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CN110109018A - 数据图表生成方法与电池组保养维护方法 - Google Patents

数据图表生成方法与电池组保养维护方法 Download PDF

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CN110109018A
CN110109018A CN201910362410.3A CN201910362410A CN110109018A CN 110109018 A CN110109018 A CN 110109018A CN 201910362410 A CN201910362410 A CN 201910362410A CN 110109018 A CN110109018 A CN 110109018A
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mesuring battary
monomer
battery
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drawing list
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CN201910362410.3A
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郭东旭
冯旭宁
郑岳久
韩雪冰
卢兰光
欧阳明高
何向明
杨耕
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Tsinghua University
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Tsinghua University
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Publication date
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Abstract

本申请涉及一种数据图表生成方法与电池组保养维护方法。其中，所述数据图表生成方法通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此计算每一个所述待测电池单体的额定容量和可放电量，从而构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，额定容量和可放电量的关系图对电池组保养维护具有指导作用，避免了基于端电压和基于荷电状态均衡的非线性问题，实现了锂离子电池组内最小电池单体容量的充分利用，从而实现电池组保养维护的目的。

Description

数据图表生成方法与电池组保养维护方法
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种数据图表生成方法与电池组保养维护方法。
背景技术
动力电池是纯电动汽车的核心动力来源。基于对纯电动汽车的动力性、续驶里程、安全性和成本等因素的综合考虑，目前纯电动汽车一般采用锂离子电池作为动力电池。锂离子电池是一种可充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池具有自充率低、工作范围广(可在-25℃至50℃的温度范围内工作)、无记忆效应、环境友好和寿命长等优点，逐渐成为纯电动汽车的车用动力电池的主流。受限于锂离子电池单体的容量和电压等级，锂离子电池单体并不能直接用于驱动电动汽车。需要将几百节锂离子电池单体以串并联的形式组成锂离子电池组，具备合适的容量和电压等级，方能为纯电动汽车提供足够的功率和能量以满足其动力性和续驶里程等要求。由于锂离子电池组内的各锂离子电池单体存在不一致性，会产生短板效应，导致锂离子电池组的动力性衰减、耐久性衰减或其他性能的衰减，甚至导致一系列安全性问题的产生。因此，需要对锂离子电池组进行均衡操作。
在传统方案中，一般通过直接测量锂离子电池单体两端的端电压或获取锂离子电池单体荷电状态值的方式，对锂离子电池组内的锂离子电池单体进行均衡操作，以达到对锂离子电池组的保养。
然而，锂离子电池单体的端电压和荷电状态值，均会随着锂离子电池单体在使用过程中的老化，产生非线性的数值变化，从而导致均衡策略不准确，保养效果不佳。
发明内容
基于此，有必要针对传统方案中，锂离子电池单体的端电压和荷电状态值变化非线性，导致均衡策略不准确，保养效果不佳的问题，提供一种数据图表生成方法与电池组保养维护方法。
本申请提供一种数据图表生成方法，包括：
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表。
本申请涉及一种数据图表生成方法，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此计算每一个所述待测电池单体的额定容量和可放电量，从而构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，额定容量和可放电量的关系图对电池组保养维护具有指导作用，避免了基于端电压和基于荷电状态均衡的非线性问题，实现了锂离子电池组内最小电池单体容量的充分利用，从而实现电池组保养维护的目的。
本申请还提供一种数据图表生成方法，包括：
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表；
将所述待测电池组投入使用，在持续第二预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据，依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表。
本申请涉及一种数据图表生成方法，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，在所述待测电池组投入使用后，通过实时获取所述待测电池组的实际电池数据，实现对额定容量和可放电量的关系图的不断更新，对电池组保养维护具有指导作用。由于额定容量和可放电量的关系图是不断更新的，避免了基于端电压和基于荷电状态均衡的非线性问题。
本申请还提供一种电池组保养维护方法，包括：
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表；
将所述待测电池组投入使用，在持续第三预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据，依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表；
确定均衡策略，并依据所述确定的均衡策略，对所述第二数据图表进行处理，生成电池维护策略图表；
基于所述电池维护策略图表，均衡所述待测电池组的电量，以实现所述待测电池组的保养。
本申请涉及一种电池组保养维护方法，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，在所述待测电池组投入使用后，通过实时获取所述待测电池组的实际电池数据，实现对额定容量和可放电量的关系图的不断更新。此外，本申请还通过确定不同的均衡策略，对额定容量和可放电量的关系图进行不同方式的处理，从而制定不同的保养维护策略。本申请涉及的电池组保养维护方法规划了给定均衡方式下的最优均衡路径，并实现了电池组内最小端电压电池单体容量的充分利用，从而实现电池组保养维护的目的。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例提供的数据图表生成方法中的第一数据图表的示意图；
图3为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图；
图4为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图；
图5为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图；
图6为本申请一实施例提供的数据图表生成方法的流程示意图；
图7为本申请一实施例提供的数据图表生成方法中的第二数据图表的示意图；
图8为本申请一实施例提供的电池组保养维护方法的流程示意图；
图9为本申请提供的均衡策略为主动均衡时的电池组保养维护方法实施例中的电池维护策略图表的示意图；
图10为本申请提供的均衡策略为被动均衡时的电池组保养维护方法实施例中的电池维护策略图表的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供一种数据图表生成方法与电池组保养维护方法。
需要说明的是，本申请提供的数据图表生成方法与电池组保养维护方法不限制其应用领域与应用场景。可选地，所述数据图表生成方法与电池组保养维护方法应用于锂离子电池组。
本申请提供一种数据图表生成方法。本申请提供的数据图表生成方法并不限制其执行主体。可选地，所述数据图表生成方法的执行主体可以为一种电池检测装置。可选地，所述数据图表生成方法的执行主体可以为一种电池检测装置中的处理器。
如图1所示，在本申请的一实施例中，所述数据图表生成方法包括如下步骤S100至步骤S300：
S100，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据。
具体地，所述待测电池组由多个待测电池单体串联或并联组成。所述待测电池单体的数量可以不小于2的任意数值。可选地，所述待测电池单体的数量为10。所述待测电池单体可以均为未使用过的锂离子电池。每一个所述待测电池单体可以与一个传感器电连接。所述传感器用于采集所述待测电池单体的电池数据。在待测电池组经历充放电循环后，所述传感器可以将所述待测电池单体的电池数据发送至所述处理器。
S200，依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量。
具体地，每一个所述待测电池单体，具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
S300，依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表。
具体地，所述第一数据图表可以为数据图，也可以为数据表。可选地，所述第一数据图表为折线图。所述折线图的横坐标为所述待测电池单体的额定容量。所述折线图的纵坐标为所述待测电池单体的可放电量。
图2为本申请一实施例提供的数据图表生成方法中的第一数据图表的示意图。如图2所示，图2中的每一个坐标点为一个待测电池单体。每一个待测电池单体具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
本实施例中，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此计算每一个所述待测电池单体的额定容量和可放电量，从而构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，额定容量和可放电量的关系图对电池组保养维护具有指导作用，避免了基于端电压和基于荷电状态均衡的非线性问题，实现了锂离子电池组内最小电池单体容量的充分利用，从而实现电池组保养维护的目的。
在本申请的一实施例中，所述步骤S100包括：
S110，在所述待测电池组经历一次充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的充电时间数据和放电时间数据。
具体地，所述待测电池单体的电池数据包括充电时间数据和放电时间数据。所述待测电池组经历一次充放电循环。所述充放电循环包括充电过程和放电过程。在所述待测电池组经历所述充电过程时，所述传感器采集各个待测电池单体的充电时间数据。在所述待测电池组经历所述放电过程时，所述传感器采集各个待测电池单体的放电时间数据。
在本实施例中，通过获取各个待测电池单体在充放电循环中的充电时间数据和放电时间数据，实现对待测电池组在实际使用过程中的状态数据采集，为后续数据图表的生成提供数据基础。
如图3所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S110包括如下步骤S111至步骤S115。
具体地，在本实施例中，所述待测电池组经历一次特定的充放电循环。所述特定的充放电循环包括五个步骤：充电步骤S111，过充步骤S112，静置步骤S113，放电步骤S114和过放步骤S115。所述充电时间数据包括电池组满充时刻tmax和一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻ti。所述放电时间数据包括电池组满放时刻tmin和每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻Ti。
S111，对所述待测电池组充电并设定开始充电的时刻为0，直至所述待测电池组中，最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组满充时刻tmax。
具体地，所述步骤S111为充电步骤。将所述待测电池组开始充电的时刻记为0，换言之，将所述步骤S111开始的时间节点记为0。所述步骤S111是对所述待测电池组常规的满充步骤。所述待测电池组内包括所述多个待测电池单体。在充电时，由于所述多个待测电池单体之间存在不一致性，因此所述多个待测电池单体的端电压不同。所述端电压为所述待测电池单体两端的电压值。所述传感器可以实时检测各个所述待测电池单体的端电压。
在充电时，所述多个待测电池单体的目标是：将所述端电压充至充电截止电压。充电截止电压是指在规定的恒流充电期间，所述待测电池单体达到完全充电状态时的电压。充电截止电压是一个人为设定值。当所述待测电池单体的端电压达到充电截止电压后仍继续充电，会对所述待测电池单体的性能和寿命产生损害。可选地，充电截止电压为4.2伏。充电电流的数值位于1/3C和1C之间。可选地，充电电流的数值为1/3C。在一个待测电池组内，最大端电压电池单体总是会最先达到充电截止电压。最小端电压电池单体总是会最后达到充电截止电压。所述待测电池组视为满充的时刻tmax，应当是最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时的时刻。
S112，在所述最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压后，对所述待测电池组继续充电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到充电截止电压。记录每一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻ti。i为所述电池单体的数量，且i为正整数。
具体地，所述步骤S112为过充步骤。所述步骤S112通过对所述待测电池组过充，实现记录每一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻ti。在端电压较小的待测电池单体达到充电截止电压的过程中，其他已经达到充电截止电压的待测电池单体的端电压不会只停留在充电截止电压不变，而是会继续上升。因此，在所述待测电池组内，最后一个所述待测电池单体达到充电截止电压时，所述多个待测电池单体的端电压应当是各不相同的。
S113，静置所述待测电池组，持续第一预设时间段。
具体地，所述步骤S113为静置步骤。所述第一预设时间段为静置所述待测电池组的时间。所述第一预设时间段可以为任意时间。可选地，所述第一预设时间段为1小时。所述待测电池组在经历充电步骤和过充步骤后，处于一个不稳定的状态。通过在充电和过充后静置所述待测电池组，使得所述待测电池组达到稳态。静置所述待测电池以便于在后续放电步骤和过放步骤中，测量的放电时间数据准确。
S114，在所述第一预设时间段结束后，对所述待测电池组放电，直至所述待测电池组中，最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组满放时刻tmin。
具体地，所述步骤S114为放电步骤。放电电流的数值可以与所述充电电流的数值相同。所述放电电流的数值位于1/3C和1C之间。可选地，所述放电电流的数值为1/3C。可选地，所述放电截止电压可以为2.75伏。与充电步骤类似，在放电时，所述传感器可以实时检测各个所述待测电池单体的端电压。
放电时，所述多个待测电池单体的目标是：将所述端电压放至放电截止电压。放电截止电压又称为终止电压，是指电池放电时，端电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。放电截止电压是一个人为设定值。当所述待测电池单体的端电压达到放电截止电压后仍继续放电，会对所述待测电池单体的性能和寿命产生损害。在一个待测电池组内，最小端电压电池单体总是会最先达到放电截止电压。最大端电压电池单体总是会最后达到放电截止电压。所述待测电池组视为满放的时刻tmin，应当是最小端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时的时刻。
S115，在所述最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压后，对所述待测电池继续放电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到放电截止电压。记录每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻Ti。i为所述电池单体的数量，且i为正整数。
具体地，所述步骤S114为过放步骤。所述步骤S114通过对所述待测电池组过放，实现记录每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻Ti。在端电压较大的待测电池单体达到放电截止电压的过程中，其他已经达到充电截止电压的待测电池单体的端电压不会只停留在放电截止电压不变，而是会继续下降。因此，在所述待测电池组内，最后一个所述待测电池单体达到放电截止电压时，所述多个待测电池单体的端电压应当是各不相同的。
本实施例中，通过对所述待测电池组内的各个待测电池单体依次执行充电、过充、静置、放电和过放的步骤，实现对所述待测电池单体在充放电过程中数据的精确采集，为后续数据图表的生成提供数据基础。
如图4所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S200包括如下步骤S210至步骤S230：
S210，依据下列算式，获取所述待测电池单体的额定容量：
其中，Qi为所述待测电池单体的额定容量。Ti为所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻。ti为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻。I1为放电电流。
具体地，ti为所述步骤S112获取，Ti为所述步骤S115获取，放电电流I1已知，可以计算得出每一个所述待测电池单体的额定容量Qi。
S220，依据下列算式，获取所述待测电池单体的充电差异电量：
其中，Eci为所述待测电池单体的充电差异电量。ti为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻。tmax为电池组满充时刻tmax。I2为充电电流。
具体地，所述待测电池单体的充电差异电量Eci的物理意义是：从所述待测电池组达到满充状态起(即从最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压的时刻tmax起)，至某个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻(即ti)为止，该待测电池单体充入的电量。
S230，获取所述待测电池单体的额定容量和所述待测电池单体的充电差异电量之差，得到所述待测电池单体的可放电量。
具体地，依据下列算式，获取所述待测电池单体的可放电量Eai：
Eai＝Qi-Eci 公式3
其中，Eai为所述待测电池单体的可放电量。Qi为所述待测电池单体的额定容量。Eci为所述待测电池单体的充电差异电量。
本实施例中，基于获取的充电时间数据和放电时间数据，计算得出所述待测电池单体的额定容量和所述待测电池单体的可放电量，确定了所述待测电池单体的额定容量和所述待测电池单体的可放电量的对应关系，从而为后续生成所述第一数据图表提供数据基础。
本申请还提供一种数据图表生成方法。
如图5所示，在本申请的一实施例中，所述数据图表生成方法包括如下步骤S100至步骤S400：
S100，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据。
具体地，每一个所述待测电池单体可以与一个传感器电连接。所述传感器用于采集所述待测电池单体的电池数据。在待测电池组经历充放电循环后，所述传感器可以将所述待测电池单体的电池数据发送至所述处理器。
S200，依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量。
具体地，每一个所述待测电池单体，具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
S300，依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表。
具体地，所述第一数据图表可以为数据图，也可以为数据表。可选地，所述第一数据图表为折线图。所述折线图的横坐标为所述待测电池单体的额定容量。所述折线图的纵坐标为所述待测电池单体的可放电量。如图2所示，图2中的每一个坐标点为一个待测电池单体。每一个待测电池单体具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
S400，将所述待测电池组投入使用。在持续第二预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据。依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表。
具体地，所述第二预设时间段为所述待测电池组投入使用的时间。由于所述第一数据图表生成时，所述待测电池组视为未使用过。在纯电动汽车行驶一段时间后，所述待测电池组内的待测电池单体的电池性能和电池数据会产生变化。为获取所述待测电池组的实时状态，需要对所述第一数据图表进行更新。所述第二数据图表为更新后的所述第一数据图表。因此，所述第二数据图表可以反映所述待测电池单体的实时状态，便于用户根据所述待测电池单体的实时状态调整保养策略。
本申请涉及一种数据图表生成方法，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，在所述待测电池组投入使用后，通过实时获取所述待测电池组的实际电池数据，实现对额定容量和可放电量的关系图的不断更新，对电池组保养维护具有指导作用。由于额定容量和可放电量的关系图是不断更新的，避免了基于端电压和基于荷电状态均衡的非线性问题。
如图6所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S400包括如下步骤S410至步骤S450：
S410，获取所述待测电池组中各个待测电池单体的开路电压。
具体地，将所述待测电池组静置1小时以上，获取各个所述待测电池单体的端电压。此时，所述待测电池单体的端电压视为等于所述待测电池单体的开路电压。因为端电压和开路电压的区别，在待测电池单体处于稳态时，几乎为零。因此，可以在静置足够长的时间后，将述待测电池单体的端电压视为所述待测电池单体的开路电压。
S420，依据所述各个待测电池单体的开路电压，获取每一个所述待测电池单体的荷电状态值。
具体地，通过查询所述待测电池单体的电池出厂数据手册，可以获得所述待测电池单体的开路电压和荷电状态值的关系，进而得到每一个所述待测电池单体的荷电状态值。
S430，调取所述第一数据图表，获取所述第一数据图表中各个所述待测电池单体的额定容量。
具体地，所述待测电池单体的额定容量在一定使用时间内可认为是一个定值，并不会随着所述待测电池单体的使用时间增长，而产生显著变化。因此，在所述第一数据图表中，唯一需要更新的数据是所述待测电池单体的可放电量。
S440，依据所述待测电池单体的荷电状态值和所述待测电池单体的额定容量，通过如下算式计算待测电池单体的实际可放电量：
Qi'＝Qi×SOCi 公式4
其中，Qi’为所述待测电池单体的实际可放电量。Qi为待测电池单体的额定容量。SOCi为所述待测电池单体的荷电状态值。
具体地，通过所述步骤S420中获取的所述待测电池单体的荷电状态值，可以计算得出所述待测电池单体的实际可放电量。当然，本实施例并不仅限于使用这种计算方式计算所述待测电池单体的实际可放电量。
S450，基于所述待测电池单体的实际可放电量和所述待测电池单体的额定容量，生成所述第二数据图表。
图7为本申请一实施例提供的数据图表生成方法中的第二数据图表的示意图。具体地，如图7所示，更新后的所述第二数据图表在形式上和所述第一数据图表相似，只是所述待测电池单体的坐标点发生了变化。
本实施例中，通过计算所述待测电池的实际可放电量，生成所述第二数据图表，实现了对所述第一数据图表的实时更新。所述第二数据图表可以反映所述待测电池单体的实时状态，便于用户根据所述待测电池单体的实时状态调整保养策略。
本申请还提供一种电池组保养维护方法。
如图8所示，在本申请的一实施例中，所述电池保养维护方法包括如下步骤S100至步骤S600：
S100，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据。
具体地，每一个所述待测电池单体可以与一个传感器电连接。所述传感器用于采集所述待测电池单体的电池数据。在待测电池组经历充放电循环后，所述传感器可以将所述待测电池单体的电池数据发送至所述处理器。
S200，依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量。
具体地，每一个所述待测电池单体，具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
S300，依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表。
具体地，所述第一数据图表可以为数据图，也可以为数据表。可选地，所述第一数据图表为折线图。所述折线图的横坐标为所述待测电池单体的额定容量。所述折线图的纵坐标为所述待测电池单体的可放电量。如图所示，图中的每一个坐标点为一个待测电池单体。每一个待测电池单体具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。
S400，将所述待测电池组投入使用。在持续第三预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据。依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表。
具体地，所述第三预设时间段为所述待测电池组投入使用的时间。由于所述第一数据图表生成时，所述待测电池组视为未使用过。在纯电动汽车行驶一段时间后，所述待测电池组内的待测电池单体的电池性能和电池数据会产生变化。为获取所述待测电池组的实时状态，需要对所述第一数据图表进行更新。所述第二数据图表为更新后的所述第一数据图表。因此，所述第二数据图表可以反映所述待测电池单体的实时状态，便于用户根据所述待测电池单体的实时状态调整保养策略。
S500，确定均衡策略，并依据所述确定的均衡策略，对所述第二数据图表进行处理，生成电池维护策略图表。
。具体地，所述均衡策略由所述待测电池组内的硬件决定。依据确定的均衡策略，生成与所述均衡策略对应的电池维护策略图表。
S600，基于所述电池维护策略图表，均衡所述待测电池组的电量，以实现所述待测电池组的保养。
具体地，基于所述电池维护策略图表，可以制定均衡策略，实现对所述待测电池组的保养。
本申请涉及一种电池组保养维护方法，通过在待测电池组经历充放电循环后，获取各个待测电池单体的电池数据，并依此构建额定容量和可放电量的关系图。进一步地，在所述待测电池组投入使用后，通过实时获取所述待测电池组的实际电池数据，实现对额定容量和可放电量的关系图的不断更新。此外，本申请还通过确定不同的均衡策略，对额定容量和可放电量的关系图进行不同方式的处理，从而制定不同的保养维护策略。本申请涉及的电池组保养维护方法规划了给定均衡策略下的最优均衡路径，并实现了电池组内最小端电压电池单体容量的充分利用，从而实现电池组保养维护的目的。
在本申请的一实施例中，所述步骤S500包括如下步骤S510至步骤S530：
S510，依据所述待测电池组确定均衡策略。
具体地，所述待测电池组的保养可以通过均衡各个待测电池单体的电量来实现。所述均衡策略包括主动均衡和被动均衡。所述均衡策略由所述待测电池组本身决定。用户可以通过获取所述待测电池组的型号等电池出厂信息，确定所述待测电池组的均衡策略。主动均衡的原理为能量的转移。主动均衡通过可控器件和储能元件将电量较多的电池单体的电量转移至电量较少的电池单体中。被动均衡的原理为能量的消耗。被动均衡通过电阻将高端电压或高电量的电池单体的电量消耗掉，实现电池单体电量的均衡。
S520，依据所述均衡策略，确定所述待测电池组内的关键电池单体。
具体地，所述关键电池单体可以视为所述待测电池单体的均衡目标。所有的待测电池单体需要最终均衡至所述关键电池单体的状态。
S530，基于所述关键电池单体，在所述第二数据图表上绘制均衡线，生成所述电池维护策略图表。
具体地，所述均衡线为均衡目标线。所述均衡线上的坐标点均可以视为所述待测电池单体的均衡目标。所有的待测电池单体需要最终均衡至所述均衡线上的坐标点。
本实施例中，通过确定均衡策略，并根据均衡策略在所述第二数据图表上绘制均衡线，实现了规划给定均衡策略下的最优均衡目标的目的。从而实现电池组保养维护的目的。
在本申请的一实施例中，所述步骤S520包括：
S521，若所述均衡策略为主动均衡，则选取虚拟电池单体作为为所述电池关键单体。所述虚拟电池单体的额定容量为所有待测电池单体的额定容量的平均值。
具体地，所述主动均衡通过可控器件和储能元件将电量较多的电池单体的电量转移至电量较少的电池单体中。可控器件可以是绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)，也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。储能元件可以是电感，也可以是电容。
若所述均衡策略为主动均衡，则所述电池关键单体的额定容量依据以下算式计算：
其中，QK为所述电池关键单体的额定容量。N为所述待测电池组内所述待测电池单体的数量。Qi为任一所述待测电池单体的额定容量。通过上述公式5，可以理解，若所述均衡策略为主动均衡，则所述电池关键单体的额定容量设置为所有待测电池单体的额定容量的平均值。
在本申请的一实施例中，所述步骤S520还包括：
S522，若所述均衡策略为被动均衡，则选取所述待测电池组内额定容量最小的待测电池单体作为所述电池关键单体。
具体地，若所述均衡策略为被动均衡，则所述电池关键单体的额定容量依据以下算式计算：
QK＝Qmin 公式6
其中，QK为所述电池关键单体的额定容量。Qmin为所述待测电池组内额定容量最小的待测电池单体的额定容量。通过上述公式6，可以理解，若所述均衡策略为被动均衡，则所述电池关键单体的额定容量设置为所述待测电池组内额定容量最小的待测电池单体。
本实施例中，通过依据不同的均衡策略选取不同的电池关键单体，为后续电池维护策略图表的绘制提供基础。
图9为本申请提供的均衡策略为主动均衡时的电池组保养维护方法实施例中的电池维护策略图表的示意图。如图9所示，在本申请的一实施例中，当所述均衡策略为主动均衡时，在所述第二数据图表中，所述均衡线包括充电目标线和放电目标线。所述放电目标线为穿过所述电池关键单体的坐标点，且与横轴平行的直线。所述充电目标线为穿过所述电池关键单体的坐标点，且与所述放电目标线呈45度角的直线。
图10为本申请提供的均衡策略为被动均衡时的电池组保养维护方法实施例中的电池维护策略图表的示意图。如图10所示，当所述均衡策略为被动均衡时，在所述第二数据图表中，所述均衡线包括所述充电目标线。
具体地，当所述均衡策略为主动均衡时，所述均衡线为两条：充电目标线和放电目标线。在所述待测电池组处于充电状态时，使用所述充电目标线进行均衡。在所述待测电池组处于放电状态时，使用所述放电目标线进行均衡。当所述均衡策略为被动均衡时，所述均衡线为一条：充电目标线。被动均衡策略仅适用于处于充电状态的所述待测电池组。
本实施例中，通过根据不同的均衡策略在所述第二数据图表上绘制不同均衡线，实现了规划给定均衡策略下的最优均衡目标的目的，从而实现电池组保养维护的目的。
在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤：
S610，基于所述均衡线，划分待均衡区域，将处于所述待均衡区域的待测电池单体进行电量均衡，以使所述处于所述待均衡区域的待测电池单体的坐标点落入所述均衡线上。
具体地，所述待均衡区域包括待充电区域和待放电区域。在所述均衡线上方的区域为所述待放电区域。处于所述待放电区域的所述待测电池单体的可放电量过高，需要进行放电。在所述均衡线下方的区域为所述待充电区域。处于所述待充电区域的所述待测电池单体的可放电量过低，需要进行充电。
本实施例中，通过在所述第二数据图表划分待均衡区域，实现了规划给定均衡策略下的最优均衡路线的目的，从而实现电池组保养维护的目的。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种数据图表生成方法，其特征在于，包括，
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；以及
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表。
2.根据权利要求1所述的数据图表生成方法，其特征在于，所述在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据的步骤，包括：
在所述待测电池组经历一次充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的充电时间数据和放电时间数据。
3.根据权利要求2所述的数据图表生成方法，其特征在于，所述在所述待测电池组经历一次充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的充电时间数据和放电时间数据的步骤，包括：
对所述待测电池组充电并设定开始充电的时刻为0，直至所述待测电池组中，最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组满充时刻tmax；
在所述最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压后，对所述待测电池组继续充电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到充电截止电压，记录每一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻ti，i为所述电池单体的数量，且i为正整数；
静置所述待测电池组，持续第一预设时间段；
在所述第一预设时间段结束后，对所述待测电池组放电，直至所述待测电池组中，最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组满放时刻tmin；以及
在所述最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压后，对所述待测电池继续放电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到放电截止电压，记录每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻Ti，i为所述电池单体的数量，且i为正整数。
4.根据权利要求3所述的数据图表生成方法，其特征在于，所述依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量的步骤，包括：
依据下列算式，获取所述待测电池单体的额定容量：
其中，Qi为所述待测电池单体的额定容量，Ti为所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻，ti为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻，I1为放电电流；
依据下列算式，获取所述待测电池单体的充电差异电量：
其中，Eci为所述待测电池单体的充电差异电量，ti为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻，tmax为电池组满充时刻tmax，I2为充电电流；以及
获取所述待测电池单体的额定容量和所述待测电池单体的充电差异电量之差，得到所述待测电池单体的可放电量。
5.一种数据图表生成方法，其特征在于，包括：
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表；以及
将所述待测电池组投入使用，在持续第二预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据，依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表。
6.根据权利要求5所述的数据图表生成方法，其特征在于，所述将所述待测电池组投入使用，在持续第二预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据，依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表的步骤，包括：
获取所述待测电池组中各个待测电池单体的开路电压；
依据所述各个待测电池单体的开路电压，获取每一个所述待测电池单体的荷电状态值；
调取所述第一数据图表，获取所述第一数据图表中各个所述待测电池单体的额定容量；
依据所述待测电池单体的荷电状态值和所述待测电池单体的额定容量，通过如下算式计算待测电池单体的实际可放电量：
Qi'＝Qi×SOCi
其中，Qi’为所述待测电池单体的实际可放电量，Qi为待测电池单体的额定容量，SOCi为所述待测电池单体的荷电状态值；以及
基于所述待测电池单体的实际可放电量和所述待测电池单体的额定容量，生成所述第二数据图表。
7.一种电池组保养维护方法，其特征在于，包括：
在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的电池数据；
依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的额定容量，以及每一个所述待测电池单体的可放电量；
依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第一数据图表；
将所述待测电池组投入使用，在持续第三预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际电池数据，依据所述各个所述待测电池单体的实际电池数据和所述第一数据图表，生成第二数据图表；
确定均衡策略，并依据所述确定的均衡策略，对所述第二数据图表进行处理，生成电池维护策略图表；以及
基于所述电池维护策略图表，均衡所述待测电池组的电量，以实现所述待测电池组的保养。
8.根据权利要求7所述的电池组保养维护方法，其特征在于，所述确定均衡策略，并依据所述确定的均衡策略，对所述第二数据图表进行处理，生成电池维护策略图表的步骤，包括：
依据所述待测电池组确定均衡策略；
依据所述均衡策略，确定所述待测电池组内的关键电池单体；以及
基于所述关键电池单体，在所述第二数据图表上绘制均衡线，生成所述电池维护策略图表。
9.根据权利要求8所述的电池组保养维护方法，其特征在于，所述依据所述均衡策略，确定所述待测电池组内的关键电池单体的步骤，包括：
若所述均衡策略为主动均衡，则选取虚拟电池单体作为为所述电池关键单体，所述虚拟电池单体的额定容量为所有待测电池单体的额定容量的平均值。
10.根据权利要求8所述的电池组保养维护方法，其特征在于，所述依据所述均衡策略，确定所述待测电池组内的关键电池单体的步骤，包括：
若所述均衡策略为被动均衡，则选取所述待测电池组内额定容量最小的待测电池单体作为所述电池关键单体。
11.根据权利要求8所述的电池组保养维护方法，其特征在于，当所述均衡策略为主动均衡时，在所述第二数据图表中，所述均衡线包括充电目标线和放电目标线；所述放电目标线为穿过所述电池关键单体的坐标点，且与横轴平行的直线；所述充电目标线为穿过所述电池关键单体的坐标点，且与所述放电目标线呈45度角的直线；
当所述均衡策略为被动均衡时，在所述第二数据图表中，所述均衡线包括所述充电目标线。
12.根据权利要求11所述的电池组保养维护方法，其特征在于，所述基于所述电池维护策略图表，均衡所述待测电池组的电量，以实现所述待测电池组的保养的步骤，包括：
基于所述均衡线，划分待均衡区域，将处于所述待均衡区域的待测电池单体进行电量均衡，以使所述处于所述待均衡区域的待测电池单体的坐标点落入所述均衡线上。
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