系统，包括以下步骤：

本发明提供一种电池充放电功率限值测试方法，包括以下步骤：

S100、根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率；

S200、控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间；

S300、根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；

S410、当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均小于等于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率。

本发明提供的电池充放电功率限值测试方法，根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；通过在预设测试时间进行充放电测试后端电压逼近与电池系统能够承受的截止电压，提升电池系统的功率状态精度。

在一实施例中，所述预设差值为10mV，用于定义所述端电压逼近所述上预设截止电压、所述端电压逼近所述下预设截止电压的微小差异，在本发明的其他实施例中，所述预设差值还可定义为20mV或30mV等其他值，只要可以设定端电压与所述上预设截止电压、端电压与下预设截止电压的微小差值，表征端电压逼近上预设截止电压或下预设截止电压即可。

在一实施例中，请参考图2，所述“根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系”步骤之后，还包括如下步骤：

S421、当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均大于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的非准确充电功率和预设放电时间的非准确放电功率，并将所述初始测试功率赋值给所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值；通过将所述端电压与上预设截止电压或下预设截止电压的差值与预设差值的对比，来判断二分法的分割方向；

S422、当所述端电压与上预设截止电压的差值大于预设差值时，根据所述初始测试功率赋值替换的所述最大功率预设限值，重新获取更新测试功率；

在一实施例中，当所述端电压与上预设截止电压的差值大于预设差值时，将初始测试功率赋值替换的所述最大功率预设限值与所述最小功率预设限值取平均值，得到更新测试功率；

当所述端电压与下预设截止电压的差值大于预设差值时，根据所述初始测试功率赋值替换的所述最小功率预设限值，重新获取更新测试功率；

在一实施例中，当所述端电压与下预设截止电压的差值大于预设差值时，将所述最大功率预设限值与初始测试功率赋值替换的所述最小功率预设限值取平均值，得到更新测试功率；

S423、控制电池系统在恒定的更新测试功率和预设测试时间条件下再次进行充放电测试，得到电池系统充电测试后的端电压；

S300、根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述更新测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系。所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值或所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值大于预设差值时，再次对更新测试功率进行更新，并在再次更新测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，直至最后一次充放电测试后电池系统的端电压与上预设截止电压和下预设截止电压的差值均小于等于预设差值，以实现通过二分法无线逼近电池系统能够承受的上预设截止电压和下预设截止电压，使得得到的电池系统的功率状态更加精确，计算量较少，相比于数据拟合方法，二分法对测试功率的选择，即最大功率预设限值和最小功率预设限值的选择并不严苛，只需根据设备和制造上技术法规范中规定的倍率灯其他限定条件确定最大预设功率预设限值，并设定一个相对合理的最小预设功率预设限值，进行限值粗选，再根据粗选功率限值得到测试功率进行充放电试验，实现方便简单，二分法收敛速度较快，能够快速计算得到准确的测试功率，作为预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率。

图3中测试功率初次为初始测试功率，当初次测试功率被更新后，测试功率为最新更新的更新测试功率。

在一实施例中，所述“控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时”步骤之前，具体包括以下步骤：

获取电池系统的应用场景类型；

当检测到电池系统的应用场景为纯电动汽车或插电式混合动力汽车时，预设充电时间为10s，预设放电时间为30s；

当检测到电池系统的应用场景为非插电式混合动力汽车时，预设充电时间为10s，预设放电时间为10s。

通过对电池系统的各种应用场景类型下电池系统的充放电的时间标定，有效降低了SOP(功率状态)的测试工作量，减少了测试复杂度，减少了测试设备的要求。

其中，放电电流为正值，充电电流为负值。

在一实施例中，所述“控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压；所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间”步骤之前，还包括以下步骤：

控制电池系统静置预设静置时间，以完成电池系统的环境适应过程，静置过程中，电池系统应处于非工作状态。

在一实施例中，所述预设静置时间范围为1h-2h。

在一实施例中，所述“控制电池系统静置预设静置时间”步骤之前，还包括以下步骤：

控制调整电池系统的测试点；

其中，所述测试点包括电池系统处于低温状态的测试点、电池系统处于常温状态下的测试点和电池系统处于高温状态下的测试点。

在一实施例中，所述测试点至少为3个，测试点在-20℃至65℃范围内，0-100％区间内，并由整车厂和制造上根据实施应用情况选取至少3个温度点。具体地，3个测试点原则上包含低温测试点、常温测试点和高温测试点，低温测试点的温度小于等于15℃、常温测试点的温度介于25℃上下浮动5℃，高温测试点的温度大于等于35℃，同时，测试点还应包括温度值大于电池理论使用最高温度的80％的高端温度测试点、介于电池理论使用最高温度的30％-80％之间的中端温度测试点以及低于电池理论使用最高温度的30％的低端温度测试点。

在一实施例中，所述“控制电池系统静置预设静置时间”步骤，具体包括以下步骤：

控制电池系统静置预设静置时间；

获取电池系统的电池单体表面温度和静置环境温度，并获取电池单体表面温度和静置环境温度的差值；

当检测到电池系统的电池单体表面温度和静置环境温度的差值小于等于预设温度差值时，判定电池系统完成环境适应过程。

在一实施例中，所述预设温度差值为2℃。

在一实施例中，所述“根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率”步骤，具体包括以下步骤：

获取电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值；

根据最大功率预设限值和最小功率预设限值进行取平均值，获得初始测试功率。

基于同一发明构思，请参考图3，本发明提供一种电池充放电功率限值测试系统，包括：

测试功率获取模块100，用于根据电池系统的最大功率预设限值和最小功率预设限值，获得初始测试功率；

充放电控制模块200，与所述测试功率获取模块通信连接，用于控制电池系统在恒定的初始测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到充放电测试后电池系统的端电压，所述预设测试时间包括预设充电时间和预设放电时间；

功率准确性判断模块300，与所述充放电控制模块通信连接，用于根据所述端电压与电池系统的上预设截止电压的第一电压差值、所述端电压与电池系统的下预设截止电压的第二电压差值，判断所述初始测试功率与电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率的关系；

第一功率准确性判定模块410，与所述功率准确性判断模块通信连接，用于当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均小于等于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的准确充电功率和预设放电时间的准确放电功率。

一些实施例中，请参考图4，还包括：

第二功率准确性判定模块420，与所述功率准确性判断模块通信连接，用于当检测到所述第一电压差值或所述第二电压差值大于预设差值时，判定所述初始测试功率为电池系统在预设充电时间的非准确充电功率和预设放电时间的非准确放电功率；

赋值更新模块421，与所述第二功率准确性判定模块通信连接，当检测到所述第一电压差值和所述第二电压差值均大于预设差值时，将所述初始测试功率赋值给所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值；

测试功率更新获取模块422，与所述赋值更新模块通信连接，用于根据所述初始测试功率赋值替换的所述最大功率预设限值或所述最小功率预设限值，重新获取更新测试功率；

继续充放电控制模块423，与所述更新均值计算模块通信连接，用于控制电池系统在恒定的所述更新测试功率和预设测试时间条件下进行充放电测试，得到电池系统充电测试后的端电压。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Ra ndomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CP U)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Pr ocessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circ uit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，F PGA)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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要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系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Fl ash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。