一种电池健康状态评估方法、装置及相关产品与流程

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池健康状态评估方法、装置及相关产品。

背景技术：

能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重对汽车行业提出了更高的节能减排要求。发展新能源汽车已近成为汽车行业变革的必然趋势。动力电池是电动汽车的动力来源。为了确保电动汽车能安全、稳定、高效地运行，需要对电池进行必要的管理和控制。电池健康状态(stateofhealth,soh)是评估电池的一个重要指标。精确掌握电池全生命周期的soh能够为电池诊断提供依据，同时也有助于及时更换老化的电芯，提高电池组的整体寿命。进一步地，精确掌握电池soh对于提高电动汽车的动力性能也具有重要意义。

目前可以通过评估的方法获取的电池全生命周期的soh。但是评估时通常以整包进行评估，往往忽略了电池使用中最严苛的情况。电动汽车的性能下限取决于电池系统的最差性能，而以整包电池评估出的soh往往无法准确衡量电池系统的最差性能。因此，如何提升电池soh评估的准确性已经成为当前领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

基于上述问题，本申请提供了电池健康状态评估方法、装置及相关产品，以准确评估电池系统的最差性能。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请第一方面提供了一种电池健康状态评估方法，包括：

获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标；

根据所有电芯的健康关联指标，从所述电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯；所述第二类型电芯的健康关联指标指示所述第二类型电芯为所述电芯集合中的典型电芯；所述第一类型电芯的健康关联指标指示所述第一类型电芯的耐久性能差于所述第二类型电芯的耐久性能；

对所述第一类型电芯和所述第二类型电芯进行耐久测试，获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态；

获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态与所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态的偏差；

根据所述偏差评估所述电池的健康状态。

可选地，所述获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标，包括：

获得所述电芯集合中所有电芯的容量和直流内阻；

所述根据所有电芯的健康关联指标，从所述电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯，包括：

对所述电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的容量均值；对所述电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；

将所述电芯集合中，容量低于第一容量阈值且直流内阻高于第一内阻阈值的电芯确定为所述第一类型电芯；将所述电芯集合中，容量与所述容量均值的差的绝对值小于第一容量差阈值，且直流内阻与所述直流内阻均值的差的绝对值小于第一阻值差阈值的电芯确定为第二类型电芯；

所述第一容量阈值低于所述容量均值；所述第一内阻阈值高于所述直流内阻均值。

可选地，所述获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标，包括：

获得所述电芯集合中所有电芯的容量和直流内阻；

所述根据所有电芯的健康关联指标，从所述电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯，包括：

对所述电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的容量均值；对所述电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；

将所述电芯集合中，容量最低且直流内阻最高的电芯确定为所述第一类型电芯；将所述电芯集合中，容量与所述容量均值匹配且直流内阻与所述直流内阻均值匹配的电芯确定为第二类型电芯。

可选地，所述根据所述偏差评估所述电池的健康状态，包括：

获得所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果；

利用所述偏差修正所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果。

可选地，在所述获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标之前，所述方法还包括：

控制所述电芯集合中所有电芯在生产制作的环节一致；

电芯的健康关联指标具体为电芯出厂后未经使用的状态下测得的健康关联指标。

本申请第二方面提供了一种电池健康状态评估装置，包括：

指标获取模块，用于获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标；

电芯选取模块，用于根据所有电芯的健康关联指标，从所述电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯；所述第二类型电芯的健康关联指标指示所述第二类型电芯为所述电芯集合中的典型电芯；所述第一类型电芯的健康关联指标指示所述第一类型电芯的耐久性能差于所述第二类型电芯的耐久性能；

测试模块，用于对所述第一类型电芯和所述第二类型电芯进行耐久测试，获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态；

偏差获取模块，用于获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态与所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态的偏差；

评估模块，用于根据所述偏差评估所述电池的健康状态。

可选地，所述指标获取模块，用于获得所述电芯集合中所有电芯的容量和直流内阻；

所述电芯选取模块，包括：

统计单元，用于对所述电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的容量均值；对所述电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；

筛选确定单元，用于将所述电芯集合中，容量最低且直流内阻最高的电芯确定为所述第一类型电芯；以及将所述电芯集合中，容量与所述容量均值匹配且直流内阻与所述直流内阻均值匹配的电芯确定为第二类型电芯。

可选地，所述评估模块，包括：

获取单元，用于获得所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果；

修正单元，用于利用所述偏差修正所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果。

本申请第三方面提供了一种电池健康状态评估设备，包括处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于根据所述计算机程序执行第一方面提供的电池健康状态评估方法。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的电池健康状态评估方法。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供的一种电池健康状态评估方法，在该方法中，通过对第一类型电芯和第二类型电芯分别进行耐久测试，获得了耐久性能较差的第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得了第二类型电芯(即典型电芯)在全生命周期内的健康状态。以上述两种电芯的健康状态的偏差来评估电池soh，相比于现有技术中仅整包测试评估电池soh，参照的电芯的耐久性能跨度更大，获得电芯级别的soh偏差。利用该偏差，能够使对整包电池soh的评估结果更加准确，从而便于准确评估电池系统的最差性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电池健康状态评估方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种电池健康状态评估装置结构示意图。

具体实施方式

正如前文描述，目前通常整包地测试评估电池soh时。但是整个电池系统的性能与最差电芯在使用过程中的表现息息相关。因此当前的方案导致评估出的电池soh准确性不足，影响了电池soh评估结果的应用价值。

为解决以上问题，发明人经过研究提供了一种电池健康状态评估方法、装置及相关产品。结合第一类型电芯和第二类型电芯分别通过耐久测试获得的全生命周期的健康状态，获得两类型电芯的全生命周期健康状态的偏差。其后，以此偏差来评估电池的健康状态。通过筛选电芯和得到电芯级别的soh偏差来辅助评估电池整包的soh，相比于仅局限于整包测试，使得整包soh评估结果更加准确，从而也便于准确评估电池系统的最差性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

方法实施例

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电池健康状态评估方法流程图。如图1所示，本申请实施例提供的电池健康状态评估方法包括：

步骤101：获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标。

此处，电芯集合可以是指包含目标电池的所有电芯的集合。该电芯集合不是实体的概念，而是以集合的形式对电池的所有电芯划定了范畴。电芯的健康关联指标是指与电芯寿命存在关联的指标，作为示例，健康关联指标可以包括容量和直流内阻。电芯的容量越小、直流内阻越高，电池的寿命越短，耐久性能越差。在本步骤中，作为一种可能的实现方式：获得电芯集合中所有电芯的容量和直流内阻。

在获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标之前，方法还可以包括：控制电芯集合中所有电芯在生产制作的环节一致。如此能够保证电芯集合中电芯的电压、内阻等参数不会有非常大的差异，也能够保证组装为电池包后电池包工作的稳定性。本步骤101获得的电芯的健康关联指标具体为电芯出厂后未经使用的状态下测得的健康关联指标。

本步骤中获得电池集合中所有电芯的健康关联指标的目的是为了确定出电池集合中两种类型的电芯。其中，第二类型电芯的健康关联指标指示第二类型电芯为电芯集合中的典型电芯。第一类型电芯的健康关联指标指示第一类型电芯的耐久性能差于第二类型电芯的耐久性能。作为示例，第一类型电芯可以是电池集合中耐久性能最差的电芯。

步骤102：根据所有电芯的健康关联指标，从电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯。

在前述示例的基础上，作为第一种可能的实现方式，步骤102可以具体包含如下操作：

对电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得电芯集合中所有电芯的容量均值；对电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；将电芯集合中，容量最低且直流内阻最高的电芯确定为第一类型电芯；将电芯集合中，容量与容量均值匹配且直流内阻与直流内阻均值匹配的电芯确定为第二类型电芯。

此处，容量与容量均值匹配具体可以是指容量与容量均值一致，也可以是指容量与容量均值的差距非常小，可以近似看作两者一致。类似地，直流内阻与直流内阻均值匹配具体可以是指电芯的直流内阻和直流内阻均值一致，也可以是指电芯的直流内阻与直流内阻均值的差距非常小，可以近似看作两者一致。将容量最低且直流内阻最高的电芯确定为第一类型电芯，即表示确定出的第一类型电芯为电芯集合中的最差电芯。

在前述示例的基础上，作为第二种可能的实现方式，步骤102可以具体包含如下操作：

对电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得电芯集合中所有电芯的容量均值；对电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；将电芯集合中，容量低于第一容量阈值且直流内阻高于第一内阻阈值的电芯确定为第一类型电芯；将电芯集合中，容量与容量均值的差的绝对值小于第一容量差阈值，且直流内阻与直流内阻均值的差的绝对值小于第一阻值差阈值的电芯确定为第二类型电芯。

由于第一容量阈值低于容量均值，因此，第一类型电芯的容量必定低于容量均值。类似地，由于第一内阻阈值高于直流内阻均值，因此第一类型电芯的直流内阻必定高于直流内阻均值。由此可见，第一类型电芯的耐久性能差于典型电芯，寿命短于典型电芯的寿命。第二类型电芯的容量与容量均值的差的绝对值小于第一容量差阈值，表示第二类型电芯的容量与容量均值的差距非常小。类似地，第二类型电芯的直流内阻与直流内阻均值的差的绝对值小于第一阻值差阈值，表示第二类型电芯的直流内阻与直流内阻均值的差距非常小。从而，可以将第二类型电芯视为典型电芯。

需要说明的是，步骤101-102是在进行耐久测试之前执行的。在进行耐久测试时，第一类型电芯以及第二类型电芯均处于出厂后未经使用的状态。

步骤103：对第一类型电芯和第二类型电芯进行耐久测试，获得第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得第二类型电芯在全生命周期内的健康状态。

目前耐久测试的手段包括多种。例如进行循环实验或者存储实验的测试。耐久测试可以由人工设置测试流程，使用充放电设备及温度箱进行实验。耐久测试持续到第一类型电芯和第二类型电芯到达寿命终止阶段(endoflife,eol)。

耐久测试的过程中，随着电芯的使用，其功率和内阻可能发生持续的变化。在一种可能的实现方式中，可以通过监测耐久测试期间第一类型电芯的容量变化或内阻变化获得第一类型电芯的全生命周期(又称：全寿命周期)的soh。类似地，可以通过监测耐久测试期间第二类型电芯的容量变化或内阻变化获得第二类型电芯的全生命周期的soh。上述全生命周期的soh可以通过散点或曲线来表示。

步骤104：获得第一类型电芯在全生命周期内的健康状态与第二类型电芯在全生命周期内的健康状态的偏差。

假设第一类型电芯及第二类型电芯在全生命周期内的健康状态分别通过曲线来表示，则将第一类型电芯在全生命周期内的soh表示为第一soh曲线，将第二类型电芯在全生命周期内的soh表示为第二soh曲线。作为一种可能的实现方式，将第二soh曲线与第一soh曲线的纵坐标值对应相减得到偏差。该偏差也可以通过曲线来表示。

步骤105：根据偏差评估电池的健康状态。

在步骤104获得的偏差具体可以用来修正仅以整包电池soh的评估结果。步骤105在具体执行时，可以首先获得电池在全生命周期内的整包健康状态结果，其后利用偏差修正电池在全生命周期内的整包健康状态结果。

其中，电池在全生命周期内的整包健康状态结果具体可以是依据当前已有的技术将电池包整包进行耐久测试后获得的。获得整包健康状态结果并不涉及对电芯的筛选。整包健康状态结果也可以通过曲线来表示，在本申请实施例中将此曲线称为第三soh曲线。由于整包健康状态结果未考虑耐久性能较差的电芯的使用表现，因此第三soh曲线又可视为电池所有组成电芯均为典型电芯的条件下测得的结果。

步骤105中，可以将第三soh曲线与偏差曲线的纵坐标值对应相减，将相减之后得到的数据形成的曲线作为该电池的全生命周期的soh。如此，实现了对电池级别soh评估结果的修正。

以上即为本申请实施例提供的电池健康状态评估方法。在该方法中，通过挑选第一类型电芯和第二类型电芯，对第一类型电芯和第二类型电芯分别进行耐久测试，获得了耐久性能较差的第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得了第二类型电芯在全生命周期内的健康状态。利用以上述两种电芯的健康状态获得电芯级别的soh偏差，最终以上述偏差来评估电池整包全生命周期的soh。相比于现有技术中仅整包测试评估电池soh，在本申请技术方案中，考虑到了最严苛的电芯使用情况，获得了相应的电芯级别的soh偏差。利用该偏差来评估整包soh，能够使对整包电池soh的评估结果更加准确，从而便于准确评估电池系统的最差性能。

在前述实施例提供的电池健康状态评估方法的基础上，本申请还相应地提供了一种电池健康状态评估装置。以下结合实施例和附图对该装置的实现进行说明。

装置实施例

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种电池健康状态评估装置结构示意图。如图2所示，电池健康状态评估装置200包括：

指标获取模块201，用于获得电池的电芯集合中所有电芯的健康关联指标；

电芯选取模块202，用于根据所有电芯的健康关联指标，从所述电芯集合中确定第一类型电芯和第二类型电芯；所述第二类型电芯的健康关联指标指示所述第二类型电芯为所述电芯集合中的典型电芯；所述第一类型电芯的健康关联指标指示所述第一类型电芯的耐久性能差于所述第二类型电芯的耐久性能；

测试模块203，用于对所述第一类型电芯和所述第二类型电芯进行耐久测试，获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态；

偏差获取模块204，用于获得所述第一类型电芯在全生命周期内的健康状态与所述第二类型电芯在全生命周期内的健康状态的偏差；

评估模块205，用于根据所述偏差评估所述电池的健康状态。

电池健康状态评估装置200通过挑选第一类型电芯和第二类型电芯，对第一类型电芯和第二类型电芯分别进行耐久测试，获得了耐久性能较差的第一类型电芯在全生命周期内的健康状态并获得了第二类型电芯在全生命周期内的健康状态。利用以上述两种电芯的健康状态获得电芯级别的soh偏差，最终以上述偏差来评估电池整包全生命周期的soh。相比于现有技术中仅整包测试评估电池soh，在本申请技术方案中，考虑到了最严苛的电芯使用情况，获得了相应的电芯级别的soh偏差。利用该偏差来评估整包soh，能够使对整包电池soh的评估结果更加准确，从而便于准确评估电池系统的最差性能。

在一种可选实现方式中，所述指标获取模块201，用于获得所述电芯集合中所有电芯的容量和直流内阻；

所述电芯选取模块202，包括：

统计单元，用于对所述电芯集合中所有电芯的容量进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的容量均值；对所述电芯集合中所有电芯的直流内阻进行统计分析，获得所述电芯集合中所有电芯的直流内阻均值；

筛选确定单元，用于将所述电芯集合中，容量最低且直流内阻最高的电芯确定为所述第一类型电芯；以及将所述电芯集合中，容量与所述容量均值匹配且直流内阻与所述直流内阻均值匹配的电芯确定为第二类型电芯。

在另一种可选实现方式中，筛选确定单元，用于将所述电芯集合中，容量低于第一容量阈值且直流内阻高于第一内阻阈值的电芯确定为所述第一类型电芯；将所述电芯集合中，容量与所述容量均值的差的绝对值小于第一容量差阈值，且直流内阻与所述直流内阻均值的差的绝对值小于第一阻值差阈值的电芯确定为第二类型电芯；所述第一容量阈值低于所述容量均值；所述第一内阻阈值高于所述直流内阻均值。

在一种可选实现方式中，所述评估模块205，包括：

获取单元，用于获得所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果；

修正单元，用于利用所述偏差修正所述电池在全生命周期内的整包健康状态结果。

在一种可选实现方式中，电池健康状态评估装置200还包括：

生产控制模块，用于控制所述电芯集合中所有电芯在生产制作的环节一致；

电芯的健康关联指标具体为电芯出厂后未经使用的状态下测得的健康关联指标。

在前述实施例提供的电池健康状态评估方法及评估装置的基础上，本申请还相应地提供了一种电池健康状态评估设备。该设备包括处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于根据所述计算机程序执行如前述方法实施例提供的电池健康状态评估方法中的一个或多个步骤。

在前述实施例提供的电池健康状态评估方法、评估装置及评估设备的基础上，本申请还相应地提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如前述方法实施例提供的电池健康状态评估方法中的一个或多个步骤。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。