一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试方法、装置及程序产品与流程

本发明涉及新能源电池，尤其涉及一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试方法、装置及程序产品。

背景技术：

1、伴随着新能源技术和基础配套设施日益成熟，新能源车销量成倍增长，新能源车成为城市家庭购买代步工具的首选对象。驱动三元锂电池发展的主要因素消失，取而代之的是市场机制，而磷酸铁锂凭借更低价格、更高寿命、更安全应用的特性，获得了市场的更多青睐。

2、电池开路电压是指在不接通负载情况下，两端电极间的电势差。电池的开路电压取决于电池正负极材料的性质及材料中活性物质的含量，因此开路电压可以判定电极材料的对应的脱嵌锂状态，从而估计电池的荷电状态(state of charge，soc)，快速准确测定磷酸铁锂电池的开路电压具有重要的产业化应用意义。

3、目前电池管理系统在进行soc估算时一般采用卡尔曼滤波法或安时积分法。由于安时积分法无法消除长期累积误差，一般不单独使用。对于卡尔曼滤波法，该方法存在以下两个问题：①测试周期长：电池开路电压要求电池处于开路状态并且达到稳定状态，也就是说，当电池断开外电路，并且静置足够长时间使电池达到稳定状态之后，测得的端电压就是电池的开路电压。通常三元锂电池的静置时间是4～6h，而磷酸铁锂电池的静置时间在10h以上。②估算误差大：三元锂电池的soc-ocv曲线斜率较大，估算误差一般可控制在5％以内。而磷酸铁锂电池的开路电压在soc为10％-90％区间内很平稳，且充放电soc-ocv曲线存在滞回现象，估算误差接近40％。传统的锂电池开路电压测定方法存在测试周期较长、准确性较差且无法在线使用的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试方法、装置及程序产品，以解决现有的测试方法存在测试周期较长、准确性较差且无法在线使用的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试方法，包括：

3、获取实测弛豫电压值和所述实测弛豫电压值对应的时间参数；

4、获取所述磷酸铁锂电池当前的荷电状态；

5、根据所述荷电状态和所述时间参数，确定弛豫电压估算值；

6、根据所述实测弛豫电压值、所述弛豫电压估算值和所述时间参数，确定弛豫电压-时间关系曲线；

7、根据弛豫电压-时间关系曲线，确定所述磷酸铁锂电池的开路电压。

8、可选的，所述获取实测弛豫电压值和所述实测弛豫电压值对应的时间参数，包括：

9、以t秒为采样间隔，获取所述磷酸铁锂电池在进入开路状态后m分钟内的n组实测弛豫电压值和所述n组实测弛豫电压值对应的时间参数，其中，t为≤60的正数，m为≥5的正数，n为≥10的正数。

10、可选的，所述获取所述磷酸铁锂电池当前的荷电状态，包括：

11、获取所述磷酸铁锂电池的初始soc值和车辆运行工况；

12、根据所述磷酸铁锂电池的初始soc值和所述车辆运行工况，确定所述磷酸铁锂电池当前的荷电状态。

13、可选的，所述根据所述荷电状态和所述时间参数，确定弛豫电压估算值，包括：

14、根据所述荷电状态，确定运算模式；

15、基于所述运算模式和预设运算参数以及所述时间参数，确定所述弛豫电压估算值，其中，所述预设运算参数包括相变指前因子、相变指数因子、浓差指前因子、浓差指数因子和常数。

16、可选的，所述根据所述实测弛豫电压值、所述弛豫电压估算值和所述时间参数，确定弛豫电压-时间关系曲线，包括：

17、根据所述实测弛豫电压值和所述弛豫电压估算值计算二者的均方差；

18、当所述均方差小于等于预设均方差数值时，则根据所述弛豫电压估算值和所述时间参数，拟合得到所述弛豫电压-时间关系曲线。

19、可选的，所述根据弛豫电压-时间关系曲线，确定所述磷酸铁锂电池的开路电压，包括：

20、对所述弛豫电压-时间关系曲线进行求导数，得到所述弛豫电压-时间关系曲线的一阶导数曲线；

21、当所述一阶导数曲线的变化速率小于预设数值时，则将此时的弛豫电压估算值确定为所述磷酸铁锂电池的开路电压。

22、可选的，所述基于所述运算模式和预设运算参数以及所述时间参数，确定所述弛豫电压估算值，包括：

23、当所述荷电状态位于充放电中间阶段，获取所述时间参数的负值与所述相变指数因子的第一商值；

24、将所述第一商值作指数运算后与所述相变指前因子相乘，得到第一乘积；

25、获取所述时间参数的负值与所述浓差指数因子的第二商值；

26、将所述第二商值作指数运算后与所述浓差指前因子相乘，得到第二乘积；

27、根据所述第一乘积、所述第二乘积和所述常数的和值，确定所述弛豫电压估算值。

28、可选的，所述基于所述运算模式和预设运算参数以及所述时间参数，确定所述弛豫电压估算值，还包括：

29、当所述荷电状态位于充放电两端阶段，获取所述时间参数的负值与所述浓差指数因子的第三商值；

30、将所述第三商值作指数运算后与所述浓差指前因子相乘，得到第三乘积；

31、根据所述第三乘积和所述常数的和值，确定所述弛豫电压估算值。

32、根据本发明的另一方面，提供了一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试装置，包括：

33、第一获取模块，所述第一获取模块用于获取实测弛豫电压值和所述实测弛豫电压值对应的时间参数；

34、第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述磷酸铁锂电池当前的荷电状态；

35、估算值确定模块，所述估算值确定模块用于根据所述荷电状态和所述时间参数，确定弛豫电压估算值；

36、曲线确定模块，所述曲线确定模块用于根据所述实测弛豫电压值、所述弛豫电压估算值和所述时间参数，确定弛豫电压-时间关系曲线；

37、开路电压确定模块，所述开路电压确定模块用于根据弛豫电压-时间关系曲线，确定所述磷酸铁锂电池的开路电压。

38、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的磷酸铁锂电池开路电压的测试方法。

39、本发明实施例提供了一种磷酸铁锂电池的开路电压的测试方法、装置及程序产品，其中，方法包括：获取实测弛豫电压值和实测弛豫电压值对应的时间参数；获取磷酸铁锂电池当前的荷电状态；根据荷电状态和时间参数，确定弛豫电压估算值；根据实测弛豫电压值、弛豫电压估算值和时间参数，确定弛豫电压-时间关系曲线；根据弛豫电压-时间关系曲线，确定磷酸铁锂电池的开路电压。本发明实施例提供的技术方案，基于磷酸铁锂电池内部反应机理，获取车辆短暂停泊几分钟以内的电压数据和时间参数，仅需要通过监控电压数据和时间参数，即可快速、准确估算出磷酸铁锂电池的开路电压，与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案，测试周期短，仅需监控电池处于开路状态后前5-10min的电压数据，与传统开路电压动辄数小时静置时间相比大大缩短测试周期和数据量。并且，由于本发明实施例提供的技术方案数据计算量较小，仅需监控电压和时间数据，对芯片算力和硬件均无特殊需求，适用于在线使用。本技术解决了现有的测试方法存在测试周期较长、准确性较差且无法在线使用的问题，有效缩短了测试周期，提升了准确性且适用于在线使用。

40、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。