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一种电池健康状态的评估方法、电子设备及可读存储介质与流程

泰然健康网
2025-06-10 14:32

1.本公开实施例涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种电池健康状态的评估方法、一种电子设备及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

2.电池健康状态(soh)，用于表征当前电池相对于新电池存储电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态。电池健康状态的评估对电池的使用、维护和经济性分析具有指导意义。
3.在现有技术中，可以通过以下方式来评估电池健康状态：第一种，根据容量衰减进行计算，具体的，通过恒流满充满放得到电池的现有容量，或通过其它工况估算方法大概估算出现有容量，并通过如下公式确定电池健康状态：现有容量/标称容量；第二种，根据内阻变化进行计算，通过定义截止内阻值，根据特殊工况计算当前内阻值，并通过如下公式确定电池健康状态：电池健康状态＝(截止内阻值-当前内阻值)/(截止内阻值-出厂内阻值)；第三种，根据日历寿命进行计算，实验得出的日历寿命，制成参数，通过时间进行实时对比，得到电池健康状态；第四种，根据循环寿命进行计算，通过实验得出的循环寿命，制成参数，通过与循环次数进行实时对比计算，得到电池健康状态。
4.但是，以上第一种方式的实际工况很难满足，即便是进行阶段估算需要的工况也比较难达到，很可能出现长周期未能进行计算到电池健康状态的问题。第二种方式中电池健康状态的定义非常规定义，且由于工况的不同，会产生内阻计算误差。第三种方式中，日历寿命本身数据依赖于系统恒定的工况下通过实验或数据计算得来的，如使用工况有所变化，会影响到电池健康状态的估算。第四种方式中要求提前依赖系统定义的工况去定参数。
5.因此，提出一种能够准确评估电池健康状态的方法是十分有价值的。

技术实现要素：

6.本公开实施例的一个目的是提供一种准确评估电池健康状态的新的技术方案。
7.根据本公开的第一方面，提供了一种电池健康状态的评估方法，包括：
8.获取待评估的目标电池的使用时间和循环次数；
9.根据所述使用时间、所述循环次数和第一预设关系，确定所述目标电池的损耗值；
10.根据所述损耗值和第二预设关系，确定所述目标电池的健康状态。
11.可选的，在根据所述使用时间、所述循环次数和第一预设关系，确定所述目标电池的损耗值之前，所述方法还包括：
12.获取所述第一预设关系；
13.所述获取第一预设关系包括：
14.获取预设的单循环损耗值，其中，所述预设的单循环损耗值表示电池单次循环过程的损耗占用电池一个统计周期的损耗值的相对值；
15.根据所述单循环损耗值、使用时间、循环次数、以及预设的一个统计周期的损耗
值，确定所述第一预设关系。
16.可选的，所述获取预设的单循环损耗值包括：获取参考电池的参考使用数据和参考健康状态；
17.根据所述参考电池的参考使用数据和参考健康状态，确定所述单循环损耗值。
18.可选的，任一所述参考健康状态对应的参考使用数据包括第一参考使用数据和第二参考使用数据；所述参考使用数据包括使用时间和循环次数；
19.所述根据所述参考电池的使用数据和参考健康状态，确定所述单循环损耗值包括：
20.对于任一参考健康状态，根据第一参考使用数据、第二参考使用数据以及第三预设关系，得到对应参考健康状态的单循环损耗值分量；
21.根据每一所述参考健康状态的单循环损耗值分量，得到所述单循环损耗值。
22.可选的，所述第三预设关系为：
23.en＝k loss*(yn1-yn2)/(tn2*yn2-tn1*yn1)
24.其中，en表示第n个参考健康状态的单循环损耗值，yn1表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的使用时间；yn2表示第n个参考健康状态所对应的第二参考数据中的使用时间；tn1表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的循环次数；tn2表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的循环次数，kloss表示一个统计周期的损耗值。
25.可选的，所述第一预设关系为：
26.d＝kloss*y+e*t
27.其中，d表示所述目标电池的损耗值，kloss表示一个统计周期的损耗值，y表示使用时间，t表示循环次数，e表示所述预设的单循环损耗值。
28.可选的，所述方法还包括获取所述第二预设关系的步骤，包括：
29.获取参考电池的参考使用数据和参考健康状态；所述参考使用数据包括使用时间和循环次数；
30.根据所述参考使用数据和所述第一预设关系，得到所述参考电池与所述参考使用数据对应的参考损耗值；
31.根据所述参考电池的参考损耗值、对应的参考健康状态和预设的拟合参数，确定所述第二预设关系。
32.可选的，所述第二预设关系为：
[0033][0034]
其中，soh表示所述目标电池的健康状态，d表示所述目标电池的损耗值，a、b、c均为预设的拟合参数。
[0035]
可选的，所述方法还包括：
[0036]
获取所述目标电池的当前存储温度；
[0037]
还根据所述当前存储温度、所述目标电池在前一个统计周期对应的损耗值、预设的所述当前存储温度下的日历损耗值、预设的当前存储温度下的单循环损耗值、当前统计周期内的循环次数和第四预设关系，确定所述目标电池在当前统计周期对应的损耗值。
[0038]
根据本公开的第二方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现根据本公开第一方面所述的方法。
[0039]
根据本公开的第三方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面所述的方法。
[0040]
本公开实施例的一个有益效果在于，通过本公开的实施例，根据目标电池的使用时间和循环次数，来确定目标电池的损耗值，再根据目标电池的损耗值来评估目标电池的健康状态，可以使得得到的健康状态的评估结果更加准确。此外，本实施例评估电池健康状态的方法实时性较高，兼容性较高，资源占用较少，计算成本较低。
[0041]
而且，在评估过程中引入了损耗值这一参数，将电池化学物理损耗统一归化为一个因素，从而简化电池衰减系统结构，能够提高本公开方法的可用性。
[0042]
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开实施例的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0043]
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开实施例的原理。
[0044]
图1是可用于实现本公开的实施例的电子设备的硬件配置的示意性框图；
[0045]
图2是根据一个实施例的电池健康状态的评估方法的流程示意图；
[0046]
图3是根据一个实施例的电子设备的方框原理图。
具体实施方式
[0047]
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0048]
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0049]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0050]
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0051]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0052]
《硬件配置》
[0053]
图1是可用于实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。
[0054]
该电子设备1000可以是智能手机、便携式电脑、台式计算机、平板电脑、服务器等，在此不做限定。
[0055]
该电子设备1000可以包括但不限于处理器1100、存储器1200、接口装置1300、通信
装置1400、显示装置1500、输入装置1600、扬声器1700、麦克风1800等等。其中，处理器1100可以是中央处理器cpu、图形处理器gpu、微处理器mcu等，用于执行计算机程序，该计算机程序可以采用比如x86、arm、risc、mips、sse等架构的指令集编写。存储器1200例如包括rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置1300例如包括usb接口、串行接口、并行接口等。通信装置1400例如能够利用光纤或电缆进行有线通信，或者进行无线通信，具体地可以包括wifi通信、蓝牙通信、2g/3g/4g/5g通信等。显示装置1500例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。输入装置1600例如可以包括触摸屏、键盘、体感输入等。扬声器1700用于输出音频信号。麦克风1800用于采集音频信号。
[0056]
应用于本公开实施例中，电子设备1000的存储器1200用于存储计算机程序，该计算机程序用于控制所述处理器1100进行操作以实现根据本公开实施例的方法。技术人员可以根据本公开所公开方案设计该计算机程序。该计算机程序如何控制处理器进行操作，这是本领域公知，故在此不再详细描述。该电子设备1000可以安装有智能操作系统(例如windows、linux、安卓、ios等系统)和应用软件。
[0057]
本领域技术人员应当理解，尽管在图1中示出了电子设备1000的多个装置，但是，本公开实施例的电子设备1000可以仅涉及其中的部分装置，例如，只涉及处理器1100和存储器1200等。
[0058]
下面，参照附图描述根据本发明的各个实施例和例子。
[0059]
《方法实施例》
[0060]
图2是根据一个实施例的电池健康状态的评估方法的流程示意图，该实施例可以由电子设备实施。例如，该电子设备可以是如图1所示的电子设备1000。
[0061]
如图2所示，本实施例的电池健康状态的评估方法可以包括如下所示的步骤s2100～s2300：
[0062]
步骤s2100，获取待评估的目标电池的使用时间和循环次数。
[0063]
在本实施例中，目标电池的使用时间和循环次数，可以是记录在使用该目标电池的电子设备中，由执行本实施例方法的电子设备从使用该目标电池的电子设备中直接获取。或者，还可以是由执行本实施例方法的电子设备从使用该目标电池的电子设备获取目标电池的使用数据，并根据该使用数据得到目标电池的使用时间和循环次数。
[0064]
本实施例中的循环次数为1的情况下，表示目标电池充满电1次。
[0065]
本实施中的使用时间，可以是统计周期的倍数。其中，统计周期的时长可以是预先根据应用场景或具体需求所设定的。例如，一个统计周期的时长可以是一年，或一天等。
[0066]
步骤s2200，根据目标电池的使用时间、循环次数和第一预设关系，确定目标电池的损耗值。
[0067]
在本实施例中，损耗值是表示电池衰减程度的参数。具体是通过将使用时间转换成日历损耗值，将循环次数转换成循环损耗值，从而将使用时间和循环次数统一化为损耗值，作为确定电池健康状态的输入参数，得到电池的soh。
[0068]
在本公开的一个实施例中，在执行步骤s2200之前，该方法还可以包括获取第一预设关系的步骤，包括：获取预设的单循环损耗值，根据单循环损耗值、使用时间、循环次数、以及预设的一个统计周期的损耗值，确定第一预设关系。
[0069]
其中，预设的单循环损耗值，可以表示电池单次循环过程中的损耗占用电池一个
统计周期的损耗值的相对值。
[0070]
在本公开的一个实施例中，第一预设关系可以通过如下公式一表示：
[0071]
d＝kloss*y+e*t
ꢀꢀ
公式一
[0072]
其中，d表示目标电池的损耗值，kloss表示一个统计周期的损耗值，y表示使用时间，t表示循环次数，e表示预设的单循环损耗值。
[0073]
在本公开的一个实施例中，该方法还可以包括确定预设的单循环损耗值的步骤，包括：
[0074]
获取参考电池的参考使用数据和参考健康状态；根据参考电池的参考使用数据和参考健康状态，确定单循环损耗值。
[0075]
本实施例中，参考电池的参考使用数据和参考健康状态，可以是对预先设定的参考电池进行实际监测来获取的。其中，参考使用数据可以包括使用时间和循环次数。
[0076]
在本公开的一个实施例中，任一个参考检测状态对应的参考使用数据包括第一参考使用数据和第二参考使用数据。
[0077]
在一个例子中，参考电池的参考使用数据和参考健康状态可以是如下表1所示。
[0078]
表1
[0079][0080]
根据参考电池的参考使用数据和参考健康状态，确定预设的单循环损耗值可以包括：
[0081]
对于任一个参考健康状态，根据第一参考使用数据、第二参考使用数据以及第三预设关系，得到对应参考健康状态的单循环损耗值分量；根据每一参考健康状态的单循环损耗值分量，得到单循环损耗值。
[0082]
在一个例子中，第三预设关系可以是通过如下公式二表示：
[0083]
en＝k loss*(yn1-yn2)/(tn2*yn2-tn1*yn1)
ꢀꢀ
公式二
[0084]
其中，en表示第n个参考健康状态的单循环损耗值，yn1表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的使用时间；yn2表示第n个参考健康状态所对应的第二参考数据中的使用时间；tn1表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的循环次数；tn2表示第n个参考健康状态所对应的第一参考数据中的循环次数，kloss表示一个统计周期的损耗
值。
[0085]
在一个例子中，可以是确定所有参考健康状态的单循环损耗值分量的平均值，作为单循环损耗值。或者，还可以是确定所有参考健康状态的单循环损耗值分量的中位数，作为单循环损耗值。
[0086]
步骤s2300，根据目标电池的损耗值和第二预设关系，确定目标电池的健康状态。
[0087]
在本公开的一个实施例中，在执行步骤s2300之前，该方法还可以包括获取第二预设关系的步骤，包括：
[0088]
获取参考电池的参考使用数据和参考健康状态；根据参考使用数据和第一预设关系，得到参考电池与参考使用数据对应的参考损耗值；根据参考电池的参考损耗值、对应的参考健康状态和预设的拟合参数，确定第二预设关系；其中，参考使用数据包括使用时间和循环次数。
[0089]
在本公开的一个实施例中，第二预设关系可以是通过如下公式三表示：
[0090][0091]
其中，soh表示目标电池的健康状态，d表示目标电池的损耗值，a、b、c均为预设的拟合参数。
[0092]
在确定二预设关系的过程中，可以是使得soh表示参考电池的参考健康状态，使得d表示参考电池的参考损耗值，来对公式三进行拟合，使得根据参考使用数据和该公式三计算得到的预测健康状态，与对应的参考健康状态之间的标准差小于预设的标准差阈值，预测健康状态与对应的参考健康状态之间的最大误差小于或等于第一误差阈值，大于预设健康状态的参考健康状态所对应的误差均小于或等于第二误差阈值。
[0093]
其中，标准差阈值、预设健康状态、第一误差阈值和第二误差阈值可以是预先根据应用场景或具体需求所设定的。例如，该标准差阈值可以是0.7％，预设健康状态可以是70％，第一误差阈值可以是2.4％，第二误差阈值可以是1％。
[0094]
在一个例子中，通过参考电池的参考使用数据和参考健康状态，来对公式三进行拟合，确定预设的拟合参数a、b、c的值分别为13.8、1.52、3.2，即，得到如下所示的公式四：
[0095][0096]
通过本公开的实施例，根据目标电池的使用时间和循环次数，来确定目标电池的损耗值，再根据目标电池的损耗值来评估目标电池的健康状态，可以使得得到的健康状态的评估结果更加准确。此外，本实施例评估电池健康状态的方法实时性较高，兼容性较高，资源占用较少，计算成本较低。
[0097]
而且，在评估过程中引入了损耗值这一参数，将电池化学物理损耗统一归化为一个因素，从而简化电池衰减系统结构，能够提高本公开方法的可用性。
[0098]
在本公开的一个实施例中，该方法还可以包括：获取目标电池的当前存储温度；还根据该当前存储温度、目标电池在前一个统计周期对应的损耗值、预设的当前存储温度下的日历损耗值、预设的当前存储温度下的单循环损耗值、当前统计周期内的循环次数和第四预设关系，确定目标电池在当前统计周期对应的损耗值。
[0099]
在本实施例中，可以预先设定每一存储温度下的日历损耗值、以及每一存储温度下的单循环损耗值。每一存储温度下的日历损耗值可以是如下表2所示，每一存储温度下的
单循环损耗值可以是如下表3所示。
[0100]
表2
[0101]
存储温度-5℃5℃15℃25℃35℃45℃55℃65℃日历损耗值0.940.950.9711.051.111.181.33
[0102]
表3
[0103][0104]
在本实施例中，可以是按照阶段累加来实时计算目标电池的损耗值。具体的，第四预设关系可以是通过如下的公式五来表示：
[0105]dn
＝d
n-1
+s
t
+c
t
*lnꢀꢀ
公式五
[0106]
其中，dn表示目标电池在当前统计周期对应的损耗值，d
n-1
表示目标电池在前一统计周期对应的损耗值，t表示目标电池在当前统计周期对应的当前存储温度，s
t
表示当前存储温度下的日历损耗值，c
t
表示当前存储温度下的单循环损耗值，ln表示当前统计周期内的循环次数。
[0107]
其中，统计周期的时长可以是预先根据应用场景或具体需求所设定的，还可以根据实际需求对该统计时段的时长进行调整，以提高最终得到的健康状态的评估结果的准确性。
[0108]
在本实施例中，根据目标电池的当前存储温度来确定目标电池在当前统计周期对应的损耗值，进而确定目标电池的健康状态，可以进一步提高得到的健康状态的评估结果的准确性。
[0109]
《设备实施例》
[0110]
图3是根据另一个实施例的电子设备的硬件结构示意图。
[0111]
如图3所示，该电子设备3000包括处理器3100和存储器3200，该存储器3200用于存储可执行的计算机程序，该处理器3100用于根据该计算机程序的控制，执行如以上任意方法实施例的方法。
[0112]
该电子设备3000可以是智能手机、便携式电脑、台式计算机、平板电脑、服务器、计算机集群等电子产品。
[0113]
以上电子设备3000的各模块可以由本实施例中的处理器3100执行存储器3200存储的计算机程序实现，也可以通过其他电路结构实现，在此不做限定。
[0114]
《计算机可读存储介质实施例》
[0115]
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有可执行命令，该可执行命令被处理器执行时，执行本说明书任意方法实施例中描述的方法。
[0116]
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
[0117]
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储
设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
[0118]
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
[0119]
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
[0120]
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
[0121]
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
[0122]
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的
指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
[0123]
附图中的流程图和框图显示了根据本发明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、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令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。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。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。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
[0124]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。