电池快充方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池快充方法、系统、设备及介质。

背景技术

在电动汽车领域，快充能力是电动汽车的重要参数之一。提高电池的快充能力主要依赖于电池化学体系的改善，例如正极、负极、电解液、隔膜等，或者还可以根据电池管理系统层级优化快充策略对快充能力进行优化。

而现有技术中采用的快充方法的快充倍率常以系统限流值进行标定，而电池真实充电能力常常大于系统限流值的标定的快充倍率，从而导致充电时间无法缩短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中充电时间无法缩短的缺陷，提供一种电池快充方法、系统、设备及介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

第一方面，提供一种电池快充方法，所述电池快充方法包括：

响应于电池的充电请求，确定所述电池的实际充电倍率；

获取所述电池的当前电池容量和电流阈值；

根据所述当前电池容量和所述电流阈值计算得到所述电池的允许充电倍率；

根据所述允许充电倍率和所述实际充电倍率确定所述电池的快充倍率；

控制所述电池以所述快充倍率进行充电。

可选地，根据所述允许充电倍率和所述实际充电倍率确定所述电池的快充倍率，包括：

将所述允许充电倍率和所述实际充电倍率的最小值设置为所述电池的快充倍率。

可选地，获取所述电池的当前电池容量和电流阈值之前，包括：

获取所述电池的当前剩余电量；

判断所述当前剩余电量是否小于余量阈值；

若是，则执行获取所述电池的当前电池容量和电流阈值的步骤；

若否，则将所述实际充电倍率设置为所述快充倍率。

可选地，所述电池快充方法还包括：

获取所述电池的当前电池温度和当前剩余电量；确定所述电池的实际充电倍率，包括：

根据电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系，确定与所述当前电池温度和当前剩余电量相匹配的充电倍率，并将所述相匹配的充电倍率确定为所述实际充电倍率。

可选地，所述对应关系包括：

当所述当前剩余电量大于等于第一余量阈值且小于第二余量阈值，且所述当前电池温度大于等于第一电池温度阈值且小于等于第二电池温度阈值时，将所述第二余量阈值和所述第一电池温度阈值对应的充电倍率设置为实际充电倍率；

其中，所述第二余量阈值与所述第一余量阈值的差值在余量差值范围内，所述第二余量阈值大于所述第一余量阈值；所述第二电池温度阈值与所述第一电池温度阈值的差值在电池温度差值范围内，所述第二电池温度阈值大于所述第一电池温度阈值。

第二方面，提供一种电池快充系统，所述电池快充系统包括：

第一确定模块，用于响应于电池的充电请求，确定所述电池的实际充电倍率；

第一获取模块，用于获取所述电池的当前电池容量和电流阈值；

计算模块，用于根据所述当前电池容量和所述电流阈值计算得到所述电池的允许充电倍率；

第二确定模块，用于根据所述允许充电倍率和所述实际充电倍率确定所述电池的快充倍率；

充电模块，用于控制所述电池以所述快充倍率进行充电。

可选地，计算模块还用于将所述允许充电倍率和所述实际充电倍率的最小值设置为所述电池的快充倍率。

可选地，第一获取模块之前，包括：

第二获取模块，用于获取所述电池的当前剩余电量；

判断模块，用于判断所述当前剩余电量是否小于余量阈值；若是，则执行第一获取模块；若否，则执行设置模块；

所述设置模块，用于将所述实际充电倍率设置为快充倍率。

第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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第一方面所述的电池快充方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的电池快充方法。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过电流阈值和当前电池容量计算允许充电倍率，以及确定能够反映电池真实充电能力的实际充电倍率，通过允许充电倍率和实际充电倍率对电池的快充倍率进行设置，使得电池的快充性能不再仅局限于电流阈值，而是可以根据电池的实际情况进行选择，同时根据不同情况下的电池充电倍率对快充倍率进行设置，在改善快充速率的同时，提升对电池的保护。

附图说明

图1为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充方法的第一流程图；

图2为本发明一示例性实施例提供的一种根据电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系，确定当前电池温度和当前剩余电量对应的实际充电倍率的示意图；

图3为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充方法的第二流程图；

图4为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充方法的具体实现方式的流程图；

图5为本发明一示例性实施例提供的一种电池健康度SOH为80％情况下，采用不同快充方法的充电时间变化示意图；

图6为本发明一示例性实施例提供的一种25℃电池温度情况下，采用本实施例的快充方法，对不同电池健康度的电池进行充电的充电时间变化示意图；

图7为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充系统的模块示意图；

图8为本发明一示例性实施例提供的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

下面通过示例性实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

图1为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充方法的第一流程图，该方法包括：

S11、响应于电池的充电请求，确定电池的实际充电倍率。

在一个实施例中，步骤S11之前，该方法还包括：获取电池的当前电池温度和当前剩余电量；

步骤S11中确定电池的实际充电倍率的步骤具体包括：根据电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系，确定与所述当前电池温度和当前剩余电量相匹配的充电倍率，并将所述相匹配的充电倍率确定为所述实际充电倍率。

其中，电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系根据电池模拟实验确定。根据电池模拟实验得到不同的电池温度和剩余电量与充电倍率的关系数据，对该关系数据进行拟合，得到上述对应关系。对应关系可以但不限于通过表格表征，通过查表，即可确定与当前电池温度和当前剩余电量相匹配的实际充电倍率。

在一具体实施方式中，图2根据电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系，确定当前电池温度和当前剩余电量对应的实际充电倍率的示意图，具体包括：

根据对应关系：当当前剩余电量大于等于第一余量阈值且小于第二余量阈值，且当前电池温度大于等于第一电池温度阈值且小于等于第二电池温度阈值时，将第二余量阈值和第一电池温度阈值对应的充电倍率设置为实际充电倍率。

其中，第二余量阈值与第一余量阈值的差值在余量差值范围内，第二余量阈值大于第一余量阈值；第二电池温度阈值与第一电池温度阈值的差值在电池温度差值范围内，第二电池温度阈值大于第一电池温度阈值。具体参见以下公式：

当a≤t≤b，α≤x％≤β时，R

其中，R

x为当前剩余电量；

t为当前电池温度；

α为电池管理系统中的充电倍率对应的第一余量阈值，α≤x％，|x％-α|≤n％；

β为电池管理系统中的充电倍率对应的第二余量阈值，β≥x％，|x％-β|≤n％；

a：电池管理系统中的充电倍率对应的第一电池温度阈值，a≤t，|t-a|≤m；

b：电池管理系统中的充电倍率对应的第二电池温度阈值，b≥t，|t-b|≤m；

m为电池温度差值范围，具体可以根据实际应用场景进行选择，一般优选为10；

n为余量差值范围，具体可以根据实际应用场景进行选择，一般优选为10。

S12、获取电池的当前电池容量和电流阈值；

其中，当前电池容量与SOH(State OfHealth，电池健康状态)呈正相关，SOH为当前电池容量与电池的初始容量的比值。电流阈值为系统限流值，即BMS(Battery ManagementSystem，电池管理系统)系统中最大允许充电电流。

一般电池在低电量区域时存在电流阈值，以限制电池的最大允许充电电流，用于对电池进行充电保护。以锂电池为例，电流阈值可以保护电池充电，减少电池析锂情况的发生。因此本实施例的电池快充方法优选应用于电池的当前剩余电量(State OfCharge，SOC)小于余量阈值的场景，即电池处于低电量区域的场景。余量阈值可以根据实际使用场景进行选择，本实施例中优选为60％。

S13、根据当前电池容量和电流阈值计算得到电池的允许充电倍率。

在一个实施例中，允许充电倍率的计算公式如下：

R

其中，I

举例来说，当k为1时，根据上述计算公式当前电池容量为10Ah，电流阈值为40A时，允许充电倍率是4C。

另外，随着电池的使用过程中，电池的当前电池容量是逐渐衰减的，而电流阈值是固定不变的，因此允许充电倍率会随电池容量的衰减而增大。现有技术中仅采用电流阈值对快充能力进行标定，而不考虑电池容量的变化，使得电池容量衰减后电池的快充倍率没有得以提升，也即使得电池的充电时间没有缩短。

S14、根据允许充电倍率和实际充电倍率确定电池的快充倍率；

在一个实施例中，步骤S14包括：

将允许充电倍率和实际充电倍率的最小值设置为电池的快充倍率，具体参见以下公式：

R＝min(R

其中，R为快充倍率，R

在本实施例中，若允许充电倍率小于实际充电倍率，此时采用实际充电倍率作为快充倍率进行充电可能会导致充电线束熔断，因此需要将允许充电倍率设置为快充倍率进行充电；若允许充电倍率大于实际充电倍率，此时采用允许充电倍率作为快充倍率进行充电可能会导致电池析锂，发生内部短路从而导致失火爆炸，因此需要将实际充电倍率设置为快充倍率。通过在两个充电倍率中选择最小值作为电池的快充倍率，在提升快充倍率的同时提升电池安全性能，实现对电池充电的保护。

S15、控制电池以快充倍率进行充电。

本实施例中，控制电池以重新标定的快充倍率进行充电，能够有效地提升电池的充电速率，而并非仅局限于系统限流值标定的快充倍率，有效缩短充电时间。

图3为本发明一示例性实施例提供的一种电池快充方法的第二流程图，本实施例的电池快充方法在上一实施例的基础上提供快充倍率的另一种实现方式，参见图3，电池快充方法包括：

S21、获取电池的当前剩余电量。

其中，当前剩余电量即电池SOC，用于确定电池是否处于高电量区域。

S22、判断当前剩余电量是否小于电量阈值；若是，则执行步骤S24；若否，则执行步骤S23。

其中，电量阈值可以根据实际应用场景进行选择，一般可以设置为60％，小于电量阈值为低电量区域，大于或等于电量阈值为高电量区域。

由于处于高电量区域的电池一般不存在BMS系统限流的问题，即不存在充电过程中的电流阈值，因此在本实施例中可以无需根据电流阈值设置允许充电倍率，而直接根据不同的当前剩余电量直接对快充倍率进行设置。

S23、将实际充电倍率设置为快充倍率。

其中，实际充电倍率的确定过程可以参见上一实施例，在此不再赘述。

在步骤S23之后，执行步骤S27。

S24、获取电池的当前电池容量和电流阈值。

S25、根据当前电池容量和电流阈值计算得到电池的允许充电倍率。

S26、根据允许充电倍率和实际充电倍率确定电池的快充倍率。

S27、控制电池以快充倍率进行充电。

本实施例中，步骤S24-步骤S27的实现方式与上述实施例中的实现方式一致，在此不再赘述。

下面通过一具体实施方式对本发明实施例做进一步说明，图4为电池快充方法的具体实现方式的示意图，参见图4：

响应于电池的充电需求，获取当前电池容量C

获取电池的当前电池温度T和当前剩余电量SOC，当当前剩余电量SOC大于等于第一余量阈值α且小于第二余量阈值β，且当前电池温度T大于等于第一电池温度阈值a且小于等于第二电池温度阈值b时，将第二余量阈值β和第一电池温度阈值a对应的充电倍率R

当当前剩余电量SOC大于电量阈值时，电量阈值设置为60％，直接将实际充电倍率R

当当前剩余电量SOC小于电量阈值时，将允许充电倍率R

本实施方式以电池容量为200Ah，电流阈值为300A的电池进行对比试验，得到两个实验结果：

图5为电池健康度SOH为80％情况下，采用不同快充方法的充电时间变化示意图。图中长虚线表征现有技术中采用电流阈值对快充倍率进行设置的充电时间变化，短虚线表征采用限制倍率对快充倍率进行设置的充电时间变化，实线表征采用本实施例的快充方法进行充电，可以明显看出本实施例的快充方法相较于现有技术中的两种方法在低电量区域，即剩余电量SOC低于余量阈值时，斜率显著提升，也即充电速率明显提升。

图6为25℃电池温度情况下，采用本实施例的快充方法，对不同电池健康度SOH的电池进行充电的充电时间变化示意图。图中短虚线表征电池健康度为80％，长虚线表征电池健康度为90％，实线表征电池健康度为100％。可以明显看出当电池健康度降低时，短虚线的斜率提升，即快充时间显著缩短，本实施例的快充方法能够显著提升快充速率。

图7为本发明一示例性实施例提供一种电池快充系统的模块示意图，参见图7，系统包括：

第一确定模块71，用于响应于电池的充电请求，确定所述电池的实际充电倍率；

第一获取模块72，用于获取所述电池的当前电池容量和电流阈值；

计算模块73，用于根据所述当前电池容量和所述电流阈值计算得到所述电池的允许充电倍率；

第二确定模块74，用于根据所述允许充电倍率和所述实际充电倍率确定所述电池的快充倍率；

充电模块75，用于控制所述电池以所述快充倍率进行充电。

在一个实施例中，计算模块73还用于将所述允许充电倍率和所述实际充电倍率的最小值设置为所述电池的快充倍率。

在一个实施例中，第一获取模块72之前，包括：

第二获取模块，用于获取所述电池的当前剩余电量；

判断模块，用于判断所述当前剩余电量是否小于余量阈值；若是，则执行第一获取模块72；若否，则执行设置模块；

所述设置模块，用于将所述实际充电倍率设置为快充倍率。

在一个实施例中，系统还包括：

第三获取模块，用于获取所述电池的当前电池温度和当前剩余电量；

第一确定模块71还用于根据电池温度、剩余电量和充电倍率的对应关系，确定与所述当前电池温度和当前剩余电量相匹配的充电倍率，并将所述相匹配的充电倍率确定为所述实际充电倍率。

在一个实施例中，第一确定模块71还用于当所述当前剩余电量大于等于第一余量阈值且小于第二余量阈值，且所述当前电池温度大于等于第一电池温度阈值且小于等于第二电池温度阈值时，将所述第二余量阈值和所述第一电池温度阈值对应的充电倍率设置为实际充电倍率；

其中，所述第二余量阈值与所述第一余量阈值的差值在余量差值范围内，所述第二余量阈值大于所述第一余量阈值；所述第二电池温度阈值与所述第一电池温度阈值的差值在电池温度差值范围内，所述第二电池温度阈值大于所述第一电池温度阈值。

对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

图8为本发明一示例实施例提供一种电子设备，参见图8，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备80的结构图。图8显示的电子设备80仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，电子设备80可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备80的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器81、上述至少一个存储器82、连接不同系统组件(包括存储器82和处理器81)的总线83。

总线83包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器82可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)821和/或高速缓存存储器822，还可以进一步包括只读存储器(ROM)823。

存储器82还可以包括具有一组(至少一个)程序模块824的程序工具825(或实用工具)，这样的程序模块824包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器81通过运行存储在存储器82中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的方法。

电子设备80也可以与一个或多个外部设备84通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口85进行。并且，模型生成的电子设备80还可以通过网络适配器87与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器87通过总线83与模型生成的电子设备80的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备80使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明实施例还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现上述任一实施例的方法。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。