电池充放电控制方法、装置、设备及介质、车辆与流程

1.本公开涉及电池技术领域，尤其涉及电池充放电控制方法、装置、设备及介质、车辆。


背景技术：

2.随着使用时间的推移或循环充电次数的增加，电池的电池健康状态(state of health，soh)会逐渐下降，并且电池的内部极片的厚度会加厚，导致电池的膨胀力增大。
3.现有技术中，在电池的整个生命周期中，由于没有考虑电池的膨胀力对电池内部化学反应的影响，导致电池在使用维护阶段的后期容易出现容量跳水或热失控着火的问题。因此，目前亟需一种将电池的膨胀力考虑在内的电池充放电控制方法。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了电池充放电控制方法、装置、系统、设备及介质、车辆。
5.第一方面，本公开提供了一种电池充放电控制方法，包括：
6.获取目标电池的实时电池健康状态；
7.在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；
8.在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；
9.在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。
10.第二方面，本公开还提供了一种电池充放电控制装置，包括：
11.第一获取模块，配置为获取目标电池的实时电池健康状态；
12.第一查询模块，配置为在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；
13.第二查询模块，配置为在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；
14.充放电模块，配置为在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。
15.第三方面，本公开还提供了一种计算设备，包括：
16.处理器；
17.存储器，用于存储可执行指令；
18.其中，处理器用于从存储器中读取可执行指令，并执行可执行指令以实现上述第一方面的电池充放电控制方法。
19.第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述第一方面的电池充放电控制方法。
20.第五方面，本公开还提供了一种车辆，包括如下至少一种：
21.如第二方面所述的电池充放电控制装置；
22.如第三方面所述的计算设备；
23.如第四方面所述的计算机可读存储介质。
24.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
25.本公开实施例的电池充放电控制方法、装置、设备及介质、车辆，能够获取目标电池的实时电池健康状态，在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。可见，目标电池在整个生命周期中并非使用同一充放电区间，而是基于目标电池的实时电池健康状态实时调整目标充放电区间，以使目标电池在进行充放电操作时，将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
27.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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。
28.图1为本公开实施例提供的一种电池充放电控制方法的流程示意图；
29.图2为本公开实施例提供的一种电池充放电控制过程的流程示意图；
30.图3为本公开实施例提供的一种电池充放电控制装置的结构示意图；
31.图4为本公开实施例提供的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
32.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
33.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
34.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
35.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
36.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
37.本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性
的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
38.在相关技术中，针对锂离子电池，在它的整个生命周期中，采用相同的充放电区间对电池进行充放电。但是，电池在维护后期经常出现容量跳水或者电池热失控着火的问题。
39.基于该问题，申请人经研究发现，由于锂离子电池的结构特性，在充电过程中，锂离子会嵌入电极活性材料中引起电池的膨胀，从而使得电池的膨胀力增大，在放电过程中，锂离子会从电极活性材料中脱出引起电池的收缩，从而使得电池的膨胀力减小，即在充放电过程中，电池的膨胀力在不断变化。随着充放电的循环次数增多，电池的健康状态呈下降趋势，并且，由于嵌入电极活性材料中无法全部从电极活性材料中脱出，导致电池的电极片厚度呈增加趋势，如此，相对于电池第一次充电时，电极片的厚度增加后充电至同一荷电状态时，电池的膨胀力显著增大，而电池的健康状态以及电池的膨胀力对于电池内部电化学反应具有影响，因此，相关技术中，不考虑电池的健康状态以及锂电池的膨胀力对于电池内部电化学反应的影响，在整个生命周期中采用相同的充放电区间对电池进行充放电，可能会产生过大的膨胀力，而过大的膨胀力是锂离子电池在维护后期出现容量跳水或者电池热失控着火问题的重要原因。
40.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池充放电控制方法，可以根据目标电池的实时soh实时调整充放电区间，从而使得在对目标电池进行充放电操作时，能够将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。
41.图1为本公开实施例提供的一种电池充放电控制方法的流程示意图。
42.在本公开一些实施例中，图1所示的方法可以应用于车辆的电池管理系统中，也即bms中。
43.如图1所示，该电池充放电控制方法可以包括如下步骤。
44.s110、获取目标电池的实时电池健康状态。
45.在本公开实施中，由于随着充放电循环次数的增加，目标电池的soh在不断下降，因此，在目标电池的整个生命周期中，可实时获取目标电池的soh，以便后续根据实时soh确定出其对应的目标充放电区间。
46.具体地，目标电池可以为电池模组或电池包中的任一电池，在此不作限定。目标电池可以应用于电动汽车内，为电动汽车的电机供电，作为电动汽车的动力源，目标电池还可为电动汽车中的其他用电器件供电，比如为车内空调、车载播放器等供电，在此不作限定。
47.具体地，目标电池可以为锂离子电池，但并不限于此。
48.具体地，电池健康状态简称soh，soh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，其中，电池的性能指标可以包括容量、电量、内阻、循环次数、峰值功率等，但并不限于此。
49.具体地，soh的具体获取方式本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。例如，soh的获取方式例如可以为根据目标电池的某些外部特性(如电池电压等相关参数)，利用相关的特性曲线或计算公式完成对soh的估算工作。又例如，可以根据神经网络法等估算soh。又例如，可以利用电池电压等参数查表得到soh，但并不限于此。
50.s120、在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间。
51.在本公开实施例中，各预设膨胀力区间、以及soh和预设膨胀力区间的对应关系可通过标定实验得到，并且各预设充放电区间、以及各预设膨胀力区间与各预设充放电区间的对应关系也可通过该标定实验得到。基于soh和预设膨胀力区间的对应关系，可从多个预设膨胀力区间中，选取出实时soh对应的预设膨胀力区间，即可得到目标膨胀力区间。
52.具体地，关于目标电池和标定电池之间的关系，后文中将进行详细描述，此处先不作赘述。
53.具体地，标定实验的具体实施方式有多种，下面就典型示例进行说明，但并不构成对本公开的限定。
54.在一些实施方式中，标定实验具体如下：在对标定电池进行循环充放电的过程中，获取标定电池的多个实时电池健康状态、多个实时膨胀力、以及多个实时荷电状态；基于多个实时电池健康状态、以及多个实时膨胀力，确定多个电池健康状态与多个预设膨胀力区间的对应关系；基于多个实时膨胀力、以及多个实时荷电状态，标定各预设膨胀力区间对应的预设充放电区间。
55.具体地，荷电状态简称soc，soc指的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0-1，当比值为0时表示电池放电完全，当比值1时表示电池完全充满。即soc越大，表征电池的剩余容量越多。比如，当soc为0％表示电池处于满放状态，当soc为100％时，表示电池处于满充状态。
56.在一个示例中，将标定电池置于相对设置的两固定板之间，在标定电池和其中一个固定板之间设置一力学传感器，该力学传感器用于监测标定电池的膨胀力。然后，开始对标定电池进行循环充放电过程。具体地，对标定电池进行充电操作，在此过程中，实时获取标定电池的soh、soc和膨胀力，再对标定电池进行放电操作，在此过程中，实时获取标定电池的soh、soc和膨胀力，由此完成一次循环处理，然后再依次进行充电操作和放电操作，完成第二次循环处理，依此类推，直至完成预设次数的循环处理。
57.其中，循环处理的充电过程中，例如可以采用恒功率充电、恒流充电、恒压充电或阶梯式充电等方式对标定电池进行充电，此处不作限定。同理，循环处理中的放电过程中，例如可以采用恒功率放电、恒流放电、恒压放电、或阶梯式放电等方式对标定电池进行放电，此处也不作限定。
58.在对标定电池完成循环充放电操作之后，可得到多个实时soh、多个实时soc和多个实时膨胀力。根据多个实时soh和多个实时膨胀力，确定多个预设膨胀力区间，并确定各soh对应的预设膨胀力区间，根据多个实时soc和多个实时膨胀力，确定多个预设充放电区间，并确定各预设膨胀力区间对应的预设充放电区间。具体地，将实时soh划分为多个预设soh区间，将属于该预设soh区间下的各soh对应的不会使得标定电池热失控以及电池容量跳水的膨胀力的集合作为该预设soh区间对应的预设膨胀力区间，并将该预设膨胀力区间中各个膨胀力对应的soc的集合作为该预设膨胀力区间对应的预设充放电区间。
59.需要说明的是，在对标定电池进行循环充放电过程中，获取soh和soc的方式本领域技术人员可根据实际情况设置，此处不作限定。soh的获取方式可参见前文描述的目标电池的soh的获取方式，此处不再赘述。soc的获取方式例如可以为根据标定电池的某些外部特性，如电池的内阻、温度、电流等相关参数，利用相关的特性曲线或计算公式完成对soc的估算工作。又例如，可以根据放电实验法、安时积分法、卡尔曼滤波法、神经网络法等估算
soc。又或者可以利用电池电压等参数查表得到soc，但并不限于此。
60.在一些实施例中，可以对标定电池进行一次标定实验，得到多个预设膨胀力区间、soh和预设膨胀力区间的对应关系、多个预设充放电区间、以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系。它们可以预存在电池管理系统中，后续每次获取到目标电池的实时soh后，都可以通过查询预存的soh和预设膨胀力区间的对应关系确定与实时soh相匹配的目标膨胀力区间，并且可以通过查询预存的各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系确定与目标膨胀力区间相匹配的目标充放电区间。
61.在另一些实施例中，每次获取目标电池的实时soh之前均需要进行一次标定实验，以得到本次查询目标充放电区间所需的多个预设膨胀力区间、soh和预设膨胀力区间的对应关系、多个预设充放电区间、以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系，然后通过查询该soh和预设膨胀力区间的对应关系可以确定与实时soh相匹配的目标膨胀力区间，并且可以通过查询该各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系确定与目标膨胀力区间相匹配的目标充放电区间。
62.具体地，通过标定实验确定出的某一soh和某一预设膨胀力区间对应指的是，当标定电池的soh为某一值时，其对应的预设膨胀力区间是该标定电池正常工作时所可能表现出的膨胀力的范围，换句话说，当标定电池的soh为某一值时，若该标定电池在充放电过程中的膨胀力在其对应的预设膨胀力区间内时，则该标定电池不会产生导致热失控以及电池容量跳水的过大的膨胀力，该标定电池可以正常工作。相应地，预设膨胀力区间为期望目标电池在充放电过程中表现出的实际膨胀力的范围，当目标电池在充放电过程中表现出的实际膨胀力在预设膨胀力区间时，可确保目标电池不会产生过大的膨胀力进而导致热失控，从而确保目标电池正常工作。
63.在一个示例中，soh和预设膨胀力区间的对应关系可以如下：当100％≥soh＞97％时，其对应的预设膨胀力区间为5000kgf≥w≥200kgf；当97％≥soh＞90％时，其对应的预设膨胀力区间为8000kgf≥w≥1000kgf；当90％≥soh＞80％时，其对应的预设膨胀力区间为18000kgf≥w≥8000kgf；当80％≥soh≥65％时，其对应的预设膨胀力区间为25000kgf≥w≥12000kgf。
64.具体地，查询目标膨胀力区间的具体实施方式有多种，下面就两个典型示例进行说明，但并不构成对本公开的限定。
65.在一些实施例中，s120可以包括：基于预存的电池健康状态和预设膨胀力区间的对应关系，确定实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间。
66.具体地，多个预设膨胀力区间、以及soh和预设膨胀力区间的对应关系可以预存在电池管理系统中，基于预存的soh和预设膨胀力区间的对应关系，可以从多个预设膨胀力区间中选出实时soh对应的预设膨胀力区间，从而得到目标膨胀力区间。
67.可以理解的是，基于预存的电池健康状态和预设膨胀力区间的对应关系，确定实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，可使bms不必依赖外部设备提供的信息即可确定出目标膨胀力区间，如此，当其它设备出现故障时，目标膨胀力区间的确定将不受影响，有利于提高电池充放电控制的稳定性。
68.在另一些实施例中，s120可以包括：向后台服务器发送第一查询请求；接收后台服务器发送的目标膨胀力区间。
69.具体地，多个预设膨胀力区间、以及soh和预设膨胀力区间的对应关系可以预存在后台服务器中，电池管理系统可以向后台服务器发送第一查询请求，其中，第一查询请求中携带实时soh，后台服务器响应于第一查询请求可以基于soh和预设膨胀力区间的对应关系确定目标膨胀力区间，并向电池管理系统下发目标膨胀力区间。可选地，第一查询请求中还可以携带目标电池的信息，其中，目标电池的信息可以包括目标电池的型号、电芯结构类型、实时电流(充电电流或放电电流)、或者所处环境的实时温度等，但并不限于此。如此，当后台服务器中存储多套“多个预设膨胀力区间、以及soh和预设膨胀力区间的对应关系”时，可以精准查询出与目标电池的信息相匹配的soh和预设膨胀力区间的对应关系，进而得出准确的目标膨胀力区间。
70.可以理解的是，通过向后台服务器发送第一查询请求，可使后台服务器基于其预存的电池健康状态和预设膨胀力区间的对应关系，确定实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，如此，确定目标膨胀力区间的工作量转移到了后台服务器中，有利于减少对bms计算资源的占用。
71.s130、在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间。
72.在本公开实施例中，如前文所述，通过标定实验，可确定出各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系。如此，从多个预设充放电区间中，根据目标膨胀力区间可选取出其对应的预设充放电区间，即可得到目标充放电区间。
73.具体地，在对标定电池进行充电的过程中，锂离子会嵌入电极活性材料中引起电池的膨胀，从而使得标定电池的膨胀力增大，同时，标定电池的soc逐渐增大。在对标定电池进行放电的过程中，锂离子会从电极活性材料中脱出引起电池的收缩，从而使得标定电池的膨胀力减小，同时，标定电池的soc逐渐减小。在同一时刻采集的soc和膨胀力具有一一对应关系。因此，某一预设膨胀力区间和某一充放电区间对应的理解如下，该预设膨胀力区间内的各膨胀力对应的soc的集合，即为该预设膨胀力区间对应的预设充放电区间。相应地，当目标电池基于预设充放电区间进行充放电时，理论上目标电池的实际膨胀力的范围为预设膨胀力区间，如此，目标电池在从放电过程中不会产生过大的膨胀力，从而降低由于过大膨胀力导致电池热失控以及电池容量跳水的风险。在一个示例中，预设膨胀力区间和预设充放电区间的对应关系可以如下：预设膨胀力区间5000kgf≥w≥200kgf与预设充放电区间soc1≥soc≥soc2对应，如此，标定电池的实时soh在100％≥soh＞97％下时，当标定电池的任意一实时soc在soc1≥soc≥soc2内时，该实时soc对应的实时膨胀力均在5000kgf≥w≥200kgf内；预设膨胀力区间8000kgf≥w≥1000kgf与预设充放电区间soc3≥soc≥soc4对应，如此，标定电池的实时soh在97％≥soh＞90％下时，当标定电池的任意一实时soc在soc3≥soc≥soc4内时，该实时soc对应的实时膨胀力均在8000kgf≥w≥1000kgf内；预设膨胀力区间18000kgf≥w≥8000kgf与预设充放电区间soc5≥soc≥soc6对应，如此，标定电池的实时soh在90％≥soh＞80％下时，当标定电池的任意一实时soc在soc5≥soc≥soc6内时，该实时soc对应的实时膨胀力均在预设膨胀力区间18000kgf≥w≥8000kgf内；预设膨胀力区间25000kgf≥w≥12000kgf与预设充放电区间soc7≥soc≥soc8对应，如此，标定电池的实时soh在80％≥soh＞65％下时，当标定电池的任意一实时soc在soc7≥soc≥soc8内时，该实时soc对应的实时膨胀力均在预设膨胀力区间25000kgf≥w≥12000kgf内。
74.具体地，查询目标充放电区间的具体实施方式有多种，下面就两个典型示例进行
说明，但并不构成对本公开的限定。
75.在一些实施例中，s130可以包括：基于预存的预设充放电区间和预设膨胀力区间的对应关系，确定目标膨胀力区间对应的目标充放电区间。
76.具体地，多个预设膨胀力区间、以及预设膨胀力区间和预设充放电区间的对应关系可以预存在电池管理系统中，基于预存的预设膨胀力区间和预设充放电区间的对应关系，可以从多个预设充放电区间中选出实时目标膨胀力区间对应的预设充放电区间，从而得到目标充放电区间。
77.可以理解的是，基于预存的充放电区间和膨胀力区间的对应关系，确定目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，可使bms不必依赖外部设备提供的信息即可确定出目标充放电区间，如此，当其它设备出现故障时，目标充放电区间的确定将不受影响，有利于提高电池充放电控制的稳定性。
78.在另一些实施例中，s130可以包括：向后台服务器发送第一查询请求；接收后台服务器发送的目标充放电区间。
79.具体地，多个预设膨胀力区间、以及预设膨胀力区间和预设充放电区间的对应关系可以预存在后台服务器中，电池管理系统可以向后台服务器发送第二查询请求，其中，第二查询请求中携带目标膨胀力区间，后台服务器响应于第二查询请求可以基于预存的预设充放电区间和预设膨胀力区间的对应关系，确定目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，并向电池管理系统下发目标充放电区间。可选地，第二查询请求中还可以携带目标电池的信息，关于目标电池的信息的解释请见前文，此处不再赘述。
80.可以理解的是，通过向后台服务器发送第而查询请求，可使后台服务器基于其预存的预设充放电区间和预设膨胀力区间的对应关系，确定实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，如此，确定目标膨胀力区间的工作量转移到了后台服务器中，有利于减少对bms计算资源的占用。
81.s140、在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。
82.具体地，在目标充放电区间内，对目标电池进行充电操作时，可确保目标电池的soc小于等于目标充放电区间的上限值；在目标充放电区间内，对目标电池进行放电操作时，可确保目标电池的soc大于等于目标充放电区间的下限值，如此，可使目标电池的膨胀力在理论上位于目标膨胀力区间内，即不会产生过大的膨胀力，从而避免过大的膨胀力对目标电池内部化学反应产生影响。
83.本公开实施例的电池充放电控制方法，能够获取目标电池的实时电池健康状态，在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。可见，目标电池在整个生命周期中并非使用同一充放电区间，而是基于目标电池的实时电池健康状态实时调整目标充放电区间，以使目标电池在进行充放电操作时，将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。
84.在本公开另一种实施方式中，目标电池属于目标电芯结构类型，预设膨胀力区间为目标电芯结构类型对应的膨胀力区间，充放电区间基于目标电芯结构类型对应的标定电
池标定得到。
85.具体地，电芯结构类型指的是电池中电芯的极片的设置类型。电芯结构类型可以包括叠片式、卷绕式等，但并不限于此。
86.具体地，申请人经研究发现，电芯结构类型会影响膨胀力。当两电池的其它条件相同而电芯结构类型不同时，对它们进行标定实验后，最终得到的各自对应的soh和预设膨胀力区间的对应关系、以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系会有所区别。
87.因此，在进行标定实验时，可选取与目标电池的电芯结构类型相同的电池作为标定电池。可选地，可选取与目标电池相同的电池作为标定电池，例如，标定电池可以为与目标电池同一批次生产的电池、或者与目标标定电池为同一型号的电池中的至少一种。如此，通过标定实验得到的soh和预设膨胀力区间的对应关系更逼近目标电池的soh和膨胀力区间之间的实际对应关系。并且，通过标定实验得到的各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系更逼近目标电芯的soc和膨胀力之间的实际对应关系。如此，可使当目标电池在目标充放电区间内进行充放电时，能够将目标电池的膨胀力更精准地控制在合理范围内，进一步避免产生过大膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响。
88.在本公开又一种实施方式中，目标电池的实时状态参数为目标状态参数，预设膨胀力区间为目标状态参数对应的膨胀力区间，充放电区间基于标定电池在目标状态参数下标定得到。
89.具体而言：(1)实时状态参数是目标电池的实际在每个时刻的状态参数；目标状态参数，是用来确定目标膨胀力区间和目标充放电区间的状态参数；(2)电池在不同温度、充放电电流下进行标定时，得到的预设膨胀力区间和预设充放电区间是有差异的，从实时状态参数对应的预设膨胀力区间确定目标膨胀力区间，以及从实时状态参数对应的预设充放区间确定目标充放电区间，可使最终确定出的目标充放电区间更贴合目标电池的实际情况，能更好的控制目标电池的膨胀力。
90.在本公开实施例中，在s120之前还可以获取目标电池的实时状态参数，并将该实时状态参数作为目标状态参数。
91.具体地，目标电池的实时状态参数可以包括目标电池的实时电流和/或目标电池所处环境的实时温度，相应地，目标状态参数包括目标电流和/或目标温度，目标电池的实时电流为目标电流，目标电池所处环境的实时温度为目标温度。但并不限于此。
92.具体地，申请人经研究发现，电池的电流(充电电流或放电电流)、以及电池所处环境的温度均会影响膨胀力。当对两相同的标定电池进行标定实验时，若其它条件相同，仅它们进行标定实验时所处环境温度不同(例如45℃和零下20℃)，最终得出的各自对应的soh和预设膨胀力区间的对应关系以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系可能会有所区别。当两相同的标定电池进行标定实验时，若其它条件相同，仅它们进行标定实验时以不同的电流进行充电(或放电)操作(例如1c电流和0.1c电流)，最终得出的各自对应的soh和预设膨胀力区间的对应关系以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系也可能会有所区别。
93.具体地，在进行标定实验时，基于目标状态参数，对标定电池进行循环充放电过程，可以得到基于目标状态参数的soh和预设膨胀力区间的对应关系以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系。为得到不同目标状态参数对应的“soh和预设膨胀力区
间的对应关系以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系”可针对任意目标状态参数进行标定实验，如此，无论目标电池的实时状态参数为何值，均可找到该实时状态参数对应的“soh和预设膨胀力区间的对应关系以及各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系”。
94.在一些实施例中，基于目标状态参数，对标定电池进行循环充放电过程时，在一次循环处理的充电过程中，可以以目标电流对标定电池进行充电；在一次循环处理的放电过程中，可以以目标电流对标定电池进行放电。
95.在另一些实施例中，基于目标状态参数，对标定电池进行循环充放电过程时，在一次循环处理的充电过程中，可以在目标环境温度下，以目标电流对标定电池进行充电；在一次循环处理的放电过程中，可以在目标环境温度下，以目标电流对标定电池进行放电。
96.在又一些实施例中，基于目标状态参数，对标定电池进行循环充放电过程时，在一次循环处理的充电过程中，可以在目标环境温度下，以目标电流对属于目标电芯结构类型的标定电池进行充电；在一次循环处理的放电过程中，在目标环境温度下，可以以目标电流对属于目标电芯结构类型的标定电池进行放电。
97.可以理解的是，通过设置预设膨胀力区间为目标状态参数对应的膨胀力区间，充放电区间基于标定电池在目标状态参数下标定得到，可使soh和预设膨胀力区间的对应关系更逼近目标电池的soh和膨胀力区间之间的实际对应关系。并且，各预设膨胀力区间和各预设充放电区间的对应关系更逼近目标电芯的soc和膨胀力之间的实际对应关系。如此，可使当目标电池在目标充放电区间内进行充放电时，能够将目标电池的膨胀力更精准地控制在合理范围内，进一步避免产生过大膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响。
98.在本公开再一种实施方式中，在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作，包括：在充电过程中，对目标电池进行充电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的上限；和/或；在放电过程中，对目标电池进行放电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的下限。
99.具体地，在充电过程中，可采用恒功率充电、恒流充电、恒压充电或阶梯式充电等方式对目标电池进行充电，但并不限于此。
100.具体地，在充电过程中，可获取目标电池的实时soc，若实时soc小于目标充放电区间的上限则继续充电，若实时soc达到目标充放电区间的上限，停止充电。
101.具体地，获取实时soc的具体实施方式可参照前文，此处不再赘述。
102.如此，既可使目标电池在充电过程中的膨胀力在目标膨胀力区间内，避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，又可为目标电池尽可能多的充电，从而确保目标电池的供电能力。
103.具体地，在放电过程中，可采用恒功率放电、恒流放电、恒压放电或阶梯式放电等方式对目标电池进行放电，但并不限于此。
104.具体地，在放电过程中，可获取目标电池的实时soc，若实时soc大于目标充放电区间的下限则继续放电，若实时soc达到目标充放电区间的下限，停止放电。
105.具体地，获取实时soc的具体实施方式可参照前文，此处不再赘述。
106.如此，既可使目标电池在放电过程中的膨胀力在目标膨胀力区间内，避免产生过
大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，又可使目标电池尽可能多的放电，从而充分利用目标电池中存储的电能。
107.在本公开再一种实施方式中，在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作的过程中，还包括：获取目标电池的实时膨胀力；若实时膨胀力超出目标膨胀力区间时，执行目标预警策略。
108.具体地，获取实时膨胀力的具体实施方式有多种，下面就典型示例进行说明，但并不构成对本公开的限定。
109.在一些实施例中，在目标电池上设置力学传感器，并且，力学传感器与电池管理系统电连接。力学传感器用于感知目标电池的实时膨胀力，并将实时膨胀力发送至电池管理系统。
110.具体地，执行目标预警策略的具体实施方式有多种，下面就典型示例进行说明，但并不构成对本公开的限定。
111.在一些实施方式中，执行目标预警策略，包括：在实时膨胀力满足预设的第一预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出提示信息；在实时膨胀力满足预设的第二预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出警报；其中，第一预警条件和第二预警条件对应的预设差值阈值不同，和/或，第一预警条件和第二预警条件对应的预设时长阈值不同。
112.具体地，第一预警条件可以对应第一预设差值阈值，第二预警条件可以对应第二预设差值阈值。bms可以将第一预设差值阈值、实时膨胀力与目标膨胀力区间的上限值的差值进行比较，以判断是否满足第一预警条件，对于第二预设差值阈值同理，不再赘述。
113.具体地，第一预警条件可以对应第一预设时长，第二预警条件可以对应第二预设时长。bms可以将第一预设时长、实时膨胀力大于目标膨胀力区间的上限值的持续时长进行比较，以判断是否满足第一预警条件，对于第二预设时长同理，不再赘述。在一些实施例中，第一预设差值阈值与第二预设差值阈值相同，第一预设时长小于第二预设时长。
114.示例性的，在实时膨胀力与目标膨胀力区间的上限值的差值大于第一预设差值阈值时，控制目标电池所属的车辆发出提示信息，其中，第一预设差值阈值可以根据目标膨胀力区间的上限值(或下限值)设定，例如，第一预设差值阈值为目标膨胀力区间的上限值(或下限值)的5％。
115.具体地，当实时膨胀力满足预设的第一预警条件时，可确定预警等级为较轻等级，此时，可以控制显示屏显示提示信息，以提示驾驶员尽快对目标电池进行检查，同时可以通过后台服务器通知售后。
116.在实时膨胀力与目标膨胀力区间的上限值的差值大于第一预设差值阈值，且持续第二预设时长时，控制目标电池所属的车辆发出警报，其中，第一预设差值阈值可参照前文，此处不再赘述，第一预设时长本领域技术人员可根据实际情况设置，例如10min、15min等，此处不作限定。
117.具体地，当实时膨胀力满足预设的第二预警条件时，可确定预警等级为严重等级，此时，可以控制显示屏提示驾驶员尽快停车并远离车辆。
118.在另一些实施例中，第一预设差值阈值小于第二预设差值阈值，此时，第一预设时长和第二预设时长可以相同也可以不同。
119.示例性地，在实时膨胀力与目标膨胀力区间的上限值的差值大于第一预设差值阈值时，控制目标电池所属的车辆发出提示信息。
120.在实时膨胀力与目标膨胀力区间的上限值的差值大于第二预设差值阈值时，控制目标电池所属的车辆发出警报，其中，第二预设差值阈值可以根据目标膨胀力区间的上限值(或下限值)设定，例如，第二预设差值阈值为目标膨胀力区间的上限值(或下限值)的10％。
121.可以理解的是，根据实时soh确定的目标膨胀力区间，是目标电池在正常工作过程中有可能表现出来的膨胀力。如果目标电池的实时膨胀力超过了目标膨胀力区间，有可能是出现了电极反弹、析锂、电池内部电化学反应产生了大量副产物或杂质等，即目标电池可能出现了问题，此时执行目标预警策略，可使用户及时发现目标电池出现了问题，以便后续进行检查或者更换电池的操作。
122.下面，将基于一个具体示例，对本公开实施例提供的电池充放电控制方法进行详细说明。
123.图2为本公开实施例提供的一种电池充放电控制过程的流程示意图。
124.如图2所示，该电池充放电控制过程可以具体包括如下步骤。
125.s210、获取目标电池的实时电池健康状态。
126.s220、在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间。
127.s230、在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间。
128.可选地，目标电池属于目标电芯结构类型，预设膨胀力区间为目标电芯结构类型对应的膨胀力区间，充放电区间基于目标电芯结构类型对应的标定电池标定得到。并且，目标电池的实时状态参数为目标状态参数，预设膨胀力区间为目标状态参数对应的膨胀力区间，充放电区间基于标定电池在目标状态参数下标定得到。
129.s240、在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。
130.可选地，在充电过程中，对目标电池进行充电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的上限；在放电过程中，对目标电池进行放电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的下限。
131.s250、获取目标电池的实时膨胀力。
132.s260、在实时膨胀力满足预设的第一预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出提示信息。
133.s270、在实时膨胀力满足预设的第二预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出警报。
134.本发明实施例提供的电池充放电控制方法，目标电池在整个生命周期中并非使用同一充放电区间，而是基于目标电池的实时电池健康状态实时调整目标充放电区间，以使目标电池在进行充放电操作时，将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。并且，在实时膨胀力超出目标膨胀力区间时，执行目标预警策略，可使用户及时发现目标电池出现了问题，以便后续进行检查或者更换电池的操作。并且，通过对目标电池充电至其电荷状态达到目标充放电区间的上限，对目标电池放电至其电荷状态达到目标充放电区间的下限，可为目标电池尽可能多的充电，确保目标电池的
供电能力，又可使目标电池尽可能多的放电，从而充分利用目标电池中存储的电能。
135.图3为本公开实施例提供的一种电池充放电控制装置的结构示意图。
136.在本公开一些实施例中，图3所示的装置可以应用于车辆的电池管理系统中。
137.如图3所示，该电池充放电控制装置300可以包括：
138.第一获取模块310，配置为获取目标电池的实时电池健康状态；
139.第一查询模块320，配置为在多个预设膨胀力区间中，查询所述实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；
140.第二查询模块330，配置为在多个预设充放电区间中，查询所述目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；
141.充放电模块340，配置为在所述目标充放电区间内，对所述目标电池进行充放电操作。
142.本公开实施例的电池充放电控制装置，能够获取目标电池的实时电池健康状态，在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。可见，目标电池在整个生命周期中并非使用同一充放电区间，而是基于目标电池的实时电池健康状态实时调整目标充放电区间，以使目标电池在进行充放电操作时，将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。
143.在本公开另一种实施方式中，第一查询模块320可以包括第一查询子模块，第一查询子模块配置为基于预存的电池健康状态和预设膨胀力区间的对应关系，确定实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间。
144.在本公开又一种实施方式中，第二查询模块330可以包括第二查询子模块，第二查询子模块配置为基于预存的预设充放电区间和预设膨胀力区间的对应关系，确定目标膨胀力区间对应的目标充放电区间。
145.在本公开再一种实施方式中，目标电池属于目标电芯结构类型，预设膨胀力区间为目标电芯结构类型对应的膨胀力区间，充放电区间基于目标电芯结构类型对应的标定电池标定得到。
146.在本公开再一种实施方式中，目标电池的实时状态参数为目标状态参数，预设膨胀力区间为目标状态参数对应的膨胀力区间，充放电区间基于标定电池在目标状态参数下标定得到。
147.在本公开再一种实施方式中，充放电模块340包括：
148.充电子模块，配置为在充电过程中，对目标电池进行充电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的上限；和/或；
149.放电子模块，配置为在放电过程中，对目标电池进行放电操作，直至目标电池的电荷状态达到目标充放电区间的下限。
150.在本公开再一种实施方式中，该装置还包括：
151.第二获取模块，配置为获取目标电池的实时膨胀力；
152.预警模块，配置为若实时膨胀力超出目标膨胀力区间时，执行目标预警策略。
153.在本公开再一种实施方式中，预警模块包括：
154.第一预警子模块，在实时膨胀力满足预设的第一预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出提示信息；
155.第二预警子模块，在实时膨胀力满足预设的第二预警条件的情况下，控制目标电池所属的车辆发出警报；
156.其中，第一预警条件和第二预警条件对应的预设差值阈值不同，和/或，第一预警条件和第二预警条件对应的预设时长不同。
157.在本公开再一种实施方式中，该装置还包括：
158.第三获取模块，配置为在获取目标电池的实时电池健康状态之前，在对标定电池进行循环充放电的过程中，获取标定电池的多个实时电池健康状态、多个实时膨胀力、以及多个实时荷电状态；
159.确定模块，配置为基于多个实时电池健康状态、以及多个实时膨胀力，确定多个电池健康状态与多个预设膨胀力区间的对应关系；
160.标定模块，配置为基于多个实时膨胀力、以及多个实时荷电状态，标定各预设膨胀力区间对应的预设充放电区间。
161.需要说明的是，图3所示的电池充放电控制装置300可以执行图1和图2所示的方法实施例中的各个步骤，并且实现图1和图2所示的方法实施例中的各个过程和效果，在此不做赘述。
162.图4为本公开实施例提供的一种计算设备的结构示意图。
163.如图4所示，该计算设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
164.具体地，上述处理器401可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
165.存储器402可以包括用于信息或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器402可以包括硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，usb)驱动器或者两个及其以上这些的组合。在合适的情况下，存储器402可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器402可在综合网关设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器402是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器402包括只读存储器(read-only memory，rom)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmable rom，prom)、可擦除prom(electrical programmable rom，eprom)、电可擦除prom(electrically erasable programmable rom，eeprom)、电可改写rom(electrically alterable rom，earom)或闪存，或者两个或及其以上这些的组合。
166.处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，可以执行图1和图2所示的方法实施例中的各个步骤。
167.在一个示例中，该计算设备还可包括收发器403和总线404。其中，如图4所示，处理器401、存储器402和收发器403通过总线404连接并完成相互间的通信。
168.总线404包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口
(accelerated graphics port，agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(extended industry standard architecture，eisa)总线、前端总线(front side bus，fsb)、超传输(hyper transport，ht)互连、工业标准架构(industrial standard architecture，isa)总线、无限带宽互连、低引脚数(low pin count，lpc)总线、存储器总线、微信道架构(micro channel architecture，mca)总线、外围控件互连(peripheral component interconnect，pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，sata)总线、视频电子标准协会局部(video electronics standards association local bus，vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线404可包括一个或多个总线。尽管本技术实施例描述和示出了特定的总线，但本技术考虑任何合适的总线或互连。
169.本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质可以存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现本公开实施例所提供的电池充放电控制方法。
170.上述的存储介质可以例如包括计算机程序指令的存储器402，上述指令可由计算设备的处理器401执行以完成本公开实施例所提供的电池充放电控制方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(random access memory，ram)、光盘只读存储器(compact discrom，cd-rom)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
171.本公开实施例还提供了一种车辆，该车辆包括如下至少一种：
172.上述任意实施例所述的电池充放电控制装置；
173.上述任意实施例所述的计算设备；
174.上述任意实施例所述的计算机可读存储介质。
175.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
176.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种电池充放电控制方法，其特征在于，包括：获取目标电池的实时电池健康状态；在多个预设膨胀力区间中，查询所述实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；在多个预设充放电区间中，查询所述目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；在所述目标充放电区间内，对所述目标电池进行充放电操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在多个预设膨胀力区间中，查询所述实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间，包括：基于预存的电池健康状态和预设膨胀力区间的对应关系，确定所述实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在多个预设充放电区间中，查询所述目标膨胀力区间对应的目标充放电区间，包括：基于预存的预设充放电区间和预设膨胀力区间的对应关系，确定所述目标膨胀力区间对应的所述目标充放电区间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池属于目标电芯结构类型，所述预设膨胀力区间为所述目标电芯结构类型对应的膨胀力区间，所述预设充放电区间基于所述目标电芯结构类型对应的标定电池标定得到。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标电池的实时状态参数为目标状态参数，所述预设膨胀力区间为所述目标状态参数对应的膨胀力区间，所述充放电区间基于标定电池在所述目标状态参数下标定得到。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标充放电区间内，对所述目标电池进行充放电操作，包括：在充电过程中，对所述目标电池进行充电操作，直至所述目标电池的电荷状态达到所述目标充放电区间的上限；和/或；在放电过程中，对所述目标电池进行放电操作，直至所述目标电池的电荷状态达到所述目标充放电区间的下限。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标充放电区间内，对所述目标电池进行充放电操作的过程中，还包括：获取所述目标电池的实时膨胀力；若所述实时膨胀力超出所述目标膨胀力区间时，执行目标预警策略。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述执行目标预警策略，包括：在所述实时膨胀力满足预设的第一预警条件的情况下，控制所述目标电池所属的车辆发出提示信息；在所述实时膨胀力满足预设的第二预警条件的情况下，控制所述目标电池所属的车辆发出警报；其中，所述第一预警条件和所述第二预警条件对应的预设差值阈值不同，和/或，所述第一预警条件和所述第二预警条件对应的预设时长不同。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取目标电池的实时电池健康状态之前，还包括：在对标定电池进行循环充放电的过程中，获取所述标定电池的多个实时电池健康状
态、多个实时膨胀力、以及多个实时荷电状态；基于所述多个实时电池健康状态、以及所述多个实时膨胀力，确定所述多个电池健康状态与多个所述预设膨胀力区间的对应关系；基于所述多个实时膨胀力、以及所述多个实时荷电状态，标定各所述预设膨胀力区间对应的所述预设充放电区间。10.一种电池充放电控制装置，其特征在于，包括：第一获取模块，配置为获取目标电池的实时电池健康状态；第一查询模块，配置为在多个预设膨胀力区间中，查询所述实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；第二查询模块，配置为在多个预设充放电区间中，查询所述目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；充放电模块，配置为在所述目标充放电区间内，对所述目标电池进行充放电操作。11.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器；存储器，用于存储可执行指令；其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1-9中任一项所述的电池充放电控制方法。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述权利要求1-9中任一项所述的电池充放电控制方法。13.一种车辆，其特征在于，包括如下至少一种：权利要求10所述的电池充放电控制装置；权利要求11所述的计算设备；权利要求12所述的计算机可读存储介质。

技术总结
本公开涉及一种电池充放电控制方法、装置、系统、设备及介质、车辆。其中，电池充放电控制方法包括：获取目标电池的实时电池健康状态；在多个预设膨胀力区间中，查询实时电池健康状态对应的目标膨胀力区间；在多个预设充放电区间中，查询目标膨胀力区间对应的目标充放电区间；在目标充放电区间内，对目标电池进行充放电操作。根据本公开实施例，能够基于目标电池的实时电池健康状态实时调整目标充放电区间，以使目标电池在进行充放电操作时，将目标电池的膨胀力控制在合理的范围内，从而避免产生过大的膨胀力，进而避免过大的膨胀力对电池内部化学反应产生影响，达到防止目标电池容量跳水或者热失控着火的目的。量跳水或者热失控着火的目的。量跳水或者热失控着火的目的。


技术研发人员：王磊 盛益
受保护的技术使用者：北京车和家汽车科技有限公司
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2023/9/20