电池模组充电方法、装置、充电设备及可读存储介质与流程

本申请涉及电池充电领域，具体而言，涉及一种电池模组充电方法、装置、充电设备及可读存储介质。

背景技术：

随着新能源电池的应用场景越来越广，对新能源电池的需求越来越多。目前，在对电池进行充电时，若采用大电流对电池充电，虽然可以缩短充电时长，但是可能会对电池造成损坏，影响电池的使用寿命。若采用保守的方式以小电流进行电池充电，则会导致充电时间过长，导致充电效率低。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种电池模组充电方法、装置、充电设备及可读存储介质，能够在不影响电池模组的使用寿命的情况下实现快速充电，以提升充电效率。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种电池模组充电方法，所述方法包括：

获取目标电池模组的当前充电信息；

根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与所述当前充电信息对应的目标三维矩阵，所述目标三维矩阵基于所述目标电池模组的温度、充电边界值及soc值得到；

基于所述当前充电信息及所述目标三维矩阵，对所述目标电池模组充电。

在上述的实施方式中，目标三维矩阵包括目标电池模组在不同温度、soc值下的充电边界值，如此，有利于动态地基于充电边界值对目标电池模组进行充电，以在不损伤目标电池模组使用寿命的情况下，提高充电效率。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，在获取目标电池模组的当前充电信息之前，所述方法还包括：

在预设温度范围内的每个指定温度下，确定测试电池模组在多个指定soc值时对应的充电边界值，所述测试电池模组包括与所述目标电池模组的电池类型相同的电池模组；

基于所述预设温度范围中的所述每个指定温度、与所述每个指定温度值对应的soc值及充电边界值，生成所述测试电池模组基于温度、充电边界值、soc值的三维矩阵。

在上述的实施方式中，目标电池模组的电池类型可以为任意类型，如此可以生成各类电池模组的三维矩阵进行存储，以便于根据相应的三维矩阵对不同类的电池模组进行快速充电。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述目标电池模组包括锂离子电池模组，在预设温度范围内的每个指定温度下，确定测试电池模组在多个指定soc值时对应的充电边界值，包括：

在所述预设温度范围内的每个指定温度下，针对每个指定soc值，基于初始电流并以预设电流梯度增加充电电流以对所述测试电池模组充电；

当所述测试电池模组的负电极的对锂电位小于或等于零时，确定所述对锂电位等于零时的充电电流为对应指定soc值的充电边界值。

在上述的实施方式中，方法通过对锂电位，可以快速判断测试电池模组的充电边界值。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，基于所述当前充电信息及所述目标三维矩阵，对所述目标电池模组充电，包括：

从所述目标三维矩阵中，确定与所述当前充电信息中的soc值、温度值对应的充电边界值为目标充电边界值；

基于所述目标充电边界值，对所述目标电池模组充电。

在上述的实施方式中，基于充电边界值对目标电池模组进行充电，有利于在不损伤电池模组的使用寿命的情况下，实现快速充电。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述当前充电信息中的温度值为所述目标电池模组中的多个温度采集点中的最低温度值。

在上述的实施方式中，温度越低所对应的充电边界值通常越小，如此，有利于避免因采用较高温度对应的充电边界进行充电而损伤电池模组的使用寿命。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的电池类型，根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与所述当前充电信息对应的目标三维矩阵，包括：

根据充电信息与充电策略对应的三维矩阵的对应关系，确定与所述目标电池模组的所述电池类型对应的三维矩阵为所述目标三维矩阵。

在上述的实施方式中，通过预先存储与电池类型对应的三维矩阵，后续可以直接基于电池类型索引得到相应电池模组的三维矩阵，方便利用三维矩阵进行快速充电。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，获取目标电池模组的当前充电信息，包括：

每隔预设时长获取所述目标电池模组的所述当前充电信息，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的当前soc值及当前温度值。

在上述的实施方式中，可以随着电池模组充电过程中soc值、温度值的变化，基于三维矩阵动态确定充电边界值，从而有利于在不损伤电池模组使用寿命的情况下，实现快速充电。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池模组充电装置，所述装置包括：

信息获取单元，用于获取目标电池模组的当前充电信息；

确定单元，用于根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与所述当前充电信息对应的目标三维矩阵，所述目标三维矩阵基于所述目标电池模组的温度、充电边界值及soc值得到；

充电控制单元，用于基于所述当前充电信息及所述目标三维矩阵，对所述目标电池模组充电。

第三方面，本申请实施例还提供一种充电设备，所述充电设备包括相互耦合的处理器及存储器，所述存储器内存储计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述充电设备执行上述的方法。

第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的充电设备与电池模组的连接示意图。

图2为本申请实施例提供的充电设备的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电池模组充电方法的流程示意图。

图4为本申请实施例提供的电池模组充电装置的框图。

图标：10-充电设备；11-处理模块；12-存储模块；13-供电模块；20-电池模组；200-电池模组充电装置；210-信息获取单元；220-确定单元；230-充电控制单元。

具体实施方式

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描述。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1和图2，本申请实施例提供一种充电设备10，可以在不损伤待充电电池模组20的使用寿命的情况下，实现快速充电。

充电设备10可以通过数据线与设置在电池模组20上的传感器组件电连接。传感器组件包括但不限于电压表、电流表、温度传感器、电量检测传感器等。传感器组件中的各类传感器为本领域技术人员熟知，用于采集电池模组20的电压、充电电流、温度、电池的soc(stateofcharge，剩余电量)值等充电信息。

其中，传感器组件可以为充电设备10中的电子器件，或者为电池模块上的电子器件，只要充电设备10可以通过传感器组件获取到电池模组20的电压、温度、soc值等充电信息即可。

充电设备10还可以包括用于为电池模组20进行充电的供电模块13。供电模块13可以根据充电设备10所确定的充电边界值，确定充电电流，然后基于充电电流对电池模组20进行充电。其中，充电电流略小于充电边界值对应的电流。

请参照图2，充电设备10可以包括处理模块11及存储模块12。存储模块12内存储计算机程序，当计算机程序被所述处理模块11执行时，使得充电设备10能够执行下述方法中的各步骤。

处理模块11、存储模块12、供电模块13以及传感器组件各个元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

请参照图3，本申请实施例还提供一种电池模组充电方法，可以应用于上述的充电设备10，由充电设备10执行或实现方法的各步骤。方法可以包括以下步骤：

步骤s110，获取目标电池模组的当前充电信息；

步骤s120，根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与所述当前充电信息对应的目标三维矩阵，所述目标三维矩阵基于所述目标电池模组的温度、充电边界值及soc值得到；

步骤s130，基于所述当前充电信息及所述目标三维矩阵，对所述目标电池模组充电。

在上述的实施方式中，目标三维矩阵包括目标电池模组在不同温度、soc值下的充电边界值，如此，有利于动态地基于充电边界值对目标电池模组进行充电，以在不损伤目标电池模组使用寿命的情况下，提高充电效率。

下面将对方法的各步骤进行详细阐述，如下：

在步骤s110之前，方法可以包括针对各类电池类型的电池模组，创建不同电池类型的电池模组基于温度、充电边界值及soc值的三维矩阵，并存储不同电池类型的三维矩阵。

例如，在步骤s110之前，方法可以包括：

在预设温度范围内的每个指定温度下，确定测试电池模组在多个指定soc值时对应的充电边界值，所述测试电池模组包括与所述目标电池模组的电池类型相同的电池模组；

基于所述预设温度范围中的所述每个指定温度、与所述每个指定温度值对应的soc值及充电边界值，生成所述测试电池模组基于温度、充电边界值、soc值的三维矩阵。

可理解地，预设温度范围与指定温度可以根据实际情况进行确定。例如，预设温度范围可以为电池模组可以正常充电、放电的温度范围，不同种类的电池模组的预设温度范围可以不同，可以根据实际情况进行确定。示例性地，锂离子电池的预设温度范围可以为-40～60℃。当然，预设温度范围还可以为不同于示例的“-40～60℃”的温度范围，这里不作具体限定。

多个指定温度可以为根据预设温度范围得到的多个不同的温度值。例如，在预设温度范围内，以最低温度为起点，每增加一个温度梯度(温度梯度可以为1℃、2℃等，可以根据实际情况进行设置)的温度便作为一个指定温度。如此，可以在预设温度范围内，确定并得到多个指定温度。

在本实施例中，在创建测试电池模组的三维矩阵时，测试员可以结合外部环境的空调设备，调节待测电池模组的温度，以使待测电池模组的温度在预设温度范围的相应指定温度下，其中，调节待测电池模组的温度的方式为本领域技术人员熟知，这里不再赘述。

soc值可以用百分比表示。测试电池模组的多个指定soc值可以为0～100％中的多个不同百分比。例如，以0％为起点，每新增一个梯度的百分比值，便得到一个指定soc值。一个梯度的百分比值可以为1％、2％、5％、10％等，可以根据实际情况进行设置。

在确定测试电池模组在不同温度与不同soc值时的充电边界值期间，可以通过控制变量法，以预设温度范围的最低温度、soc值为0％开始，逐步提升指定soc值与指定温度，然后检测电池模组在每组指定温度、指定soc值下的充电边界值，然后，基于所有组合中在指定温度、指定soc值下的充电边界值，以及指定温度、指定soc值，生成测试电池模组基于温度、充电边界值、soc值的三维矩阵。三维矩阵可以通过三维直角坐标系0-xyz进行呈现。例如，在直角坐标系0-xyz中，x轴表示温度值、y轴表示soc值，z轴表示充电边界值。

另外，在直角坐标系0-xyz中，充电设备10可以基于多组的指定温度、指定soc值及对应的充电边界值，形成相应的三维坐标，然后，可以通过曲线拟合算法，得到在预设温度范围内，不同于指定温度的其他温度情况下，在各个soc值(包括指定soc值)的充电边界值。其中，曲线拟合算法为本领域技术人员熟知，这里不再赘述。

在本实施例中，电池类型与电池的形状结构、电池中的电解液的化学成分对应，电池类型可以根据实际情况进行分类，可以通过相应的编号或标识符进行区分，这里不作具体限定。不同形状结构的电池类型不同，不同化学成分的电解液的电池类型不同。电池模组可以包括至少一个单体电池。通常而言，电池模组包括多个单体电池，多个单体电池可以串联，或并联、或串联与并联相结合，形成电池模组。电池模组的结构为本领域技术人员熟知，这里不再赘述。方法可以生成各类电池模组的三维矩阵进行存储，以便于根据相应的三维矩阵对不同类的电池模组进行快速充电。

需要说明的是，目标电池模组指当前需要进行充电的电池模组，可以任一电池类型。

作为一种可选的实施方式，所述目标电池模组包括锂离子电池模组，在预设温度范围内的每个指定温度下，确定测试电池模组在多个指定soc值时对应的充电边界值，包括：

在所述预设温度范围内的每个指定温度下，针对每个指定soc值，基于初始电流并以预设电流梯度增加充电电流以对所述测试电池模组充电；

当所述测试电池模组的负电极的对锂电位小于或等于零时，确定所述对锂电位等于零时的充电电流为对应指定soc值的充电边界值。

在本实施例中，初始电流通常为一个较小的电流值，可以根据实际情况进行确定。可理解地，在以初始电流对电池模组充电时，在电池模组的预设温度范围内的任一温度、以及在任一soc值的情况下，均可以不损坏电池模组的使用寿命。预设电流梯度可以根据实际情况进行确定，例如，预设电流梯度可以为表示较小的电流梯度。例如，预设电流梯度可以是但不限于1毫安、10毫安、100毫安等梯度，可以根据实际情况进行确定，这里不作具体限定。

当电池模组为锂离子电池时，若采用恒定电压(恒定电压的大小可以根据实际情况进行确定)的方式对电池模组充电，在充电过程中，同一初始状态(比如soc值、温度等相同)下的电池，随着充电电流逐步增大，负极对锂电位的电压值逐渐减小。当对锂电位的电压值为0v(v指电压单位，伏特)时，表示当前的充电电流即为充电边界值，或称为充电电流边界。

若对锂电位的电压值小于0v，表示当前的充电电流超过充电边界值。当对锂电位的电压值小于0v时，电池模组中的单体电池的负电级可能会析出金属锂，影响电池模组的使用寿命。另外，随着金属锂的析出增多，将形成锂枝晶，锂枝晶可能会刺穿单体电池中的隔膜从而引起短路。

在本实施例中，通过预设电流梯度逐步逼近电池模组的实际充电边界值，有利于得到精度较高的与当前温度、当前soc值对应的充电电流边界。

在步骤s110中，当前充电信息可以包括目标电池模组的当前soc值、当前温度以及电池类型。其中，当前soc值和当前温度可以通过上述的传感器组件采集得到。电池类型可以由人工的方式手动输入，或者通过扫描条形码、二维码等方式，获取得到目标电池模组的电池类型。其中，二维码或条形码可以根据电池类型进行生成，生成方式为本领域技术人员熟知。另外，二维码或条形码的设置位置可以根据实际情况进行确定。

在本实施例中，步骤s110可以包括：每隔预设时长获取所述目标电池模组的所述当前充电信息，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的当前soc值及当前温度值。

在本实施例中，预设时长可以根据实际情况进行确定，可以为10秒、30秒、1分钟等时长，这里不作具体限定。充电设备10可以周期性地获取目标电池模组的最新充电信息，然后以最新充电信息对应的充电边界值，对目标电池模组进行充电。

可理解地，目标电池模组在充电过程中，充电设备10可以随着目标电池模组的soc值、温度值的变化，基于三维矩阵动态确定充电边界值，然后基于最新的充电边界值进行充电，从而有利于在不损伤电池模组使用寿命的情况下，实现安全快速充电，避免因soc值、温度值的变化降低充电效率或损伤电池模组的使用寿命。

当然，在其他实施方式中，充电设备10可以检测到温度变化到相应的指定温度的梯度范围区间(比如，温度由20℃～25℃，变化至25℃至30℃)，或soc值变化到相应的指定soc值的梯度区间时(比如soc值由20％～25％，变化至25％至30％)，便执行步骤s110，然后基于目标三维矩阵、当前的温度、soc值，重新确定一个新的充电边界值。

在本实施例中，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的电池类型，步骤s120可以包括：

根据充电信息与充电策略对应的三维矩阵的对应关系，确定与所述目标电池模组的所述电池类型对应的三维矩阵为所述目标三维矩阵。

在本实施例中，充电设备10可以预先存储多类不同电池类型的三维矩阵，包括目标电池模组的电池类型的三维矩阵。三维矩阵与充电信息中的电池类型建立有绑定关系，不同电池类型的三维矩阵通常存在差异。基于该绑定关系，充电设备10可以从多个三维矩阵中，快速确定与目标电池模组对应的三维矩阵。与目标电池模组绑定的三维矩阵即为目标三维矩阵。

在上述的实施方式中，通过预先存储与电池类型对应的三维矩阵，后续可以直接基于电池类型索引得到相应电池模组的三维矩阵，方便利用三维矩阵进行快速充电。

在本实施例中，步骤s130可以包括：

从所述目标三维矩阵中，确定与所述当前充电信息中的soc值、温度值对应的充电边界值为目标充电边界值；

基于所述目标充电边界值，对所述目标电池模组充电。

在本实施例中，目标充电边界值即为与目标电池模组当前的soc值和当前温度值对应的充电边界值。该充电边界值即为充电电流边界值。

充电设备10可以基于充电电流边界值，确定一个略小于该充电电流边界值的电流作为目标充电电流，然后以目标充电电流对目标电池模组进行充电。例如，充电设备10可以将指定百分比的充电电流边界值，作为目标充电电流。指定百分比可以为小于100％的较大百分比。例如，指定百分比可以为95％、99％，如此，有利于不损伤目标电池模组的使用寿命的情况下，快速安全地对目标电池模组进行充电。

在本实施例中，所述当前充电信息中的温度值为所述目标电池模组中的多个温度采集点中的最低温度值。

可理解地，电池模组中的多个温度采集点可以根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。通常而言，温度越低所对应的充电边界值越小，将最短温度值作为采用的温度值，如此，有利于避免因采用较高温度对应的充电边界进行充电而损伤电池模组的使用寿命。

在本实施例中，充电设备10可以集成在车载电脑上，并安装在电动车上，或者作为独立于电动车的设备，安装在充电站。例如，当电池模组为电动车(包括但不限于电动汽车、电动摩托等)中的供电电池时，此时，电池模组通常包括上述的传感器组件。若充电设备10可以为充电站的设备，可以通过传感器组件获取电池模组的充电信息，并为电池模组确定适合当前温度、当前soc值对应的充电边界，然后基于充电边界值对电池模组进行充电。若充电设备10安装在电动车上，充电设备10可以将适合电池模组的当前温度、当前soc值的充电边界值发送至充电站的供电设备，然后由供电设备基于充电边界值为电池模组进行充电。

请参照图4，本申请实施例还提供一种电池模组充电装置200，可以应用于上述的充电设备10中，用于执行方法中的各步骤。电池模组充电装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储模块12中或固化在充电设备10操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。处理模块11用于执行存储模块12中存储的可执行模块，例如电池模组充电装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。

电池模组充电装置200可以包括信息获取单元210、确定单元220及充电控制单元230，可以执行的操作步骤如下：

信息获取单元210，用于获取目标电池模组的当前充电信息；

确定单元220，用于根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与所述当前充电信息对应的目标三维矩阵，所述目标三维矩阵基于所述目标电池模组的温度、充电边界值及soc值得到；

充电控制单元230，用于基于所述当前充电信息及所述目标三维矩阵，对所述目标电池模组充电。

可选地，电池模组充电装置200还可以包括矩阵生成单元。在信息获取单元210执行步骤s110之前，确定单元220还可以用于在预设温度范围内的每个指定温度下，确定测试电池模组在多个指定soc值时对应的充电边界值，所述测试电池模组包括与所述目标电池模组的电池类型相同的电池模组；信息获取单元210用于基于所述预设温度范围中的所述每个指定温度、与所述每个指定温度值对应的soc值及充电边界值，生成所述测试电池模组基于温度、充电边界值、soc值的三维矩阵。

可选地，确定单元220还可以用于：

在所述预设温度范围内的每个指定温度下，针对每个指定soc值，基于初始电流并以预设电流梯度增加充电电流以对所述测试电池模组充电；

当所述测试电池模组的负电极的对锂电位小于或等于零时，确定所述对锂电位等于零时的充电电流为对应指定soc值的充电边界值。

可选地，充电控制单元230还可以用于：

从所述目标三维矩阵中，确定与所述当前充电信息中的soc值、温度值对应的充电边界值为目标充电边界值；

基于所述目标充电边界值，对所述目标电池模组充电。

可选地，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的电池类型，确定单元220还可以用于：根据充电信息与充电策略对应的三维矩阵的对应关系，确定与所述目标电池模组的所述电池类型对应的三维矩阵为所述目标三维矩阵。

可选地，信息获取单元210还可以用于：每隔预设时长获取所述目标电池模组的所述当前充电信息，所述当前充电信息包括所述目标电池模组的当前soc值及当前温度值。

在本实施例中，处理模块11可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述处理模块11可以是通用处理器。例如，该处理器可以是中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)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，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

存储模块12可以是，但不限于，随机存取存储器，只读存储器，可编程只读存储器，可擦除可编程只读存储器，电可擦除可编程只读存储器等。在本实施例中，存储模块12可以用于存储各类电池类型的三维矩阵等。当然，存储模块12还可以用于存储程序，处理模块11在接收到执行指令后，执行该程序。

可以理解的是，图2所示的结构仅为充电设备10的一种结构示意图，充电设备10还可以包括比图2所示更多的组件。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的充电设备10的具体工作过程，可以参考前述方法中的各步骤对应过程，在此不再过多赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例中所述的电池模组充电方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

综上所述，本申请提供一种电池模组充电方法、装置、充电设备及可读存储介质。方法可以包括：获取目标电池模组的当前充电信息；根据充电信息与三维矩阵的对应关系，确定与当前充电信息对应的目标三维矩阵，目标三维矩阵基于目标电池模组的温度、充电边界值及soc值得到；基于当前充电信息及目标三维矩阵，对目标电池模组充电。在本方案中，目标三维矩阵包括目标电池模组在不同温度、soc值下的充电边界值，如此，有利于动态地基于充电边界值对目标电池模组进行充电，以在不损伤目标电池模组使用寿命的情况下，提高充电效率。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置、系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。