一种电芯监测方法、装置、电池管理系统及电子设备与流程

1.本技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯监测方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.电芯胀气是目前常见的电芯失效情形之一，电芯胀气将导致电池内压升高，从而引起电芯封装失效风险，电芯胀气还可能导致终端产品产生形变，并进一步引起安全风险。基于此需要对电芯在使用过程中的胀气情况进行监控；
3.目前，通常在电芯表面增加物理传感器或通过电芯内阻变化情况检测电芯的胀气状态。然而，物理传感器容易受外界因素干扰且成本高昂，而内阻变化情况也无法排除材料老化等因素直接反映电芯胀气状态。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种简单高效的电芯胀气监测方法、装置、存储介质及电子设备，所述技术方案如下：
5.第一方面，本技术提供了一种电芯监测方法，所述方法包括：
6.当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值，其中，所述指定电压区间为以所述目标电芯的截止电压为参考的截止电压倍率区间，所述截止电压倍率区间为0.8～0.95；
7.基于特征阻抗rc值确定rc增长率；
8.基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。
9.在上述方案中，通过电化学激励可以从电信号反馈中提取出因界面副反应或胀气而引起的特征阻抗rc值变化。同时，当电芯出现界面副反应引起的膨胀后，电芯极化增大，其静置电压差也会相应变化，从而可以通过特征阻抗rc值的变化结合电化学激励后的静置电压差实现电芯的胀气情况检测。
10.在一种可行的实施方式中，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，包括：
11.获取电化学激励参数，电化学激励参数包括参考激励倍率、激励持续时长和静置时长；
12.基于参考激励倍率对目标电芯进行电化学激励，并保持激励持续时长；
13.在结束电化学激励时记录目标电芯对应的目标电芯静置起始电压，在静置静置时长后目标电芯对应的目标电芯静置结束电压，以基于目标电芯静置起始电压和目标电芯静置结束电压确定电化学激励后的静置电压差。
14.在上述方案中，通过电化学激励参数来对目标电芯进行电化学激励，并基于结束电化学激励时记录的目标电芯静置起始电压，和静置一定静置时长后记录的目标电芯静置结束电压，可以准确计算出静置电压差，从而精准辅助监测目标电芯的胀气情况，降低监测
误差。
15.在一种可行的实施方式中，电化学激励为充电激励或放电激励；参考激励倍率为0.5c～1.5c，激励持续时长为10s～30s，静置时长为60s～240s。
16.在上述方案中，通过设置优选的参考激励倍率、激励持续时长和静置时长，作为电芯监测的一种优选手段，可以进一步提高电化学激励的效果，以此来提高测量准确性。
17.在一种可行的实施方式中，基于rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况，包括：
18.获取参考电芯，将参考电芯的rc增长率和参考电芯的膨胀率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型；
19.基于目标电芯的rc增长率和阻抗膨胀率预测模型确定目标电芯膨胀率；基于目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于静置电压差得到第二检测结果；
20.基于第一检测结果和第二检测结果，确定目标电芯的电芯胀气情况。
21.在上述方案中，通过基于特征阻抗rc值变化从rc增长率维度进行电芯膨胀检测确定第一检测结果，和从静置电压差维度进行电芯膨胀检测第二检测结果，在第一检测结果基础上结合电化学激励后的静置电压差维度第二检测结果，进一步实现了精准监测电芯的电芯胀气情况，提高监测准确性。
22.在一种可行的实施方式中，基于目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于静置电压差得到第二检测结果，基于第一检测结果和第二检测结果，确定目标电芯的电芯胀气情况，包括：
23.检测目标电芯膨胀率是否大于第一增长率阈值，得到第一检测结果；
24.检测静置电压差是否大于第一静置电压差阈值，得到第二检测结果；
25.若第一检测结果为目标电芯膨胀率大于第一增长率阈值且第二检测结果为静置电压差大于第一静置电压差阈值，则确定目标电芯属于电芯胀气状态；
26.若第一检测结果为目标电芯膨胀率小于或等于第一增长率阈值和/或第二检测结果为静置电压差小于或等于第一静置电压差阈值，则确定目标电芯属于电芯正常状态。
27.在上述方案中，基于设置的第一增长率阈值进行电芯膨胀率维度的检测，和基于设置的第一静置电压差阈值进行静置电压差维度的检测，基于第一检测结果和第二检测结果，可以精准确定电芯胀气情况，丰富了电芯监测的手段；
28.在一种可行的实施方式中，若目标电芯属于电芯胀气状态，则对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理；
29.在上述方案中，提出了基于电芯监测方法的一种进行降压控制处理的电芯控制手段，采用该电芯控制手段对目标电芯进行降压控制处理可以有效延长电芯的使用周期
30.在一种可行的实施方式中，对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理，包括：
31.若目标电芯膨胀率属于第一膨胀率区间且静置电压差大于第一静置电压差阈值，则基于电压降低值对目标电芯对应的充电截止电压进行降压；
32.基于rc增长率确定下一电芯膨胀率，获取下一静置电压差；
33.若下一电芯膨胀率属于第一膨胀率区间且下一静置电压差大于第一静置电压差阈值，则执行对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理的步骤；
34.若下一电芯膨胀率属于第二膨胀率区间且静置电压差大于第一静置电压差阈值，则输出电芯更换建议。
35.在上述方案中，在发生电芯膨胀的情形下，可以有效延长电芯的使用周期，以及可以及时有效的实现基于电芯膨胀的快速容灾预警。
36.在一种可行的实施方式中，获取参考电芯，将参考电芯的rc增长率和参考电芯的膨胀率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型还包括：
37.当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参考电芯进行电化学激励，测量参考电芯的参考电芯膨胀值以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值；
38.基于参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率，基于参考电芯膨胀值确定参考电芯膨胀率；
39.基于参考电芯膨胀率和参考rc增长率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型。
40.在上述方案中，预先针对rc增长率和电芯膨胀率建立阻抗膨胀率预测模型，采用阻抗膨胀率预测模型可以基于rc增长率精准预测当前的电芯膨胀率，且预测手段便捷，实现了电芯监测流程的优化。阻抗膨胀率预测模型的预测效果更好，可以实现快速监测。
41.在一种可行的实施方式中，方法还包括如下预处理步骤：
42.获取多个电芯对应的电芯容量参数和在同一soc时的开路电压偏差，基于电芯容量参数和开路电压偏差从多个电芯中选取参考电芯；
43.对参考电芯配置指定温度范围环境，以参考充电倍率和参考循环次数对参考电芯进行循环充电处理，得到电芯预处理后的参考电芯。
44.在上述方案中，提出了一种对一阶线性模型所用到的参考电芯的预处理手段，通过对多个参考电芯进行预处理步骤，可以从开路电压偏差、电芯容量参数维度进行参考电芯筛选，以及可对参考电芯循环充电处理，这样可筛选出高质量的参考电芯，同时充分激活电芯性能，降低一阶线性模型建模过程中由于参考电芯自身因素所额外引入的误差，可以降低建模数据波动。
45.在一种可行的实施方式中，电芯容量参数为电芯设计容量值和实际容量波动值，基于电芯容量参数和开路电压偏差从多个参考电芯中选取参考电芯，包括：
46.基于电芯容量参数和开路电压偏差从多个电芯中选取参考电芯，包括：
47.从多个电芯中选取电芯设计容量值大于参考设计容量值且实际容量波动值小于参考容量波动值的至少一个备选电芯；
48.从备选电芯中选取开路电压偏差小于偏差阈值的参考电芯。
49.在上述方案中，通过电芯设计容量值、实际容量波动值和开路电压偏差实现了对高质量的参考电芯的筛选，可以筛选出合适且标准的电芯用于后续建模过程。
50.在上述方案中，通过设置合适的指定电压区间，作为电芯监测的一种优选或推荐的实施方式，可以进一步提高电化学激励的效果，以此来提高测量准确性。
51.第二方面，本技术实施例提供了一种电芯监测装置，装置包括：
52.激励模块，用于当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值；
53.监测模块，用于基于特征阻抗rc值确定rc增长率；
54.监测模块，用于基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。
55.第三方面，本技术实施例提供一种电池管理系统，其特征在于，与电池连接，电池包含至少一个电芯，电池管理系统用于执行上述的方法步骤。
56.第四方面，一种电子设备，其特征在于，包括：本体、电池管理系统和与电池管理系统连接的电池，电池包含至少一个电芯；
57.电池用于为本体供电；
58.电池管理系统用于执行上述的方法步骤。
59.第五方面，一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
60.第六方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行上述的方法步骤。
61.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
62.为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
63.图1是本技术实施例提供的一种电芯监测方法的流程示意图；
64.图2是本技术实施例提供的一种胀气情况监测的流程示意图；
65.图3是本技术实施例提供的一种线性拟合的场景示意图；
66.图4是本技术实施例提供的一种参考电芯的预处理步骤的流程示意图；
67.图5是本技术实施例提供的一种降压控制的曲线图；
68.图6是本技术实施例提供的一种电芯监控的对照示意图；
69.图7是本技术实施例提供的一种电芯监测装置的结构示意图。
具体实施方式
70.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
71.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的
其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
72.在相关技术中，通过物理传感器检测电芯的膨胀状态，存在以下问题：1)需要增加额外的硬件成本；2)传感器的引入需要对设备的电池仓进行针对性设计以容纳胀气检测所需的硬件，而对于诸如消费类产品(手机、电脑、电池仓等)，由于体积紧凑，使用物理传感器的监控方案不符合应用场景需求；3)传感器容易受到电芯使用过程的温度，震动等影响触发误报，当设备遇到跌落或碰撞等情况亦有可能导致传感器移位或脱落，使检测信号不再可靠或检测失效。
73.可见，相关技术中对于电芯监测存在一定的局限性。
74.经申请人创造性劳动，发现电芯胀气主要是由于电芯膨胀引起的，电芯膨胀主要包括两类型的膨胀：1)电极材料在脱嵌锂过程中活性颗粒由于锂离子脱嵌引起的体积变化，该部分的膨胀为可逆膨胀，通常在充电态时膨胀，在放电态时恢复，不会引起电芯整体体积的明显变化；2)另一种为电极界面的副反应过程引起的膨胀，而副反应不可避免地引起电芯内阻的增加，气体的生成则进一步影响电极与电解液间的接触，从而使内阻进一步增大。
75.在本技术一个或多个实施例中，为改善乃至彻底解决相关技术中的局限，至少采用：当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，以确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值；通过对目标电芯施加电化学激励，从电参信号反馈中提取出因界面副反应或胀气而引起的特征阻抗rc值变化，同时考虑到电池由于界面副反应引起的膨胀后，电池的整体极化也会相应的增大，其目标电芯的电压至截止电压后，消极化的时间会延长，其电化学激励后静置一定时间后其电压的静置电压差也会相应变化，特征阻抗rc值变化和静置电压差可以一定程度上表征电芯的胀气状态，基于此，本技术在特征阻抗rc值变化的基础上并结合电化学激励后的静置电压差。可以实现监测目标电芯的胀气情况。
76.其中，特征阻抗rc值可以理解为电芯内部电化学反应及电极材料特性所产生的阻碍电流流动的物理量，其与电池的内阻不为同一技术概念。
77.下面结合具体的实施例对本技术进行详细说明。
78.在一个实施例中，如图1所示，特提出了一种电芯监测方法，该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的电芯监测装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。具体的，该电芯监测方法包括：
79.s102：当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值，其中，所述指定电压区间为以所述目标电芯的截止电压为参考的截止电压倍率区间，所述截止电压倍率区间为0.8～0.95；
80.本技术实施例的执行主体可以是电池管理系统(battery management system，bms)，电池管理系统可以对电池的电芯进行管理，例如可以对电芯的各项参数，如电压、电
流等参数进行管理，以及还可以对电池充电和放电过程进行管理。电池管理系统可以与电池电连接；
81.示意性的，电池管理系统(battery management system，bms)来监测目标电芯充电过程或放电过程中的电压，当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并同时获取目标电芯的特征阻抗rc值。
82.进一步的，可以是目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯周期性或实时地对电芯进行至少一轮电化学激励，获取对目标电芯进行电化学激励后的静置电压差，以及目标电芯的特征阻抗rc值；例如，针对目标电芯的特征阻抗rc值而言，可以是间隔预设周期或实时来获取目标电芯的特征阻抗rc值，以便于后续确定目标电芯的胀气情况。
83.可选的，当目标电芯的电压在指定电压区间时，可以进行至少一轮电化学激励，记录每轮电化学激励的目标电芯的特征阻抗rc值和静置电压差δv；
84.假设当前对目标电芯进行第i轮电化学激励，记录电化学激励时，电芯起始电压v0及(结束电化学激励的电流)结束电流i，电化学激励的激励持续时长x秒，记录结束电化学激励的目标电芯静置起始电压vs(目标电芯静置起始电压与可称之为激励结束电压)，静置一定时间a秒，在“静置一定时间a秒”后记录静置结束电压vr；
85.示意性的，此时目标电芯的特征阻抗rc值满足以下公式：
86.rc＝(vs
–v0
)/i
87.示意性的，静置电压差δv满足以下公式：
88.δv＝vs-vr89.示意性的，由于δv值反映了部分电芯中li离子扩散的极化状态，当电芯出现界面副反应引起的膨胀后，其扩散部分的极化状态亦有所体现，因此将δv值的异常引入到本技术中的电芯监测环节，基于rc增长率和静置电压差δv实现联合电芯胀气情况的判断；
90.可以理解的，通常会在目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯周期性进行多轮电化学激励，其特征阻抗rc值通常可以是多个，其静置电压差δv可以是一个或多个。指定电压区间可预先根据电池应用体系(如电芯三元镍钴锰-石墨体系)的电压区间设置，区间可以是电池所设计的最高截止电压的0.8～0.95；
91.可选的，电化学激励为充电激励或放电激励，充电激励可以理解为对电芯以指定充电电流进行充电，放电激励可以理解为对目标电芯以指定充电电压进行放电。
92.在一种可行的实施方式中，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差的过程可以是如下方式：
93.a2：获取电化学激励参数，电化学激励参数包括参考激励倍率、激励持续时长和静置时长；
94.示意性的，预先可以设置电化学激励的电化学激励参数，实际应用阶段可以直接获取所设置的电化学激励参数；
95.a4：基于参考激励倍率对目标电芯进行电化学激励，并保持激励持续时长；
96.a6：在结束电化学激励时记录目标电芯对应的目标电芯静置起始电压，在静置静置时长后目标电芯对应的目标电芯静置结束电压，以基于目标电芯静置起始电压和目标电芯静置结束电压确定电化学激励后的静置电压差。
97.示意性的，以电化学激励为充电激励为例，所获取的电化学激励参数可以是参考
充电倍率a1、充电持续时长b1、充电结束后的静置时长c1；进一步的，当电芯的电压在指定电压区间时，定期以参考充电倍率a1对电芯施适当的电流进行充电，并保持充电持续时长b1，并在每一轮电化学激励过程中，记录充电起始电压v0及结束电流i，持续充电持续时长b1,记录充电激励后的目标电芯静置起始电压vs，充电结束后的静置静置时长c1，记录静置结束后的静置结束电压vr；
98.进一步的，进一步计算得到目标电芯的特征阻抗rc值和静置电压差δv，和采用以此类推，可得到每一轮电化学激励时，目标电芯的特征阻抗rc值和静置电压差δv；
99.可选的，参考激励倍率为0.5c～1.5c；
100.可选的，激励持续时长为10s～30s；
101.可选的，静置时长为60s～240s。
102.需要说明的是，不能将上述示例的例子中的参考激励倍率为0.5c～1.5c、激励持续时长为10s～30s、静置时长为60s～240s等这些特定值，理解成是对本技术的限制。也即，参考激励倍率除了为0.5c～1.5c外，还可以是其他区间中的任一值，如0.4c～1.6c、0.3c～1.3c等等；以及，激励持续时长除了为10s～30s外，还可以是其他区间中的任一值，如10s～40s、8s～20s，等等；以及，静置时长除了为60s～240s外，还可以是其他区间中的任一值，如50s～100s、80s～250s，等等；因此，不能将上述示例中的参考激励倍率、激励持续时长、静置时长对应的示例范围理解成是对本技术的限制；
103.s104：基于特征阻抗rc值确定rc增长率；
104.在获取到前述一个或多个的特征阻抗rc值后，基于获取到特征阻抗rc值确定rc增长率；
105.在确定rc增长率时，可以是确定获取到的rc值相对于首次获取到的rc值的增长率，也即，若获取到的rc值为首次获取到的rc值，则对应的rc增长率为0，若获取到的rc值为非首次获取到的rc值时，则该rc增长率为获取到的rc值相对于首次获取到的rc值的增长比例；
106.其中，rc增长率的计算过程为[(rci-rc1)/rc1]*100％，rci表示第i次获取到的rc值，i的取值为正整数，rc1表示首次获取到的rc值。
[0107]
可选的，电池管理系统可以预先存储电芯出厂前记录的基准特征阻抗rc值(可作为前述首次获取到的rc值)，也即rc base值，实际应用阶段可以基于当前实测的特征阻抗rc值与基准特征阻抗rc值，直接计算rc增长率。
[0108]
在实际的应用场景中，当目标电芯充电至指定电压范围时(如最高截止电压的80-95％)，可触发rc数据以及δv值提取，记录连续读取的rc值，确定rc增长率；
[0109]
s106：基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。
[0110]
在获取到rc增长率和静置电压差之后，可以基于rc增长率和静置电压差阻抗膨胀率预测模型来监测当前目标电芯的胀气情况；
[0111]
在一种可行的实施方式中，阻抗膨胀率预测模型可以是一种包括参考电芯膨胀率与“指定rc增长率和指定静置电压差”对应的阻抗膨胀率关系表模型，实际应用中，可以基于阻抗膨胀率关系表模型查找当前“rc增长率和静置电压差”共同对应的电芯膨胀率，电芯膨胀率可以表征电芯的胀气情况；
[0112]
其中，阻抗膨胀率关系表模型可以是：当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参
考电芯进行电化学激励，确定电化学激励后参考电芯对应的参考静置电压差，并测量参考电芯的参考电芯膨胀值以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率，以及基于参考电芯膨胀值确定参考电芯膨胀率；
[0113]
由于，模型建立阶段，基于上述方式可确定若干组“参考电芯膨胀率-参考rc增长率和参考静置电压差”的阻抗膨胀率映射，基于多组阻抗膨胀率映射进行相关性处理，便可以可以建立阻抗膨胀率关系表模型。
[0114]
需要说明的是，“当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参考电芯进行电化学激励，确定电化学激励后参考电芯对应的参考静置电压差，以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率”可参考前述确定静置电压差、特征阻抗rc值以及rc增长率的相关释义，其执行步骤类似，此处不再赘述；
[0115]
在一种可行的实施方式中，阻抗膨胀率预测模型可以是一种基于机器学习模型创建并采用参考电芯膨胀率和参考rc增长率所训练得到的模型，具体如下：
[0116]
样本数据收集：采集大量的阻抗膨胀率样本，阻抗膨胀率样本包括基于前述参考电芯得到的参考静置电压差和参考rc增长率；
[0117]
样本数据标注：对阻抗-电压差样本标注前述测量的参考电芯膨胀值，参考电芯膨胀值作为阻抗-电压差样本的标签；
[0118]
模型正向传播训练：基于机器学习模型创建初始阻抗膨胀率预测模型，将阻抗-电压差样本输入初始阻抗膨胀率预测模型中进行至少一轮模型训练，得到针对阻抗-电压差样本对应的预测电芯膨胀率；
[0119]
模型反向传播微调：在每一轮模型正向传播训练过程中，基于预测电芯膨胀率和样本标签-参考电芯膨胀率基于模型损失计算式计算模型损失，基于模型损失对初始阻抗膨胀率预测模型进行模型参数调整，直至初始阻抗膨胀率预测模型满足模型训练结束条件，得到训练好的阻抗膨胀率预测模型；
[0120]
可选的，预测电芯膨胀率和样本标签-参考电芯膨胀率可以采用设置的模型损失函数计算模型损失，如模型损失函数可以是欧式距离损失函数、交叉熵损失函数、合页损失函数等等。
[0121]
可选的，模型的模型结束训练条件可以包括诸如损失函数的取值小于或等于预设的损失函数阈值，迭代次数达到预设的次数阈值等。具体模型结束训练条件可基于实际情况确定，此处不作具体限定。
[0122]
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例所涉及的机器学习模型包括但不限于卷积神经网络(convolutional neural network，cnn)模型，深度神经网络(deep neural network，dnn)模型、循环神经网络(recurrent neural networks，rnn)、模型、嵌入(embedding)模型、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree，gbdt)模型、逻辑回归(logistic regression，lr)模型等机器学习模型中的一种或多种的拟合。
[0123]
示意性的，提出了一种基于机器学习模型的阻抗膨胀率预测模型的模型训练方式，基于此方式可以得到训练好的阻抗膨胀率预测模型，该阻抗膨胀率预测模型可适配复杂的电芯监测场景，并准确计算出电芯膨胀率，模型具有良好的鲁棒性。
[0124]
在本技术实施例中，通过电化学激励可以从电信号反馈中提取出因界面副反应或胀气而引起的特征阻抗rc值变化。同时，当电芯出现界面副反应引起的膨胀后，电芯极化增
大，其静置电压差也会相应变化，从而可以通过特征阻抗rc值的变化结合电化学激励后的静置电压差实现电芯的胀气情况检测。
[0125]
请参见图2，图2是本技术提出的一种胀气情况监测的流程示意图。具体的:
[0126]
s202：基于rc增长率确定电芯膨胀率；
[0127]
在一种可行的实施方式中，可以预先基于参考电芯膨胀率和参考rc增长率进行一阶线性拟合处理，得到一阶线性模型，将一阶线性模型作为阻抗膨胀率预测模型；
[0128]
实际应用阶段，可以基于rc增长率采用阻抗膨胀率预测模型得到电芯膨胀率。
[0129]
以下对基于一阶线性模型得到阻抗膨胀率预测模型的模型建立过程可参考如下释义：
[0130]
b2：当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参考电芯进行电化学激励，测量参考电芯的参考电芯膨胀值以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值；
[0131]
b4：基于参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率，基于参考电芯膨胀值确定参考电芯膨胀率；
[0132]
参考rc增长率是针对参考特征阻抗rc值的增长幅度；“基于参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率”过程可参考前述“基于特征阻抗rc值确定rc增长率”步骤的释义，两者类似，此处不再赘述。
[0133]
参考电芯膨胀率是针对参考电芯膨胀值的增长幅度,参考电芯膨胀值可以理解为参考电芯的厚度s；
[0134]
示意性的，在对参考电芯进行电化学激励时，电化学激励可以是多轮，以此可得到多个参考电芯膨胀值，在获取到前述一个或多个的参考电芯膨胀值后，基于获取到参考电芯膨胀值s可确定参考电芯膨胀率；
[0135]
在确定参考电芯膨胀率时，可以是确定获取到的参考电芯膨胀值s相对于首次获取到的参考电芯膨胀值s的增长率，也即，若获取到的参考电芯膨胀值s为首次获取到的参考电芯膨胀值s，则对应的参考电芯膨胀增长率为0，若获取到的参考电芯膨胀值s为非首次获取到的参考电芯膨胀值s时，则该参考电芯膨胀(增长)率为获取到的参考电芯膨胀值相对于首次获取到的参考电芯膨胀值的增长比例；
[0136]
其中，参考电芯膨胀率s％的计算过程为[(si-s1)/s1]*100％，si表示第i次获取到的s值，i的取值为正整数，s1表示首次获取到的rc值。
[0137]
b6：基于参考电芯膨胀率和参考rc增长率进行一阶线性拟合处理，得到一阶线性模型，实际应用在电芯监测时，可以将一阶线性模型作为阻抗膨胀率预测模型。一阶线性模型可以理解为是针对rc增长率和电芯膨胀率的模型；
[0138]
具体的，根据每轮测得的参考rc增长率r％以及参考电芯膨胀率s％，对多组“参考rc增长率r％以及参考电芯膨胀率s％”数据进行相关性处理，并进行一阶线性拟合处理，得到r％与s％之间的关系式；
[0139]
可选的，以rc％为自变量，s％为因变量，一阶线性模型可表示为如下形式：
[0140]
s％＝a1*rc％+b1[0141]
可选的，以s％为自变量，rc％为因变量，一阶线性模型可表示为如下形式：
[0142]
rc％＝a2*s％+b2[0143]
在电芯设计阶段，通过设置一定的工况使参考电芯产生持续膨胀，在参考电芯的
不同膨胀阶段(通常可根据电芯厚度也即参考电芯膨胀率方向的膨胀范围，设置在0-20％阶段进行建模)，以时间或循环圈数设置一定的间隔连续记录参考电芯膨胀率，同时记录在指定电压区间设置一定条件(电化学激励参数，如参考激励倍率、激励持续时长、静置时长等)进行一轮或多轮电化学激励，来获得的对应的rc值，并以参考电芯出厂前电芯状态的数据作为base值，base值也即根据base值，计算rc增长值rc％，以及膨胀值的增长值s％，将rc％与s％建立一阶线性拟合；
[0144]
以初始的n组数据进行处理，获得初始一阶线性模型，后续每轮获取的rc％数据代入初始一阶线性模型计算s％，并与实测s％进行对比，若计算所预测的s％与测得的实际s％的预测误差，若预测误差小于或等于误差阈值(如5％)，则无需更新一阶线性模型，若预测误差大于误差阈值，则将实测rc％和s％加入数据集，对一阶线性模型进行重新拟合获得新的拟合关系式，对一阶线性模型行迭代更新；将收集的一阶线性模型作为阻抗膨胀率预测模型，以及电芯出厂前记录的rc base值内嵌至电池管理系统bms中，以便实际使用时进行调用。
[0145]
s204：基于目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于静置电压差得到第二检测结果；
[0146]
第一检测结果可以理解为从rc增长率维度进行电芯膨胀检测的结果，基于电芯膨胀率可以初步判决电芯是否膨胀；
[0147]
第一检测结果可以理解为从静置电压差维度进行电芯膨胀检测的结果，从静置电压差维度可以进一步对第一检测结果调优，去除从rc增长率维度的检测误差。
[0148]
在一种可行的实施方式中，可以检测目标电芯膨胀率是否大于第一增长率阈值，得到第一检测结果；
[0149]
示意性的，预先可以设置针对电芯膨胀率的阈值，该阈值也即第一增长率阈值，第一增长率阈值例如可以自定义设置为10％，此时第一检测结果也即电芯膨胀率是否大于第一增长率10％的结果。
[0150]
在一种可行的实施方式中，检测静置电压差是否大于第一静置电压差阈值，得到第二检测结果；
[0151]
示意性的，预先可以设置针对静置电压差的阈值，该阈值也即第一静置电压差阈值，第一静置电压差阈值可以自定义设置，第二检测结果也即静置电压差是否大于第一静置电压差阈值的结果。
[0152]
s206：基于第一检测结果和第二检测结果，确定目标电芯的电芯胀气情况。
[0153]
可以理解的，基于第一检测结果和第二检测结果来联合判断电芯是否膨胀，也即确定电芯的电芯胀气情况。
[0154]
在一种可行的实施方式中，若第一检测结果为目标电芯膨胀率大于第一增长率阈值且第二检测结果为静置电压差大于第一静置电压差阈值，则确定目标电芯属于电芯胀气状态；
[0155]
若第一检测结果为目标电芯膨胀率小于或等于第一增长率阈值和/或第二检测结果为静置电压差小于或等于第一静置电压差阈值，则确定目标电芯属于电芯正常状态。
[0156]
示例性的，为了更好的理解本技术的实施步骤，以下举例对阻抗膨胀率预测模型和第一静置电压差阈值进行释义，如下：
[0157]
选取一批设计容量如5000mah制造下线在1个月以内的属于新鲜态的电芯，筛选其中实际容量与设计容量偏差在指定容量范围(如0％-0.35％)以内的参考电芯，进行建模数据收集。选择特定的条件加速电芯的膨胀及数据获取，在45℃(此处所示的温度仅为示例，其温度可以是为[10℃，80℃])恒温条件下，对电芯进行循环测试，测试条件为参考电芯的电压在指定电压区间3.0-4.2v进行多轮充/放电激励，间隔循环(cycle)地对参考电芯进行充/放电激励(如每隔50cl(循环))，提取参考电芯的参考特征阻抗rc值和参考电芯膨胀值，以参考电芯膨胀值确定参考电芯膨胀率s％，
[0158]
具体的充/放电激励的流程如下：
[0159]
(1)0.5c cc/cv to 4.2v,rest 5min：也即利用0.5c倍率对参考电芯进行恒流充电/恒压充电，以使参考电芯的电压至4.2v，静置5min；
[0160]
(2)0.5c dc to 3v,rest 5min：也即利用0.5c倍率对参考电芯进行放电，以使参考电芯的电压至3v,静置5min；
[0161]
(3)循环(1)和(2)，直至swelling(胀气率)达到指定阈值(如16％)，每隔5cls测一次电芯膨胀值s；
[0162]
同时在参考电芯的电压达到截止电压对应的指定电压区间(如80-95％区间)时)，施加前述“阻抗膨胀率预测模型的模型建立过程”流程，此例中所选用倍率为0.5c，激励时间为12s，静置时间为240s；
[0163]
计算参考特征阻抗rc值：rc＝(vs
–
v0)/i
[0164]
计算参考静置电压差δv值：δv＝vs
–
vr
[0165]
选取首次获取(接近fresh状态下)的rc作为rc基础值，后续每轮获取的rc值相对rc基础值的增加量则为rc％；同理，选取首次获取(接近fresh状态下)的厚度s作为s基础值，后续每轮获取的厚度s值相对s基础值的增加量则为s％。以此，来确定多组“参考rc增长率r％以及参考电芯膨胀率s％”实际应用，如图所示，图3是一种线性拟合的场景示意图，通过对多组“参考rc增长率r％以及参考电芯膨胀率s％”数据进行相关性处理，并进行一阶线性拟合处理，得到rc％与s％之间的一阶线性模型作为阻抗膨胀率预测模型，图3中rc％与s％之间的阻抗膨胀率预测模型也即s％＝0.0437rc％+3.1318。
[0166]
一阶线性拟合处理是以初始的n组数据进行处理，获得初始一阶线性模型，后续每轮获取的rc％数据代入初始一阶线性模型计算s％，并与实测s％也即参考电芯膨胀率s％进行对比，若计算所预测的s％与测得的参考电芯膨胀率s％的预测误差，若预测误差小于或等于误差阈值(如5％)，则无需更新一阶线性模型，若预测误差大于误差阈值，则将实测rc％和参考电芯膨胀率s％，加入数据集，对一阶线性模型进行重新拟合获得新的拟合关系式，对一阶线性模型行迭代更新；将收集的一阶线性模型作为阻抗膨胀率预测模型，阻抗膨胀率预测模型以及电芯出厂前记录的rc base值内嵌至电池管理系统bms中，以便实际使用时进行调用。
[0167]
针对第一静置电压差阈值的设置，可以选取在参考电芯膨胀率s％达到所设置的目标工况时，目标工况可以是设置s％达到目标值(如10％)时，认定膨胀异常，以此在参考电芯膨胀率s％达到目标值时，获取当前参考静置电压差作为第一静置电压差阈值。
[0168]
在本技术实施例中，在监控时，通过基于特征阻抗rc值变化从rc增长率维度进行电芯膨胀检测确定第一检测结果，和从静置电压差维度进行电芯膨胀检测第二检测结果，
在第一检测结果基础上结合电化学激励后的静置电压差维度第二检测结果，进一步实现了精准监测电芯的电芯胀气状态，提高监测准确性。
[0169]
在本技术一个或多个实施例中，电芯监测方法还可包括预处理步骤；
[0170]
请参见图4，图4是一种参考电芯的预处理步骤的流程示意图。具体的：
[0171]
s302：获取多个电芯对应的电芯容量参数和在同一soc时的开路电压偏差，基于电芯容量参数和开路电压偏差从多个电芯中选取参考电芯；
[0172]
电芯容量参数可以是电芯设计容量值、电芯实际容量值，电芯容量参数还可以包括电芯设计容量值、电芯实际容量值的差值也即实际容量波动值。电芯设计容量值在参考电芯设计阶段可以直接确定，电芯实际容量值在参考电芯生产完成后可通过仪器测量得到；
[0173]
可选的，电芯容量参数为电芯设计容量值和实际容量波动值，
[0174]
在一种可行的实施方式中，基于电芯容量参数和开路电压偏差从多个电芯中选取参考电芯，可以是如下步骤：
[0175]
从多个电芯中选取电芯设计容量值大于参考设计容量值且实际容量波动值小于参考容量波动值的至少一个备选电芯，从备选电芯中选取开路电压偏差小于偏差阈值的参考电芯。
[0176]
示意性的，从多个电芯选取容量接近的电芯，具体来说从电芯设计容量值和电芯的开路电压偏差这两个维度来筛选出参考电芯，经预处理步骤所筛选出来的参考电芯后续所建立的阻抗膨胀率预测模型拟合度更高，模型更准确；
[0177]
例如，选取电芯设计容量值》参考设计容量值-3000mah且在同一soc(荷电状态)下参考电芯的开路电压偏差小于10mv的电芯。
[0178]
开路电压偏差可以理解为参考电芯的设计开路电压与实际开路电压的差值，开路电压偏差越小所筛选出的电芯更稳定，更有利于后续得到准确的一阶线性模型。
[0179]
s304：对参考电芯配置指定温度范围环境，以参考充电倍率和参考循环次数对参考电芯进行循环充电处理，得到电芯预处理后的参考电芯。
[0180]
对于参考电芯而言在预处理过程中，可以对参考电芯配置指定温度范围环境，以所预先设置的参考充电倍率对参考电芯进行循环充电处理，循环充电处理的次数为预先设置的参考循环次数，这样可彻底激活电芯性能，以减少后续一阶线性模型的建模次数。
[0181]
例如，指定温度范围环境可以是“35度-45度”的指定温度环境，具体可以是将参考电芯放置在“35度-45度”的高低温箱中，参考充电倍率可以是预先设置的“0.1-0.2c”中的其一的倍率对参考电芯进行循环充电处理，且循环充电处理的次数为参考循环次数：10次，以便于彻底激活电芯性能，进一步的，还可以比较参考电芯在前述循环充电处理后的电芯容量相对于设计容量值的衰减幅度是否小于目标衰减幅度(如0.1％)，以便于减少建模数据波动。
[0182]
在本技术一个或多个实施例中，提出了一种对阻抗膨胀率预测模型所用到的参考电芯的预处理手段，通过对多个参考电芯进行预处理步骤，可以从开路电压偏差、电芯容量参数维度进行参考电芯筛选，以及可对参考电芯循环充电处理，这样可筛选出高质量的参考电芯，同时充分激活电芯性能，降低阻抗膨胀率预测模型建模过程中由于参考电芯自身因素所额外引入的误差，可以降低建模数据波动。
[0183]
在本技术一个或多个实施例中，提出了一种在监测电芯的胀气情况确定电芯属于电芯胀气状态后的，电芯控制方法，具体如下：
[0184]
电芯监测装置在执行基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况的步骤之后，若目标电芯属于电芯胀气状态，则对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理。
[0185]
在一种可行的实施方式中，电芯监测装置对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理的过程可以是如下方式：
[0186]
b2：若目标电芯膨胀率属于第一膨胀率区间且静置电压差大于第一静置电压差阈值，则基于电压降低值对目标电芯对应的充电截止电压进行降压；
[0187]
电压降低值可以理解为预先在确定目标电芯属于电芯胀气状态后所设置的降低充电截止电压的电压调整值；
[0188]
例如，假设可以设置电压降低值为50mv，在目标电芯充电过程中，确定目标电芯属于电芯胀气状态之后，对电芯的充电流程进行充电截止电压调整，以电压降低值为参考降低充电截止电压。
[0189]
b4：基于rc增长率确定下一电芯膨胀率，获取下一静置电压差；
[0190]
在基于电压降低值对目标电芯对应的充电截止电压进行降压之后，持续监测rc增长率，基于rc增长率确定所记录的下一电芯膨胀率；
[0191]
b6：若下一电芯膨胀率属于第一膨胀率区间且下一静置电压差大于第一静置电压差阈值，则执行对目标电芯对应的充电截止电压进行降压控制处理的步骤；
[0192]
可选的，第一膨胀率区间可以是设置为15％-20％；
[0193]
示例性的，如图5所示，图5是本说明书所涉及的一种降压控制的曲线图，图5中横坐标为循环充电次数(cycle no.)，纵坐标为电芯的电芯膨胀率(swelling)，电芯监测装置执行基于rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况的步骤之后，若目标电芯属于电芯胀气状态，则触发了降截止电压使用策略，如图5所示，选取了4组电芯进行测试，分别为实施例1-1所对应的电芯、实施例1-2所对应的电芯、实施例1-3所对应的电芯和实施例1-4所对应的电芯，4组电芯分别使用如图5所示出的曲线类型来表征充电过程中：在55度高温充电循环工况下电芯的电芯膨胀率(swelling)随着循环充电次数(图5中cycle no.表示循环充电次数)的变化；当计算得到rc增长率s％》10％,以及静置电压差达到阈值触发降截止电压使用，第一轮截止电压降低50mv使用；持续监测下一rc增长率s％和下一静置电压差，当s％》15％,且下一静置电压差达到阈值触发第二段降压使用，截止电压再次降低50mv使用此时降低值为100mv。电芯膨胀速度受到抑制，在50次充电循环之后才达到20％。
[0194]
作为对比图5中的电芯在获得s％信息后不采取任何管控措施，如图6所示，图6是一种电芯监控的对照示意图，图6中横坐标为循环充电次数(cycle no.)，纵坐标为电芯的电芯膨胀率(swelling)，图6所示是在55度高温充电循环工况下，相对于图5的无管控措施对比图，同样选取了4组同型号电芯进行测试，分别为对比例1-1所对应的电芯、对比例1-2所对应的电芯、对比例1-3所对应的电芯和对比例1-4所对应的电芯，这4组同型号电芯不采取任何管控措施，电芯在30次充电循环之后，s％达到20％以上。可见确定电芯属于电芯胀气状态后，也可对应地使用本说明书中电芯控制方法，延长电芯的使用周期。
[0195]
b8：若下一电芯膨胀率属于第二膨胀率区间且下一静置电压差大于第一静置电压
差阈值，则输出电芯更换建议。
[0196]
第二膨胀率区间是针对电芯监测所设置的门限，在下一电芯膨胀率达到第二膨胀率区间，此时可能电芯失效；
[0197]
示意性的，在监测到电芯的下一电芯膨胀率落入第二膨胀率区间，则可以输出电芯更换建议。例如，第二膨胀率区间可以是20％-100％,当电芯的下一电芯膨胀率达到20％且静置电压差大于第一静置电压差阈值，则可以输出电芯更换建议。
[0198]
可以理解的，第一膨胀率区间以及第二膨胀率区间可以基于实际应用情况自定义设置，此处不做限定。
[0199]
在本说明书一个或多个实施例中，提出了基于电芯监测方法的一种电芯控制手段，采用该电芯控制手段可以有效延长电芯的使用周期，在发生电芯膨胀的情形下，采用电芯控制手段，可以及时有效的实现基于电芯膨胀的快速容灾预警。
[0200]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种电池管理系统(bms)，该电池管理系统与电池连接，用于对电池进行管理。电池管理系统用于接收电池和外部各个接口的信息，分析和处理信息后，并发出执行指令，完成电池的充电，放电，保护，均衡，故障检测和故障预警等功能，确保电池的正常、高效、合理和安全的运行。该电池管理系统能实现对电池中的电芯胀气情况的在线监控，例如，可以当电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值，基于特征阻抗rc值确定rc增长率，基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。
[0201]
其中，bms主要可以分成闭环反馈的三大部分：信息采集、信息分析处理、输出决策执行指令。对于信息采集，bms需要实时监测电池的状态，就需要各种传感器来采集电芯的电压，电流，温度等物理参数。信息分析处理是指，bms采集到相关信息后，需要对信息进行分析处理，以决定需要采取的动作。输出决策执行指令是指，bms通过对外交互接口向与其交互的交互对象(如充电设备)输出决策执行指令。
[0202]
电池管理系统可以采用现有的电池管理系统，例如，对于笔记本电脑、电动车点等设备来说，该电池管理系统为当前设备中所使用的电池管理系统，其结构已经为本领域所熟知，此处不再进行说明。
[0203]
电池管理系统实施例所提供的电芯监测原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，电池管理系统实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0204]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括本体、电池管理系统和与电池管理系统连接的电池，该电池包含至少一个电芯。电池用于为本体供电；电池管理系统用于执行上述的电芯胀气检测方法，实现对电芯胀气情况的在线监控。该电子设备可以是笔记本电脑、平板电脑和智能手机等。可以理解的是，该电子设备并不限于此，还可以是具备动力电池的电动设备，例如，可以是电动交通工具、如电动自行车、电动摩托车、电动汽车等。
[0205]
下面将结合图7，对本技术实施例提供的电芯监测装置进行详细介绍。需要说明的是，图7所示的电芯监测装置，用于执行本技术图1～图6所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本技术图1～图6所
示的实施例。
[0206]
请参见图7，其示出本技术实施例的电芯监测装置的结构示意图。该电芯监测装置1可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为用户终端的全部或一部分。根据一些实施例，该电芯监测装置1包括激励模块11和监测模块12，具体用于：
[0207]
激励模块11，用于当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯的进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗rc值；
[0208]
监测模块12，用于基于特征阻抗rc值确定rc增长率；
[0209]
监测模块12，用于基于目标电芯的rc增长率和静置电压差监测所述目标电芯的胀气情况。
[0210]
可选的，所述激励模块11，用于：
[0211]
获取电化学激励参数，电化学激励参数包括参考激励倍率、激励持续时长和静置时长；
[0212]
基于参考激励倍率对目标电芯进行电化学激励，并保持激励持续时长；
[0213]
在结束电化学激励时记录目标电芯对应的目标电芯静置起始电压，在静置静置时长后目标电芯对应的目标电芯静置结束电压，以基于目标电芯静置起始电压和目标电芯静置结束电压确定电化学激励后的静置电压差。
[0214]
可选的电化学激励为充电激励或放电激励；参考激励倍率为0.5c～1.5c，激励持续时长为10s～30s，静置时长为60s～240s。
[0215]
可选的，所述监测模块12，用于：
[0216]
获取参考电芯，将参考电芯的rc增长率和参考电芯的膨胀率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型；
[0217]
基于目标电芯的rc增长率和阻抗膨胀率预测模型确定目标电芯膨胀率；基于目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于静置电压差得到第二检测结果；
[0218]
基于第一检测结果和第二检测结果，确定目标电芯的电芯胀气情况。
[0219]
可选的，所述监测模块12，用于：
[0220]
检测所述目标电芯膨胀率是否大于第一增长率阈值，得到第一检测结果；
[0221]
检测所述静置电压差是否大于第一静置电压差阈值，得到第二检测结果；
[0222]
若所述第一检测结果为所述目标电芯膨胀率大于所述第一增长率阈值且所述第二检测结果为所述静置电压差大于第一静置电压差阈值，则确定所述目标电芯属于电芯胀气状态；
[0223]
若所述第一检测结果为所述目标电芯膨胀率小于或等于所述第一增长率阈值和/或所述第二检测结果为所述静置电压差小于或等于第一静置电压差阈值，则确定所述目标电芯属于电芯正常状态。
[0224]
可选的，所述装置1还用于：
[0225]
当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参考电芯进行电化学激励，测量参考电芯的参考电芯膨胀值以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值，其中，所述指定电压区间为以所述目标电芯的截止电压为参考的截止电压倍率区间，所述截止电压倍率区间为0.8～0.95；
[0226]
基于参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率，基于参考电芯膨胀值确定参考电芯膨
胀率；
[0227]
基于所述参考电芯膨胀率和所述参考rc增长率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型。
[0228]
可选的，所述装置1还用于：获取多个参考电芯对应的电芯容量参数和在同一soc时的开路电压偏差，基于所述电芯容量参数和所述开路电压偏差从所述多个电芯中选取参考电芯；
[0229]
对所述参考电芯配置指定温度范围环境，以参考充电倍率和参考循环次数对所述参考电芯进行循环充电处理，得到电芯预处理后的所述参考电芯。
[0230]
可选的，所述所述电芯容量参数为电芯设计容量值和实际容量波动值，所述所述装置1还用于：从所述多个电芯中选取所述电芯设计容量值大于参考设计容量值且所述实际容量波动值小于参考容量波动值的至少一个备选电芯；
[0231]
从所述备选电芯中选取所述开路电压偏差小于偏差阈值的参考电芯。
[0232]
本技术实施例所提供的电芯监测，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0233]
需要说明的是，上述实施例提供的电芯监测装置在执行电芯监测方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的电芯监测装置与电芯监测方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0234]
上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0235]
本技术实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1～图6所示实施例的所述目标电芯监测方法，具体执行过程可以参见图1～图6所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
[0236]
本技术还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行如上述图1～图6所示实施例的所述目标电芯监测方法，具体执行过程可以参见图1～图6所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
[0237]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0238]
以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种电芯监测方法，其特征在于，所述方法包括：当目标电芯的电压在指定电压区间时，对所述目标电芯进行电化学激励，确定所述电化学激励后的静置电压差，并获取所述目标电芯的特征阻抗rc值，其中，所述指定电压区间为以所述目标电芯的截止电压为参考的截止电压倍率区间，所述截止电压倍率区间为0.8～0.95；基于所述特征阻抗rc值确定rc增长率；基于所述目标电芯的rc增长率和所述静置电压差监测所述目标电芯的胀气情况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标电芯进行电化学激励，确定所述电化学激励后的静置电压差，包括：获取电化学激励参数，所述电化学激励参数包括参考激励倍率、激励持续时长和静置时长；基于所述参考激励倍率对所述目标电芯进行电化学激励，并保持所述激励持续时长；在结束电化学激励时记录所述目标电芯对应的目标电芯静置起始电压，在静置所述静置时长后所述目标电芯对应的目标电芯静置结束电压，以基于所述目标电芯静置起始电压和所述目标电芯静置结束电压确定所述电化学激励后的静置电压差；所述电化学激励为充电激励或放电激励，所述参考激励倍率为0.5c～1.5c，所述激励持续时长为10s～30s，所述静置时长为60s～240s。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述rc增长率和所述静置电压差监测所述目标电芯的胀气情况，包括：获取参考电芯，将参考电芯的rc增长率和参考电芯的膨胀率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型；基于所述目标电芯的rc增长率和所述阻抗膨胀率预测模型确定目标电芯膨胀率；基于所述目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于所述静置电压差得到第二检测结果；基于所述第一检测结果和所述第二检测结果，确定所述目标电芯的电芯胀气情况。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标电芯膨胀率得到第一检测结果，基于所述静置电压差得到第二检测结果，基于所述第一检测结果和所述第二检测结果，确定所述目标电芯的电芯胀气情况，包括：检测所述目标电芯膨胀率是否大于第一增长率阈值，得到第一检测结果；检测所述静置电压差是否大于第一静置电压差阈值，得到第二检测结果；若所述第一检测结果为所述目标电芯膨胀率大于所述第一增长率阈值且所述第二检测结果为所述静置电压差大于第一静置电压差阈值，则确定所述目标电芯属于电芯胀气状态；若所述第一检测结果为所述目标电芯膨胀率小于或等于所述第一增长率阈值和/或所述第二检测结果为所述静置电压差小于或等于第一静置电压差阈值，则确定所述目标电芯属于电芯正常状态。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取参考电芯，将参考电芯的rc增长率和参考电芯的膨胀率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型还包括：当参考电芯的电压在指定电压区间时，对参考电芯进行电化学激励，测量参考电芯的参考电芯膨胀值以及获取参考电芯的参考特征阻抗rc值；
基于参考特征阻抗rc值确定参考rc增长率，基于参考电芯膨胀值确定参考电芯膨胀率；基于所述参考电芯膨胀率和所述参考rc增长率进行一阶线性拟合处理，得到阻抗膨胀率预测模型。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下预处理步骤：获取多个电芯对应的电芯容量参数和在同一soc时的开路电压偏差，基于所述电芯容量参数和所述开路电压偏差从所述多个电芯中选取参考电芯；对所述参考电芯配置指定温度范围环境，以参考充电倍率和参考循环次数对所述参考电芯进行循环充电处理，得到电芯预处理后的所述参考电芯。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电芯容量参数为电芯设计容量值和实际容量波动值，所述基于所述电芯容量参数和所述开路电压偏差从所述多个电芯中选取参考电芯，包括：从所述多个电芯中选取所述电芯设计容量值大于参考设计容量值且所述实际容量波动值小于参考容量波动值的至少一个备选电芯；从所述备选电芯中选取所述开路电压偏差小于偏差阈值的参考电芯。8.一种电芯监测装置，其特征在于，所述装置包括：激励模块，用于当目标电芯的电压在指定电压区间时，对所述目标电芯进行电化学激励，确定所述电化学激励后的静置电压差，并获取所述目标电芯的特征阻抗rc值；监测模块，用于基于所述特征阻抗rc值确定rc增长率；所述监测模块，用于基于所述目标电芯的rc增长率和所述静置电压差监测所述目标电芯的胀气情况。9.一种电池管理系统，其特征在于，与电池连接，所述电池包含至少一个电芯，所述电池管理系统用于执行如权利要求1～7中任一项所述的电芯胀气监控方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括：本体、电池管理系统和与所述电池管理系统连接的电池，所述电池包含至少一个电芯；所述电池用于为所述本体供电；所述电池管理系统用于执行如权利要求1～7中任一项所述的电芯胀气监控方法。

技术总结
本申请实施例公开了一种电芯胀气监测方法、装置、存储介质及电子设备，其中，方法包括：当目标电芯的电压在指定电压区间时，对目标电芯进行电化学激励，确定电化学激励后的静置电压差，并获取目标电芯的特征阻抗Rc值，基于特征阻抗Rc值确定Rc增长率，基于目标电芯的Rc增长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。长率和静置电压差监测目标电芯的胀气情况。


技术研发人员：甄杰明 戴璐
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/7