本发明实施例涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于换电电池的容量均衡方法。
背景技术：
根据能量的转移方式的不同，电池均衡方法可分为主动均衡和被动均衡，其中使用电阻耗散较高剩余电量电芯能量的均衡称为被动均衡，通过将较高剩余电量电芯能量转移到较低剩余电量电芯的均衡称为主动均衡。由于主动均衡可靠性差，成本高且当前电芯产品的出厂一致性高等因素，当前市面上电动汽车几乎都选用被动均衡方案，但被动均衡也存在着均衡电流小的缺点。
电池的被动均衡系统，主要是以电池包最低单体电量为基准来将较高剩余电量电芯电量消耗来保证单体电池之间的一致性。由于电池管理系统对单体电池电压采样误差一般为±3mv，该误差会导致待均衡电池待均衡容量会比实际值偏大，造成均衡过度。
电动汽车充电过程中根据待均衡容量对待均衡单体电池进行放电均衡，直至放电容量达到待均衡容量。但是对于经常使用快充方式进行充电的电动汽车来说，每个电池充放电循环电池充电时间只有不到1小时，那么待均衡电池可用于均衡的时间也只有不到1个小时，对于当前市面上的大容量单体电池，均衡的效果不明显。
但是，在采用上述方式进行容量均衡时，存在容量均衡随意，无法根据各电池所需的容量均衡量进行相应的调整，造成容量均衡时的实际结果与所需结果不一致，从而造成电池均衡过度或者未达到均衡目的的问题以及影响电池使用寿命的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种用于换电电池的容量均衡方法，以实现结合换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡策略，从而根据相应的均衡策略来对电池进行容量均衡时，保证了各单体电池容量的一致性，提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于换电电池的容量均衡方法，该方法，包括：
根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态；
确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定所述至少一个目标单体电池的待均衡容量信息；
根据所述当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
第二方面，本发明实施例还提供了一种用于换电电池的容量均衡装置，该装置包括：
当前状态确定模块，用于根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态；
待均衡容量信息确定模块，用于确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定所述至少一个目标单体电池的待均衡容量信息；
均衡调整模块，用于根据所述当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的用于换电电池的容量均衡方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明实施例任一所述的用于换电电池的容量均衡方法。
本发明实施例的技术方案，通过确定目标换电电池的当前状态以及目标单体电池的待均衡容量信息，并根据当前状态以及待均衡容量信息进行相应的容量均衡调整时，解决了目前容量调整比较随意，无法有针对性的对电池进行容量均衡，导致对电池进行容量均衡的实际结果与所需结果不一致，从而造成电池均衡过度或者未达到均衡目的的问题以及影响电池使用寿命的问题，实现了结合目标换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡调整策略，在根据相应的均衡调整策略来对电池进行容量均衡时，保证了各单体电池容量的一致性，从而提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1为本发明实施例一所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图；
图2为本发明实施例二所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图；
图3为本发明实施例三所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图；
图4为本发明实施例四所提供的一种用于换电电池的容量均衡装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图，本实施例可适用于在换电电池处于不同状态时对电池容量进行均衡调整的情况，该方法可以由用于换电电池的容量均衡装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。
如图1所述，本实施例的方法，具体包括如下步骤：
s110、根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态。
其中，目标换电电池是需要进行容量均衡的换电电池，目标换电电池由多个单体电池构成。关联数据信息是用于确定目标换电电池当前状态的信息，可以是目标换电电池与车辆之间的通信信息，例如：若目标换电电池与车辆之间是通信连接的，则目标换电电池的当前状态为处于车辆中；若目标换电电池与车辆之间是通信断开的，则目标换电电池的当前状态为处于换电站内，也可以是车辆中安装有gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)，若定位显示车辆位置位于换电站外，则目标换电电池的当前状态为处于车辆中；若定位显示车辆位置位于换电站内，则目标换电电池的当前状态为处于换电站内。
s120、确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定至少一个目标单体电池的待均衡容量信息。
由于目标换电电池中各个单体电池的性能不一致，会导致电池使用一段时间后，各个单体电池的容量存在一定的差异。当单体电池的容量不一致时会存在充电工况下过充以及放电工况下过放等汽车安全性问题，因此为了使各单体电池之间的容量均衡，可以以电压最低的电池为基准，来确定各单体电池的待均衡容量。可以将电压最低的电池作为基准单体电池，相应的，基准单体电池所对应的电池电压为基准电压，基准单体电池所对应的电池容量为基准容量。将电压最低的电池设置为基准单体电池的好处在于：可以根据基准容量进行容量调整，避免单体电池的容量差值过大而产生的安全隐患。分别确定每个单体电池与基准电池之间的电压差值，并可以将电压差值大于预设差值阈值的电池作为目标单体电池，当然，也可以将电压高于基准电压的单体电池作为待均衡单体电池，即目标单体电池。采用上述方式确定目标单体电池时，确定出的目标电池数量可以是一个也可以是多个，例如：目标换电电池中包含5个单体电池，电压最低的单体电池的电压为3.2v，其余4个单体电池的电压都高于3.2v，因此将其余4个单体电池都作为目标单体电池。
其中，目标单体电池是目标换电电池中需要进行容量均衡的单体电池，待均衡容量是目标单体电池需要释放的容量，可选的，可以基于目标单体电池的电池容量和与目标换电电池中电压最低的单体电池，即基准单体电池的电池容量来确定的。计算单体电池的电池容量可以是基于下述公式来确定的，如，单体电池容量＝单体电池荷电状态×电池健康状态×电池额定容量。其中，单体电池的荷电状态是电池使用一段时间后剩余电量与满充状态下的容量的比值，电池的健康状态是满充状态下的容量与额定容量的比值。
需要说明的是：每个目标单体电池均存在一个与其相对应的待均衡容量，且待均衡容量可以相同也可以不同。
具体的，获取目标换电电池中各个单体电池的电压信息，从所有电压信息中确定最小电压值所对应的单体电池，即为基准单体电池。同时，确定各单体电池的电压与基准电压之间的电压差值，当电压差值大于预设电压差值阈值，则可以将该电压差值所对应区别于基准单体电池的电池作为目标单体电池。采用上述方式可以依次确定目标换电电池中的各目标单体电池。在确定目标单体电池之后，可以采用上述公式计算每个目标单体电池的当前电池容量，以及基准电池的基准容量。根据当前电池容量与基准容量之间的差值，可以确定当前电池容量所对应的目标单体电池的待均衡容量信息。
s130、根据当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
其中，当前状态包括目标换电电池位于车辆中，或者目标换电电池位于换电站内。若当前状态不同时，与每个目标单体电池所对应的均衡方式存在一定的差异，因此需要结合当前状态对各个目标单体电池进行容量均衡调整。需要说明的是，每个目标单体电池所对应的待均衡容量信息存在一定的差异，当待均衡容量信息不同时，可能与其相对应的容量均衡调整策略也存在一定的差异。因此，可以综合考量当前状态以及各待均衡容量信息，来对各目标单体电池进行容量均衡调整。
示例性的，当前状态是：目标换电电池处于车辆中，当其中某个目标单体电池的待均衡容量信息较大时，则可以是在车辆充电，静止和放电的状态下均对目标单体电池进行均衡处理，直至容量均衡调整结束，如，对目标单体电池电池进行放电处理；当待均衡容量信息较小时，即该目标单体电池与基准电池之间的容量差值不大，此种情况可以是在充电过程中对目标单体电池进行额外的放电处理，直至容量均衡调整结束。这种均衡方式的好处在于能够根据当前状态以及待均衡容量信息选择相对应的均衡调整策略，以避免均衡不足或均衡过度的情况发生。
具体的，若当前状态为目标换电电池处于换电站内，则目标换电电池在工作时处于充电状态，在充电过程中，可以使用电阻来消耗目标单体电池中的电量，使目标单体电池比非目标单体电池的充电速度慢，避免过充状态的产生，并且可以周期性的或实时的计算得出各个目标单体电池的剩余待均衡容量信息直至目标单体电池的容量均衡过程结束，停止额外使用电阻消耗电量，以避免过度均衡的情况。
本实施例的技术方案，通过确定目标换电电池的当前状态以及目标单体电池的待均衡容量信息，并根据当前状态以及待均衡容量信息进行相应的容量均衡调整时，解决了目前容量调整比较随意，无法有针对性的对电池进行容量均衡，导致对电池进行容量均衡的实际结果与所需结果不一致，从而造成电池均衡过度或者未达到均衡目的的问题以及影响电池使用寿命的问题，实现了结合目标换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡调整策略，在根据相应的均衡调整策略来对电池进行容量均衡时，保证了各单体电池容量的一致性，从而提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
实施例二
图2为本发明实施例二所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图。在前述实施例的基础上可知，当前状态包括目标换电电池位于车辆中或者位于换电站中，为了清楚的介绍各状态下所对应的均衡调整策略，本实施例以目标换电电池处于车辆中为例来介绍。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
如图2所述，本实施例的方法，具体包括如下步骤：
示例性说明，当前状态是目标换电电池处于车辆中。
具体的，检测目标换电电池是否位于车辆中，可以是根据接收到的关联数据信息，如，电机的相关信息，确定目标换电电池的当前状态是目标换电电池处于车辆中。可以是根据bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)读取内存中存取的目标换电电池的换电状态并通过与其他控制器如：网关，整车控制器、换电控制器等进行通信确认目标换电电池所处的场景，当接收到换电电池与车辆之间的控制信号时，确定目标换电电池的当前状态是目标换电电池处于车辆中。
在确定当前状态后，可以进行下一步判断，如，通过本次上电时刻与内存中存储的上次下电时刻的时间差获得目标换电电池的静置时长。
其中，上电时刻是目标换电电池所属车辆的启动时刻，下电时刻是目标换电电池所属车辆的熄火时刻，静置时长是本次上电时刻与内存中存取的上次下电时刻的时间差，即由熄火状态转换为启动状态时，处于熄火状态的熄火时长。
可选的，当检测到目标换电电池所属车辆由熄火状态转换为启动状态时，确定处于熄火状态的熄火时长。bms中能够存储车辆启动时刻以及熄火时刻，因此可以根据bms系统中存储的本次启动时刻以及上次熄火时刻，进行求差得到车辆处于熄火状态的熄火时长。
在确定静置时长后，可以根据静置时长来判断是否需要重新确定待均衡容量信息，即判断目标换电电池静置时长是否大于等于预设熄火时长。根据静置时长来确定待均衡容量信息的原因在于：当静置时长较长时，存在构成目标换电电池的各单体电池的电解质分布均匀，当电解质分布均匀时需要重新确定各单体电池中的目标单体电池，进而确定相应的待均衡容量信息。当静置时长较短时，存在电池电解质分布不均匀的情况，此时电动势不稳定，即电压不稳，因此即使测量得到的结果也不准确，因此可以以存储的待均衡容量信息作为将要均衡的容量信息。如，若电池静置时长不大于预设时间，则读取bms上次下电时存储的剩余待均衡容量，即，当熄火时长小于预设熄火时长时，为了获取目标单体电池的待均衡容量信息，读取bms上次熄火时存储的剩余待均衡容量作为待均衡容量信息，其中，剩余待均衡容量是在上一次进行容量均衡后剩余的部分，即待均衡容量与已均衡容量的差值。
若单体电池的电解质分布均匀，即静置时长较长，则可以进一步确定单体电池开路电压，并计算各个单体电池电压与电压最低的单体电池电压差值，即重复执行实施例一的各个步骤。
也就是说，在无法基于静置时长来确定待均衡容量信息时，确定目标换电电池中的目标单体电池可以是：当熄火时长大于等于预设熄火时长时，获取构成目标换电电池的各单体电池的电压信息，以根据电压信息从各单体电池中确定至少一个目标单体电池。
其中，各单体电池的电压信息可以是在bms采集的实时的电压值，并确定全部单体电池中电压值最低的单体电池为基准单体电池，相应的，基准单体电池的电压值为基准电压，分别确定每个单体电池的电压信息与基准电压之间的电压差值。
可以基于电压差值与预设压差阈值之间的关系来确定相应的待均衡容量信息，如：判断所有单体电池电压与基准电压的差值是否大于预设压差阈值。若电压差值不大于该预设压差阈值，说明该单体电池与基准电池的容量差值不大，不影响安全使用，则该单体电池不需要均衡；若电压差值大于该预设压差阈值，说明该单体电池与基准电池的容量差值较大，继续以该状态使用会造成安全隐患，则将该单体电池作为待均衡单体电池，即目标单体电池，以进行后续的容量均衡。
其中，单体最低电压是最小电压信息，是基准电池的电压值，也就是基准电压，预设压差阈值是预设电压差值阈值，用来判断单体电池是否需要进行均衡，具体是根据单体电池的充放电特性确定。
具体的，判断每个单体电池的电压信息与最小电压信息之间的电压差值是否大于等于预设电压差值阈值，将电压差值大于等于预设电压差值阈值的单体电池作为目标单体电池；电压差值小于预设电压差值阈值的单体电池则不需要均衡。
示例性的，目标换电电池中包括5个单体电池，其中，1号单体电池电压为3.984v，2号单体电池电压为3.962v，3号单体电池电压为3.986v，4号单体电池电压为3.979v，5号单体电池电压为3.965v，预设电压差值阈值是15mv。由此可知，最小电压信息是2号单体电池的电压3.962v，每个单体电池的电压信息与最小电压信息之间的电压差值分别为22mv，0mv，24mv，17mv以及3mv。由此可以确定1号单体电池，3号单体电池以及4号单体电池为目标单体电池。
在确定目标单体电池之后，需要计算目标单体电池和最小电压信息对应的单体电池的容量，并计算目标单体电池待均衡容量。
具体的，根据单体电池的容量计算公式：单体电池容量＝单体电池荷电状态×电池健康状态×电池额定容量，可以计算出目标单体电池和最小电压信息对应的单体电池的容量。其中，单体电池荷电状态是电池使用一段时间或长期搁置不用后剩余电量与满充状态下的容量的比值，电池的健康状态是满充状态下的容量与额定容量的比值。进一步的，根据目标单体电池的待均衡容量计算公式：待均衡容量＝目标单体电池容量-电压最低电池容量-电压采样误差导致的容量误差，可以计算得出目标单体电池的待均衡容量。其中，目标单体电池容量是通过计算得出的目标单体电池的电池容量，电压最低电池容量是最小电压信息对应的单体电池的容量，电压采样误差导致的容量误差，即电压采样误差容量，是客观存在的测量值与真实值之间的差值，根据单体电池的充放电特性确定。
简言之，针对每个目标单体电池，获取电压信息最小时所对应的最低电池容量，根据当前目标单体电池的电池容量、最低电池容量以及电压采样误差容量，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息。
在得到各目标单体电池的待均衡容量信息后，可以判断有无禁止均衡的故障，若存在禁止均衡的故障，则退出均衡执行状态；若不存在禁止均衡的故障，则进入均衡执行状态。
在进入均衡执行状态时，可以确定各目标单体电池待均衡容量所处浮动区间，以便根据与浮动区间相对应的均衡策略执行相应的均衡操作。
其中，浮动区间用来表征目标单体电池的电池容量与电压信息最小时所对应的最低电池容量的偏差大小，即待均衡容量的大小。在此之前，需要设置不同的浮动区间以及与不同浮动区间对应的容量均衡目标调整策略，以使目标单体电池能够执行相应的容量均衡调整。
可选的，针对每个目标单体电池，可以确定当前目标单体电池的待均衡容量信息所处的目标浮动区间，进而能够确定与目标浮动区间相对应的容量均衡目标调整策略，并以基于目标调整策略对当前目标单体电池进行容量均衡调整。在本实施例中，可以将浮动区间划分为至少三个，可选的，三个浮动区间，与每个浮动区间相对应的均衡策略可以如下所述：
第一浮动区间所对对应的浮动策略可以是：若目标单体电池的待均衡容量在第一预设浮动区间，则需要电池在所有工况下都对目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量。
其中，第一预设浮动区间表示目标单体电池的电池容量与电压信息最小时所对应的最低电池容量的偏差偏大，表示目标单体电池的均衡需求大。
可选的，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第一预设浮动区间，在任何工况下对当前目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量信息，其中，工况包括充电工况、放电工况以及静止工况。示例性的，目标换电电池所属的车辆为油电混合动力汽车，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第一预设浮动区间，在使用过程中，用燃料为电池进行供电，即处于充电工况下，当前目标单体电池使用电阻额外消耗电量，使目标单体电池比非目标单体电池的充电速度慢，直至放电容量达到待均衡容量信息；在使用过程中，处于放电工况下，使用目标单体电池中的电阻额外消耗目标单体电池中的电量，使目标单体电池比非目标单体电池的放电速度快，直至放电容量达到待均衡容量信息；在车辆静止时，处于静止工况下，自动使用目标单体电池中的电阻额外消耗目标单体电池中的电量，直至放电容量达到待均衡容量信息。当放电容量达到待均衡容量信息时，表明已完成当前目标单体电池的均衡调整。
第二浮动区间所对对应的浮动策略可以是：若目标单体电池的待均衡容量在第二预设浮动区间，则需要电池在充电工况下对目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量。
其中，第二预设浮动区间表示目标单体电池的电池容量与电压信息最小时所对应的最低电池容量的偏差偏小，表示目标单体电池的均衡需求小。
具体的，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第二浮动区间，则在充电工况下对当前目标单体进行均衡放电，直至放电容量达到所述待均衡容量信息。由于目标单体电池的均衡需求小，则只需要在放电工况下进行均衡放电。在放电工况下，使用目标单体电池中的电阻额外消耗目标单体电池中的电量，使目标单体电池比非目标单体电池的放电速度快，直至放电容量达到待均衡容量信息。当放电容量达到待均衡容量信息时，表明已完成当前目标单体电池的均衡调整。
第三浮动区间所对对应的浮动策略可以是：若目标单体电池的待均衡容量在第三预设浮动区间，则在充电工况下目标单体电池进行均衡放电，或在放电工况下，对目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到预设循环次数所对应的待释放均衡容量。
其中，第三预设浮动区间表示目标单体电池的电池容量与电压信息最小时所对应的最低电池容量的偏差处于第一预设浮动区间与第二预设浮动区间之间，表示目标单体电池的均衡需求一般。
可选的，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第三浮动区间，在充电工况下，当前目标单体电池使用电阻额外消耗电量，使目标单体电池比非目标单体电池的充电速度慢，直至放电容量达到待均衡容量信息，表明已完成当前目标单体电池的均衡调整；或者，当放电工况下，当前目标单体电池使用电阻额外消耗电量，使目标单体电池比非目标单体电池的放电速度快，直至放电容量达到预设循环次数所对应的待释放均衡容量。即，放电工况下，对待均衡电池进行均衡放电，直至放电容量达到最近五个充放电循环放电时间所占百分比乘以待均衡容量，当放电的容量达到上述值时，可以认为放电结束。
示例性的，三个预设浮动区间范围分别是第一预设浮动区间为[20, ∞)mv,第二预设浮动区间为(0,10]mv，第三预设浮动区间为(10,20)mv。
当目标换电电池处于车辆中且目标换电电池下电时，需要存储换电电池的剩余待均衡容量信息。
其中，剩余待均衡容量信息由均衡容量信息和已均衡容量信息来确定，是还未进行均衡的部分，具体的，剩余待均衡容量信息的计算公式为：剩余待均衡容量信息＝待均衡容量信息-已均衡容量信息。
可选的，当检测到车辆由启动状态转换为熄火状态时，获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息并存储至电池管理系统中，以从电池管理系统中获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息。
本实施例的技术方案，通过确定目标换电电池的当前状态是处于车辆中，根据目标单体电池的待均衡容量信息确定相对应的容量均衡目标调整策略，解决了目前容量调整比较随意，无法有针对性的对电池进行容量均衡，导致对电池进行容量均衡的实际结果与所需结果不一致，从而造成电池均衡过度或者未达到均衡目的的问题以及影响电池使用寿命的问题，实现了结合目标换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡调整策略，在根据相应的均衡调整策略来对电池进行容量均衡时，保证了各单体电池容量的一致性，从而提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
实施例三
图3为本发明实施例三所提供的一种用于换电电池的容量均衡方法流程示意图。在前述实施例的基础上可知，当前状态包括目标换电电池位于车辆中或者位于换电站中，为了清楚的介绍各状态下所对应的均衡调整策略，本实施例以目标换电电池处于换电站内为例来介绍。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
如图3所述，本实施例的方法：
示例性说明，当前状态是目标换电电池处于换电站内。
具体的，当换电电池电量不足时，在换电站内，换电电池被从电动汽车上替换下并接入换电站的充电监控系统以进行充电及相关信息的存储。检测目标换电电池是否处于换电站内，此时，可以根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态是目标换电电池处于换电站内。可以是根据bms读取内存中存取的目标换电电池的换电状态并通过与其他控制器如：网关，整车控制器、换电控制器等进行通信确认目标换电电池所处的场景，当无法接收到换电电池与车辆之间的通信信号时，确定目标换电电池的当前状态是目标换电电池处于换电站内。
在确定当前状态后，可以读取bms上次下电时存储的剩余待均衡容量信息。
可选的，从电池管理系统中获取存储的剩余待均衡容量信息，并将剩余待均衡容量作为待均衡容量信息。
在得到各目标单体电池的待均衡容量信息后，可以判断有无禁止均衡的故障，若存在禁止均衡的故障，则退出均衡执行状态；若不存在禁止均衡的故障，则进入均衡执行状态。
在进入均衡执行状态时，可以对目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量。
具体的，当目标换电电池处于换电站内时，目标换电电池处于非放电工况，即充电工况和静止工况。若目标换电电池处于充电工况下，当前目标单体电池使用电阻额外消耗电量，使目标单体电池比非目标单体电池的充电速度慢，直至放电容量达到待均衡容量信息；当目标换电电池处于静止工况下，自动使用目标单体电池中的电阻额外消耗目标单体电池中的电量，直至放电容量达到待均衡容量信息。当放电容量达到待均衡容量信息时，表明已完成当前目标单体电池的均衡调整。
为了确定目标单体电池是否完成容量均衡，则需要判断是否满足目标单体电池的充电电流小于等于预设充电阈值，且充电时长达到预设充电时长阈值。
若满足上述条件，则需要进一步判断目标单体电池电压与电压最低的单体电池电压差值是否小于单体电压采样误差。若不满足上述条件，说明目标单体电池未完成容量均衡，则继续进行容量均衡。
具体的，若目标单体电池的充电电流小于等于预设充电阈值，且充电时长达到预设充电时长阈值时，则表明目标单体电池有可能已与电压最低的单体电池的容量状态一致，因此需要进一步的判断目标单体电池是否完成容量均衡。其中，预设充电阈值是预先设置的可以完成容量均衡的充电时长，预设充电阈值和预设充电时长阈值需参考目标换电电池中单体电池电解质分布均匀的条件而定。进一步的，确定每个目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差，并确定电压压差与单体电压采样误差之间的关联关系。基于关联关系，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。其中，单体电压采样误差是单体电池的测量电压值与实际电压值之间的差值。若目标换电电池的充电电流大于预设充电阈值和/或充电时长未达到预设充电时长阈值时，则表明仍需要继续进行容量均衡。
若目标单体电池的充电电流小于等于预设充电阈值，且充电时长达到预设充电时长阈值时，判断目标单体电池电压与当前电压最低的单体电池电压差值是否小于单体电压采样误差。
若上述压差小于采样误差，表示该目标单体电池已与当前电压最低的单体电池状态一致，即完成了容量均衡，若继续均衡可能会导致均衡过度，故需将相应目标单体电池的待均衡容量清零，并停止其容量均衡执行；若上述压差不小于采样误差，则继续按照执行容量均衡。
可选的，针对每个目标单体电池，若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于单体电压采样误差，则停止对当前目标单体电池进行容量均衡；若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差大于单体电压采样误差，则继续对当前目标单体电池进行容量均衡调整，直至目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于单体电压采样误差。
当目标换电电池处于换电站内且目标换电电池下电时，需要存储换电电池剩余待均衡容量信息。
其中，剩余待均衡容量信息由均衡容量信息和已均衡容量信息来确定，是还未进行均衡的部分，具体的，剩余待均衡容量信息的计算公式为：剩余待均衡容量信息＝待均衡容量信息-已均衡容量信息。
可选的，获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息并存储至电池管理系统中，以从电池管理系统中获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息。
本实施例的技术方案，通过确定目标换电电池的当前状态是处于换电站内，根据目标单体电池的待均衡容量信息进行容量均衡，通过多层判断对目标单体电池是否完成容量均衡进行确定，解决了在充电过程中进行目标换电电池的容量均衡时容易造成的均衡过度的问题，实现了当目标换电电池处于换电站内时，结合目标换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡调整策略，在根据相应的均衡调整策略来对电池进行容量均衡时，避免了目标换电电池的过度均衡，保证了各单体电池容量的一致性，从而提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
实施例四
图4为本发明实施例四所提供的一种用于换电电池的容量均衡装置的结构示意图，该装置包括：当前状态确定模块410，待均衡容量信息确定模块420和均衡调整模块430。
其中，当前状态确定模块410，用于根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态；待均衡容量信息确定模块420，用于确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定至少一个目标单体电池的待均衡容量信息；均衡调整模块430，用于根据当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于车辆中，所述装置还包括：
熄火时长确定模块，用于当检测到目标换电电池所属车辆由熄火状态转换为启动状态时，确定处于熄火状态的熄火时长；
目标单体电池确定模块，用于当熄火时长大于等于预设熄火时长时，获取构成目标换电电池的各单体电池的电压信息，以根据电压信息从各单体电池中确定至少一个目标单体电池。
可选的，目标单体电池确定模块，还用于分别确定每个单体电池的电压信息与最小电压信息之间的电压差值；确定电压差值大于等于预设电压差值阈值的单体电池，并作为目标单体电池。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于车辆中，待均衡容量信息确定模块420，还用于针对每个目标单体电池，获取电压信息最小时所对应的最低电池容量，根据当前目标单体电池的电池容量、最低电池容量以及电压采样误差容量，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于车辆中，均衡调整模块430，还用于针对每个目标单体电池，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息所处的目标浮动区间，确定与目标浮动区间相对应的容量均衡目标调整策略，以基于目标调整策略对当前目标单体电池进行容量均衡调整。
可选的，当前状态包括目标换电电池处于车辆中，均衡调整模块430，还用于针对每个目标单体电池，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第一预设浮动区间，则在任何工况下对当前目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量信息；所述工况包括充电工况、放电工况以及静止工况；若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第二浮动区间，则在充电工况下对当前目标单体进行均衡放电，直至放电容量达到待均衡容量信息；若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第三浮动区间，则在充电工况下对当前目标单体电池进行均衡放电，或在放电工况下进行均衡放电，直至放电容量达到预设循环次数所对应的待释放均衡容量。
可选的，当前状态包括目标换电电池处于车辆中，所述装置还包括：
剩余待均衡容量信息存储模块，用于当检测到车辆由启动状态转换为熄火状态时，获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息并存储至电池管理系统中，以从电池管理系统中获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息；剩余待均衡容量信息由待均衡容量信息和已均衡容量信息来确定。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于换电站内，待均衡容量信息确定模块420，还用于从电池管理系统中获取存储的剩余待均衡容量信息，并将剩余待均衡容量作为待均衡容量信息。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于换电站内，均衡调整模块430，还用于若目标换电电池的充电电流小于等于预设充电阈值，且充电时长达到预设充电时长阈值时，则分别确定每个目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差，并确定电压压差与单体电压采样误差之间的关联关系；基于关联关系，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
可选的，当前状态包括所述目标换电电池处于换电站内，均衡调整模块430，还用于针对每个目标单体电池，若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于所述单体电压采样误差，则停止对当前目标单体电池进行容量均衡；若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差大于所述单体电压采样误差，则继续对当前目标单体电池进行容量均衡调整，直至目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于单体电压采样误差。
本实施例的技术方案，通过确定目标换电电池的当前状态以及目标单体电池的待均衡容量信息，并根据当前状态以及待均衡容量信息进行相应的容量均衡调整时，解决了目前容量调整比较随意，无法有针对性的对电池进行容量均衡，导致对电池进行容量均衡的实际结果与所需结果不一致，从而造成电池均衡过度或者未达到均衡目的的问题以及影响电池使用寿命的问题，实现了结合目标换电电池的当前状态以及待均衡容量信息，执行相应的容量均衡调整策略，在根据相应的均衡调整策略来对电池进行容量均衡时，保证了各单体电池容量的一致性，从而提高了电池使用寿命以及节省资源的技术效果。
本发明实施例所提供的用于换电电池的容量均衡装置可执行本发明任意实施例所提供的用于换电电池的容量均衡方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述系统所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。
实施例五
图5为本发明实施例五所提供的一种电子设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性电子设备50的框图。图5显示的电子设备50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备50以通用计算设备的形式表现。电子设备50的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元501，系统存储器502，连接不同系统组件(包括系统存储器502和处理单元501)的总线503。
总线503表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
电子设备50典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备50访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器502可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)504和/或高速缓存存储器505。电子设备50可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统506可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线503相连。存储器502可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块507的程序/实用工具508，可以存储在例如存储器502中，这样的程序模块507包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块507通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备50也可以与一个或多个外部设备509(例如键盘、指向设备、显示器510等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备50交互的设备通信，和/或与使得该电子设备50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口511进行。并且，电子设备50还可以通过网络适配器512与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器512通过总线503与电子设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电子设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元501通过运行存储在系统存储器502中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的用于换电电池的容量均衡方法。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种用于换电电池的容量均衡方法，该方法包括：
根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态；
确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定至少一个目标单体电池的待均衡容量信息；
根据当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、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)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码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)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种用于换电电池的容量均衡方法，其特征在于，包括：
根据接收到的关联数据信息，确定目标换电电池的当前状态；
确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，并分别确定所述至少一个目标单体电池的待均衡容量信息；
根据所述当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前状态包括所述目标换电电池处于车辆中，在所述确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池之前，还包括：
当检测到所述目标换电电池所属车辆由熄火状态转换为启动状态时，确定处于熄火状态的熄火时长；
当所述熄火时长大于等于预设熄火时长时，获取构成所述目标换电电池的各单体电池的电压信息，以根据电压信息从各单体电池中确定所述至少一个目标单体电池。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定目标换电电池中的至少一个目标单体电池，包括：
分别确定每个单体电池的电压信息与最小电压信息之间的电压差值；
确定电压差值大于等于预设电压差值阈值的单体电池，并作为所述目标单体电池。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别确定所述至少一个目标单体电池的待均衡容量信息，包括：
针对每个目标单体电池，获取电压信息最小时所对应的最低电池容量，根据当前目标单体电池的电池容量、所述最低电池容量以及电压采样误差容量，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整，包括：
针对每个目标单体电池，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息所处的目标浮动区间，确定与所述目标浮动区间相对应的容量均衡目标调整策略，以基于所述目标调整策略对当前目标单体电池进行容量均衡调整。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对每个目标单体电池，确定当前目标单体电池的待均衡容量信息所处的目标浮动区间，确定与所述目标浮动区间相对应的容量均衡目标调整策略，以基于所述目标调整策略对当前目标单体电池进行容量均衡调整，包括：
针对每个目标单体电池，若当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第一预设浮动区间，则在任何工况下对所述当前目标单体电池进行均衡放电，直至放电容量达到所述待均衡容量信息；所述工况包括充电工况、放电工况以及静止工况；
若所述当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第二浮动区间，则在充电工况下对所述当前目标单体进行均衡放电，直至放电容量达到所述待均衡容量信息；
若所述当前目标单体电池所对应的待均衡容量信息在第三浮动区间，则在充电工况下对所述当前目标单体电池进行均衡放电，或在放电工况下进行均衡放电，直至放电容量达到预设循环次数所对应的待释放均衡容量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当检测到车辆由启动状态转换为熄火状态时，获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息并存储至电池管理系统中，以从所述电池管理系统中获取各目标单体电池的剩余待均衡容量信息；所述剩余待均衡容量信息由待均衡容量信息和已均衡容量信息来确定。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前状态包括所述目标换电电池处于换电站内，所述确定目标换电电池中至少一个目标单体电池，并分别确定所述至少一个目标单体电池的待均衡容量信息，包括：
从电池管理系统中获取存储的剩余待均衡容量信息，并将所述剩余待均衡容量作为待均衡容量信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前状态以及各待均衡容量信息，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整，包括：
若所述目标换电电池的充电电流小于等于预设充电阈值，且充电时长达到预设充电时长阈值时，则分别确定每个目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差，并确定所述电压压差与单体电压采样误差之间的关联关系；
基于所述关联关系，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述关联关系，对各待均衡容量信息所对应的目标单体电池进行容量均衡调整，包括：
针对每个目标单体电池，若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于所述单体电压采样误差，则停止对所述当前目标单体电池进行容量均衡；
若当前目标单体电池的目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差大于所述单体电压采样误差，则继续对所述当前目标单体电池进行容量均衡调整，直至所述目标单体电压与最低单体电压之间的电压压差小于等于所述单体电压采样误差。
技术总结