CN102721926A - 电池芯健康状态的评估方法 - Google Patents
电池芯健康状态的评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102721926A CN102721926A CN2012101097486A CN201210109748A CN102721926A CN 102721926 A CN102721926 A CN 102721926A CN 2012101097486 A CN2012101097486 A CN 2012101097486A CN 201210109748 A CN201210109748 A CN 201210109748A CN 102721926 A CN102721926 A CN 102721926A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- discharge
- battery
- electricity
- reserve
- current rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000036541 health Effects 0.000 title abstract description 8
- 101100273916 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) wip1 gene Proteins 0.000 claims abstract description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 101
- 230000003862 health status Effects 0.000 claims description 53
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 101100460203 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) new2 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010710 LiFePO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical group [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004643 material aging Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
一种电池芯健康状态的评估方法，用以评估已至少放电两次的电池芯的健康状态，其包括下列步骤。首先，在电池芯每次放电结束之后，计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)，并且根据此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)与前次放电的平均放电电流率，获得一更新的终身储电量(WLCCnew)。之后，根据更新的终身储电量(WLCCnew)、电池芯在此次放电前的健康状态系数(SOHorig)以及此次总放电容量(FCC)、放电温度(T)、放电深度(DOD)，以计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)。接着，计算更新的剩余储电量(RLCCnew)与更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电池芯健康状态(State ofHealth，SOH)的评估方法，且特别是有关于一种能够即时获得剩余储电量(Remain Life Charge Capacity，RLCC)的电池芯健康状态的评估方法。
背景技术
随着科技的进步，电子产品已经成为人类日常生活中不可或缺的物品之一。为了使电子产品具备可携带的特性，电子产品本身必须具备电池以供应自身操作时所需的电源。为了便于使用者能够判断出电子产品中电池的残余电量，已有许多习知技术提出了电池残余电量的评估方法。但是，除了电池的残余电量之外，电池的健康状态(SOH)对于使用者与研发人员而言，亦是一个重要的指标。因此，已有现有技术提出计算电池充电期间的定电流(ConstantCurrent mode)段的时间，并以此作为估算电池健康状态的基础。然而，此估算方式必须在电池处于充电模式下才适用。
此外，亦有公知技术提出观察电池在大电流的情况下，单位时间内的压降程度，并以此作为估算电池健康状态的基础。然而，由于电池的内阻无法精准量测，故此估算方式的精准度有待商榷。
发明内容
本发明提供一种电池芯健康状态的评估方法，其能够即时获得电池芯的健康状态。
本发明提供一种电池芯健康状态的评估方法，用以评估一已至少放电两次的电池芯的健康状态，其包括下列步骤。首先，在电池芯每次放电结束之后，计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)以及此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)。当电池芯进行充电时或充电之前，判断此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)是否大于或等于一第一门槛值，当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)小于该第一门槛值时，不更新该电池芯的终身储电量(WLCCorig)，当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)大于或等于该第一门槛值时，则依据此次放电的平均放电电流率获得一更新的终身储电量(WLCCnew)。之后，根据更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)，计算出对应之一更新的剩余储电量(RLCCnew1)。接着，计算更新的剩余储电量(RLCCnew1)与更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括：在电池芯每次放电的过程中，纪录电池芯的总放电容量(FCC)、放电电流(I)、电压(V)以及温度(T)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括：在根据更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)以获得对应的更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据此次放电时的温度(T)修正更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括：在根据更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)以获得对应的更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据此次放电时的温度(T)以及放电深度(DOD)修正更新的剩余储电量(RLCCnew2)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括：在根据更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)以获得对应的更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据此次放电时的放电深度(DOD)修正更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括：在计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)以及此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)之前，判断电池芯是否仍在放电。
在本发明的一实施例中，更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR±ΔQrec)]·|(ΔQR±ΔQrec)/Slope new|}-FCC；
其中NC为电池芯的额定电容量(Nominal capacity)，x*NC为电池芯的非妥善电容量标准，x*NC+ΔQR为电池芯当次放电的总放电容量(FCC)，ΔQrec为由平均放电电流率差异(ΔIdis，avg)而补偿的放电量，而Slope new由更新的终身储电量(WLCCnew)决定。
当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为正值时(轻载转重载)，更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR-ΔQrec)]·|(ΔQR-ΔQrec)/Slope new|}-FCC
当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为负值时(重载转轻载)，更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR+ΔQrec)]·(ΔQR+ΔQrec)/Slope new|}-FCC
本发明另提供一种电池芯健康状态的评估方法，用以评估一已至少放电两次的电池芯的健康状态，其包括下列步骤。首先，在电池芯每次放电结束之后，计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)，并且根据此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)与前次放电的平均放电电流率，获得更新的终身储电量(WLCCnew)。之后，根据更新的终身储电量(WLCCnew)、该电池芯的在该次放电前的剩余储电量(RLCCorig)、该次放电的平均放电电流率、前次放电的平均放电电流率以及电池芯的此次总放电容量(FCC)，以计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)。接着，计算更新的剩余储电量(RLCCnew1)与更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)。
在本发明的一实施例中，前述的电池芯健康状态的评估方法可进一步包括下列步骤：在电池芯每次放电的过程中，纪录电池芯的总放电容量(FCC)、放电电流(I)、电压(V)以及温度(T)；在计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)之前，判断电池芯是否仍在放电；以及根据此次放电时的温度(T)以及放电深度(DOD)以温度系数(TC)与放电深度系数(DDC)修正此次的总放电容量(FCC)。
本发明又提供一种电池模组，其包括一电池芯以及一控制单元，其中电池芯能够重复充放电，而控制单元电性耦接电池芯，以控制电池芯重复充放电。此外，控制单元系根据前述的电池芯健康状态评估方法来评估此电池芯的健康状态。
由于本发明可在电池芯放电结束之后进行健康状态的评估，因此本发明可以即时且较为精准地评估出电池芯的健康状态。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的电池芯操作与健康状态的评估方法的流程图。
图2为本发明的电池模组的示意图。
图3A为电池芯在不同温度的情况下放电次数与电容量之间的关系。
图3B为电池芯在不同放电深度的情况下放电次数与电容量之间的关系。
图4为本实施例中更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式。
图5为LiFePO4电池芯的放电能力(Discharge capacity)与平均放电电流率(Idis，avg)的关系图。
附图标记说明
S100～S220：电池芯操作与健康状态的评估方法
M：电池模组
B：电池芯
CU：控制单元
E：电子元件
具体实施方式
图1为本发明的电池芯操作与健康状态的评估方法的流程图，而图2为本发明的电池模组的示意图。请同时参照图1与图2，首先，提供一电池芯B(步骤S100)，并令电池芯B放电(步骤S110)。在本实施例中，此电池芯B例如系组装于一电子元件E中，并且依据电子元件E的操作需求而控制电池芯B输出适当电流、电压至电子元件E，以使电子元件E能够正常运作。举例而言，电池芯B例如为锰/锌电池、碳/锌电池、碱锰电池、锂电池芯、太阳电池、燃料电池等。
本发明定义的终身储电量为电池芯B由第一次使用开始，至其达到一非妥善标准时，所能够放出的总电量，例如若一电池芯B第一次放电量为10安培小时，而第二次放电量为8安培小时，之后其每次最多蓄电量便小于8安培小时，在此情况下，若定义妥善标准为理想蓄电量(10安培小时)的百分之八十以上(即8安培小时以上)，则其终身储电量(WLCC)为18(10+8)安培小时。
而剩余储电量(RLCC)定义为电池芯B所在老化至非妥善标准前剩余所能放出的电量，例如以上述例子，在第一次放电后电池芯B剩余储电量为8安培小时。而总放电容量(FCC)定义为电池某时段或某(几)次中放电所放出的电量，例如上述范例，电池芯B第一次放电的总放电容量(FCC)为10安培小时。
此外非妥善标准通常定义为电池芯B因材料老化等原因而使得每次充电所能储存的总蓄电量下降到一预先定义的标准比例，此标准比例即为非妥善标准，以上述举例而言，其非妥善标准即为电池续电能力下降到理想值(10安培小时)的百分之八十(亦即8安培小时)。
在电池芯B放电的过程中，本实施例会透过前述的控制单元CU量测并且纪录放电电流(I)、电压(V)、温度(T)以及电池芯B在此次放电所释出的总放电容量(FCC)。详言之，本实施例在电池芯B放电的过程中，不断地量测并且记录电池芯B所输出的电流(I)、电压(V)以及电池芯B本身的温度(T)(步骤S120)，之后，本实施例会根据电流(I)的方向与大小，判断电池芯B是否仍然处于放电状态(步骤S130)。
若判断电池芯B仍处于放电状态，则持续量测放电电流(I)、电压(V)以及电池芯B本身的温度(T)，并将此次放电过程中所量测到的电流(I)以库伦计(Coulomb counter)方式进行累加(积分)，以获得电池芯B现阶段所释出的总放电容量(FCC)(步骤S140)。反之，若判断电池芯B并未继续放电，则表示电池芯B已经完成放电，此时，计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)以及此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)(步骤S150)，平均放电电流率系为放电电流的平均。
值得注意的是，当电池芯B未继续放电(即电池芯B已完成放电)时，在步骤S140中所获得的累加的总放电容量(FCC)即可用以计算出平均放电电流率(Idis，avg)。详言之，本实施例可将电池芯B在此次放电过程中所述出的所有总放电容量(FCC)除以放电时间，以计算出此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)。
在完成电池芯B的放电以及获得更新的终身储电量(WLCCnew)之后，本实施例可进一步判断电池芯B是否要进行充电(步骤S160)，若电池芯B即将进行充电，则根据更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次的总放电容量(FCC)，以计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)，如步骤S170、步骤S180与步骤S190所示。
值得注意的是，在进行后续的步骤S170、步骤S180与步骤S190之前，本实施例可先行判断电池芯是否开始充电。
在步骤S170中，在电池芯B进行充电时或充电之前，判断此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)是否大于或等于一第一门槛值。当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)小于该第一门槛值时，不更新该电池芯B的终身储电量(WLCCorig)(步骤S180)。由于此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)小于该第一门槛值，因此仅需将电池芯之前次剩余储电量直接减去此次的总放电容量(FCC)即可获得一更新的剩余储电量(RLCCnew3)(步骤S182)。此外，由于更新的剩余储电量(RLCCnew3)会受到放电时的温度(T)以及放电深度(Depth of dischagre，DOD)影响，因此本实施例可选择性地根据此次放电时的温度(T)及/或放电深度(DOD)来修正总放电容量(FCC)，以获得修正后的剩余储电量(RLCCnew4)以及修正后的健康状态系数(SOHnew3)(步骤S 184与步骤S186)。举例而言，本实施例可根据此次放电的温度(T)获得一温度系数(Temperature coefficient，TC)，并以此温度系数修正此次的总放电容量(TC*FCC)，进而修正后的剩余储电量(RLCCnew4)以及修正后的健康状态系数(SOHnew3)。
此外，本实施例亦可根据此次放电的放电深度(DOD)获得一放电深度系数(Depth-of-discharge coefficient，DDC)，并以此放电深度系数修正此次的总放电容量(DDC*FCC)，进而修正后的剩余储电量(RLCCnew4)以及修正后的健康状态系数(SOHnew3)。值得注意的是，本实施例亦可根据此次放电的温度(T)以及放电深度(DOD)获得一温度系数(TC)以及放电深度系数(DDC)，并以此温度系数及放电深度系数修正此次的总放电容量(TC*DDC*FCC)，进而修正后的剩余储电量(RLCCnew4)以及修正后的健康状态系数(SOHnew3)。
当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)大于或等于该第一门槛值时，则依据此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)获得一更新的终身储电量(WLCCnew)。详言之，本实施例可事先建立一平均放电电流率(Idis，avg)与更新的终身储电量(WLCCnew)的对应表，并且根据此次放电的平均放电电流率(Idis，avg)查询出对应的更新的终身储电量(WLCCnew)。在获得更新的终身储电量(WLCCnew)之后，本实施例根据此更新的终身储电量(WLCCnew)、此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)，计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)(步骤S190)。关于更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式将搭配图3于后进行详细的描述。
请继续参照图1与图2，在步骤S190之后，接着，计算更新的剩余储电量(RLCCnew1)与更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)(步骤S200)。
由于更新的剩余储电量(RLCCnew1)以及更新的健康状态系数(SOHnew1)会受到放电时的温度(T)以及放电深度(DOD)影响，因此本实施例可选择性地根据放电时的温度(T)及/或放电深度(DOD)来修正总放电容量(FCC)，以获得修正后的剩余储电量(RLCCnew2)以及修正后的健康状态系数(SOHnew2)(步骤S210与步骤S220)。
图3A为电池芯在不同温度的情况下放电次数与电容量之间的关系，而图3B为电池芯在不同放电深度的情况下放电次数与电容量之间的关系。
请参照图3A，为了反应温度对于更新的剩余储电量(RLCCnew1)的影响，其计算方式系对应步骤S210、步骤S220、步骤S184与步骤S186，本实施例透过温度系数TC(T)来修正总放电容量(FCC)，以获得修正后的剩余储电量(RLCCnew2)，而修正后的剩余储电量(RLCCnew2)的计算方式如下：
RLCCnew2＝(RLCCnew1+FCC)-TC(T)·FCC
以下将说明温度系数TC(T)的推导，请参照图3A其中NC为电池芯B的额定电容量(即单次的放电容量)，a与b为小于1的正数，且CycleT2与CycleT1为放电次数，在温度为T1与T2的情况下，多次放电(即CycleT2与CycleT1)的累积总放电量分别为FCCT1与FCCT2，此外垂直轴的数字系代表百分比(剩余电容量/总电容量)。
假设T1＞T2
＝＞FCCT2＝TC(T)·FCCT1，且TC(T)＞1
＝＞[(a+b)·NC·CycleT2]/2
＝TC(T)·[(a+b)·NC·CycleT1]/2
＝＞TC(T)＝CycleT2/CycleT1
由于SlopeT1＝(a-b)·NC/CycleT1，且SlopeT2＝(a-b)·NC/CycleT2，故TC(T)＝CycleT2/CycleT1＝SlopeT1/SlopeT2。
请参照图3B，为了反应放电深度对于更新的剩余储电量(RLCCnew1)的影响，其计算方式系对应步骤S210、步骤S220、步骤S184与步骤S186，本实施例透过放电深度系数DDC(DOD)来修正总放电容量(FCC)，以获得修正后的剩余储电量(RLCCnew2)，而修正后的剩余储电量(RLCCnew2)的计算方式如下：
RLCCnew2＝(RLCCnew1+FCC)-DDC(DOD)·FCC
以下将说明放电系数DDC(DOD)的推导，其中NC为电池芯B的额定电容量，而x*NC为电池芯B的非妥善电容量标准，请参照图3B，NC为电池芯B的额定电容量，a与b为小于1的正数，且CycleDOD1与CycleDOD2为放电次数，FCCDOD1与FCCDOD2为电深度系数DOD1与DOD2下CycleDOD1与CycleDOD2为放电次数中分别的累积放电量，此外垂直轴的数字系代表百分比(剩余电容量/总电容量)。
假设DOD1＞DOD2
＝＞FCC DOD2＝DDC(DOD)·FCC DOD1，且DDC(DOD)＞1
＝＞[(a+b)·x*NC·Cycle DOD2]/2
＝DDC·[(a+b)·x*NC·Cycle DOD1]/2
＝＞DDC＝Cycle DOD2/Cycle DOD1
由于Slope DOD1＝(a-b)·x*NC/Cycle DOD1，且Slope DOD2＝(a-b)·x*NC/Cycle DOD2，故DDC＝Cycle DOD2/Cycle DOD1＝Slope DOD1/Slope DOD2。
承上述，本实施例亦透过温度系数TC(T)以及放电深度系数DDC(DOD)来修正总放电容量(FCC)，以获得修正后的剩余储电量(RLCCnew2)，而修正后的剩余储电量(RLCCnew2)的计算方式如下：
RLCCnew2＝(RLCCnew1+FCC)-TC(T)·DDC(DOD)·FCC
在本实施例中，电池芯B系与一控制单元CU电性耦接以构成一电池模组M，其中控制单元CU系用以控制电池芯B完成前述的步骤S100～步骤S220，以达到评估电池芯B的健康状态的目的。
图4为本实施例中平均放电电流率差异(ΔIdis，avg)造成电池健康系数回复恢复(SOH recovery)的计算方式，其计算方式系对应步骤S190与步骤S200。请参照图4，本实施例的更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下式(a)：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR±ΔQrec)]·|(ΔQR±ΔQrec)/Slope new|}-FCC...(a)
其中NC为电池芯B的额定电容量，x*NC为电池芯B的非妥善电容量标准，x*NC+ΔQR为电池芯B前次放电的总放电容量(FCC)，ΔQrec为补偿电量，而Slope new由更新的终身储电量(WLCCnew)决定。
以下将说明更新的剩余储电量(RLCCnew1)的推导。
RLCCorig＝1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR)]·CycleR......(1)
Slopeorig＝|ΔQR/CycleR|......(2)
从式(1)与(2)可以推得：
ΔQR＝-x*NC+[(x*NC)2+2|Slopeorig|·RLCCorig]1/2......(3)
其中Slopeorig＝(NC-x*NC)/CycleTorig为已知(根据电池参数查表可得)。
ΔQrec可由事先建立电池的平均放电电流率-放电能力关系图(Ratecapacity table)查询得到：
ΔQrec＝f(Idis，avg)......(4)
从式(1)、(2)、(3)与(4)可以推得下式(a)：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR±ΔQrec)]·|(ΔQR±ΔQrec)/Slope new|}-FCC...(a)
其中Slope new＝(NC-x*NC)/CycleTnew为已知(根据电池参数查表可得)，此外，步骤S190中获得更新的终身储电量(WLCCnew)即系根据放电的平均电流大小，取得新的CycleTnew值，如图4所示，重载时的终身储电量小于轻载时的终身储电量。
举例而言，NC例如为12Ah，x*NC例如为9.6Ah(意即，x等于0.8)，其中NC与x随不同电池芯而有所改变。在本实施例中，ΔQrec取决于此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)，且ΔQrec可透过查询的方式获得(如图5)。以额定电容量为12Ah的LiFePO4电池芯为例，其放电能力(Discharge capacity)与平均放电电流率(Idis，avg)的关系如图5。此外，Slope new可由更新的终身储电量(WLCCnew)反推而获得。
当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为正值时(意即电池芯B由轻载转为重载)，其更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下式(a1)：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR-ΔQrec)]·|(ΔQR-ΔQrec)/Slope new|}-FCC...(a1)
当此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为负值时(意即电池芯B由重载转为轻载)，更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下式(a2)：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR+ΔQrec)]·|(ΔQR+ΔQrec)/Slope new|}-FCC...(a2)
承上述，此次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)会直接影响电池芯B的更新的剩余储电量(RLCCnew1)。此外，上述各步骤所计算产生的剩余储电量(RLCCnew1、RLCCnew2、RLCCnew3或RLCCnew4)除以对应的终身储电量(或WLCCnew或WLCCorig)即可产生对应的健康状态系数(SOHnew1、SOHnew2或SOHnew3)，以表示电池芯B的健康状态，并且根据上述实施例，技术人员可以选择是否依照各参数例如温度(T)、放电深度(DOD)或平均放电电流率(Idis，avg)来修正健康状态系数。
由于本发明可在电池芯B放电结束之后进行健康状态的评估，因此本发明可以即时且较为精准地评估出电池芯的健康状态。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种电池芯健康状态的评估方法，用以评估一已至少放电两次的电池芯的健康状态，该方法包括：
在该电池芯每次放电结束之后，计算出该次放电的平均放电电流率(Idis，avg)以及该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)；
在该电池芯进行充电时或充电之前，判断该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)是否大于或等于一第一门槛值，当该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)小于该第一门槛值时，不更新该电池芯的终身储电量(WLCCorig)，当该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)大于或等于该第一门槛值时，依据该次放电的平均放电电流率获得一更新的终身储电量(WLCCnew)；
根据该更新的终身储电量(WLCCnew)、该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)以及此次总放电容量(FCC)，计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)；以及
计算该更新的剩余储电量(RLCCnew1)与该更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)。
2.如权利要求1所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在该电池芯每次放电的过程中，纪录该电池芯的总放电容量(FCC)、放电电流(I)、电压(V)以及温度(T)。
3.如权利要求2所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在根据该更新的终身储电量(WLCCnew)获得对应的该更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据该次放电时的温度(T)修正该更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
4.如权利要求2所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在根据该更新的终身储电量(WLCCnew)获得对应的该更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据该次放电时的温度(T)以及放电深度(DOD)修正该更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
5.如权利要求2所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在根据该更新的终身储电量(WLCCnew)获得对应的该更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据该次放电时的放电深度(DOD)修正该更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
6.如权利要求1所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在计算出该次放电的平均放电电流率(Idis，avg)以及该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异(ΔIdis，avg)之前，判断该电池芯是否仍在放电。
7.如权利要求1所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，该更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR±ΔQrec)]·|ΔQR+ΔQrec/Slope new|}-FCC；
其中NC为该电池芯的额定电容量，x*NC为该电池芯的非妥善电容量标准，NC+ΔQR为该电池芯前次放电的总放电容量(FCC)，ΔQrec为补偿电量，而Slope new由该更新的终身储电量(WLCCnew)决定；
当该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为正值时，该更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR-ΔQrec)]·|ΔQR+ΔQrec/Slope new|}-FCC；
当该次放电的平均放电电流率与前次放电的平均放电电流率的差异为负值时，该更新的剩余储电量(RLCCnew1)的计算方式如下：
RLCCnew1
＝{1/2·[x*NC+(x*NC+ΔQR+ΔQrec)]·|ΔQR+ΔQrec/S lope new|}-FCC。
8.一种电池芯健康状态的评估方法，用以评估一已至少放电两次的电池芯的健康状态，该方法包括：
在该电池芯每次放电结束之后，计算出该次放电的平均放电电流率(Idis，avg)；
根据该次放电的平均放电电流率(Idis，avg)与前次放电的平均放电电流率，获得一更新的终身储电量(WLCCnew)；
根据该更新的终身储电量(WLCCnew)、该电池芯的在该次放电前的剩余储电量(RLCCorig)、该次放电的平均放电电流率、前次放电的平均放电电流率以及此次总放电容量(FCC)，计算出对应的一更新的剩余储电量(RLCCnew1)；以及
计算该更新的剩余储电量(RLCCnew1)与该更新的终身储电量(WLCCnew)的比值，以获得一更新的健康状态系数(SOHnew1)。
9.如权利要求8所述的电池芯健康状态的评估方法，其特征在于，更包括：
在该电池芯每次放电的过程中，纪录该电池芯的总放电容量(FCC)、放电电流(I)、电压(V)以及温度(T)；
在计算出该次放电的平均放电电流率(Idis，avg)之前，判断该电池芯是否仍在放电；以及
在根据该更新的终身储电量(WLCCnew)获得对应的该更新的剩余储电量(RLCCnew1)之后，根据该次放电时的温度(T)以及放电深度(DOD)修正该更新的剩余储电量(RLCCnew1)。
10.一种电池模组，包括：
一电池芯，该电池芯能够重复充放电；以及
一控制单元，电性耦接该电池芯以控制该电池芯重复充放电，其中该控制单元根据权利要求8所述的电池芯健康状态评估方法来评估该电池芯的健康状态。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101106857A TWI451111B (zh) | 2012-03-02 | 2012-03-02 | 電池芯健康狀態的評估方法 |
| TW101106857 | 2012-03-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102721926A true CN102721926A (zh) | 2012-10-10 |
| CN102721926B CN102721926B (zh) | 2014-08-27 |
Family
ID=46947742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210109748.6A Expired - Fee Related CN102721926B (zh) | 2012-03-02 | 2012-04-12 | 电池芯健康状态的评估方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102721926B (zh) |
| TW (1) | TWI451111B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103035964A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 刘凯 | 一种锂离子电池使用安全评估方法及安全报警装置 |
| CN106324518A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-11 | 浙江长兴笛卡尔科技有限公司 | 一种电动汽车动力电池soh估算方法 |
| CN106585422A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-04-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种动力电池soh估算方法 |
| CN107861073A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-30 | 合肥工业大学 | 一种基于chvt模型的车载铅酸蓄电池电量在线估计方法 |
| CN110794314A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-14 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 提高锂离子电池容量测试准确性的方法 |
| CN112946486A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 首都机场集团公司北京大兴国际机场 | 机场电动车辆动力系统的健康监控系统 |
| CN114217236A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-22 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 基于循环充放电的电池健康状态确定方法和装置 |
| WO2023122961A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 低压电池的状态校准方法及装置、电动车辆 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI528043B (zh) | 2014-10-14 | 2016-04-01 | 國立中山大學 | 電池之電量狀態及健康狀態的估測電路 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1816752A (zh) * | 2003-07-01 | 2006-08-09 | 伊顿动力品质有限公司 | 利用基于健康指标的存留寿命模型的自适应改变的状态来估计电池存留寿命的设备、方法和计算机程序产品 |
| US20080150457A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for monitoring an electrical energy storage device |
| US20100250162A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | American Power Conversion Corporation | Battery life estimation |
| CN102073016A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 艾默生网络能源系统北美公司 | 电池实际容量、剩余容量、备电时间及健康状况检测方法 |
| CN102221678A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-10-19 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电池系统在线寿命计算方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW535308B (en) * | 2000-05-23 | 2003-06-01 | Canon Kk | Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said |
| TWI286218B (en) * | 2006-04-27 | 2007-09-01 | Ablerex Electronics Co Ltd | Method for determining state-of-health of batteries |
| KR100971343B1 (ko) * | 2007-09-28 | 2010-07-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 온도보상 전류측정 장치를 이용한 배터리팩 |
| TWI452303B (zh) * | 2007-10-29 | 2014-09-11 | Univ Nat Kaohsiung Applied Sci | 電池健康狀態估測方法 |
| KR100970841B1 (ko) * | 2008-08-08 | 2010-07-16 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및방법 |
| TWI404962B (zh) * | 2009-11-26 | 2013-08-11 | Stl Technology Co Ltd | 電池健康狀況之監測系統 |
-
2012
- 2012-03-02 TW TW101106857A patent/TWI451111B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-04-12 CN CN201210109748.6A patent/CN102721926B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1816752A (zh) * | 2003-07-01 | 2006-08-09 | 伊顿动力品质有限公司 | 利用基于健康指标的存留寿命模型的自适应改变的状态来估计电池存留寿命的设备、方法和计算机程序产品 |
| US20080150457A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for monitoring an electrical energy storage device |
| US20100250162A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | American Power Conversion Corporation | Battery life estimation |
| CN102073016A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 艾默生网络能源系统北美公司 | 电池实际容量、剩余容量、备电时间及健康状况检测方法 |
| CN102221678A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-10-19 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电池系统在线寿命计算方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103035964A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 刘凯 | 一种锂离子电池使用安全评估方法及安全报警装置 |
| CN103035964B (zh) * | 2012-12-28 | 2016-06-15 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | 一种锂离子电池使用安全评估方法及安全报警装置 |
| CN106324518A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-11 | 浙江长兴笛卡尔科技有限公司 | 一种电动汽车动力电池soh估算方法 |
| CN106324518B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-09-20 | 浙江长兴笛卡尔科技有限公司 | 一种电动汽车动力电池soh估算方法 |
| CN106585422A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-04-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种动力电池soh估算方法 |
| CN106585422B (zh) * | 2017-02-17 | 2020-07-17 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种动力电池soh估算方法 |
| CN107861073B (zh) * | 2017-11-06 | 2019-11-08 | 合肥工业大学 | 一种基于chvt模型的车载铅酸蓄电池电量在线估计方法 |
| CN107861073A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-30 | 合肥工业大学 | 一种基于chvt模型的车载铅酸蓄电池电量在线估计方法 |
| CN110794314A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-14 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 提高锂离子电池容量测试准确性的方法 |
| CN110794314B (zh) * | 2019-11-14 | 2022-03-08 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 提高锂离子电池容量测试准确性的方法 |
| CN112946486A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 首都机场集团公司北京大兴国际机场 | 机场电动车辆动力系统的健康监控系统 |
| CN114217236A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-22 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 基于循环充放电的电池健康状态确定方法和装置 |
| CN114217236B (zh) * | 2021-11-05 | 2024-05-10 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 基于循环充放电的电池健康状态确定方法和装置 |
| WO2023122961A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 低压电池的状态校准方法及装置、电动车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI451111B (zh) | 2014-09-01 |
| CN102721926B (zh) | 2014-08-27 |
| TW201337297A (zh) | 2013-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102721926B (zh) | 电池芯健康状态的评估方法 | |
| CN102435950B (zh) | 用于估计蓄电池的蓄电池容量的方法和设备 | |
| JP4668306B2 (ja) | 二次電池の寿命推定装置および二次電池の寿命推定方法 | |
| CN100546148C (zh) | 调节电池soc的方法和使用该方法的电池管理系统 | |
| CN101443672B (zh) | 使用充电甩鞭效应管理一组可再充电的电池的方法 | |
| US7193394B2 (en) | Method of controlling charge and discharge of secondary battery for automatic guided vehicle | |
| US8649988B2 (en) | Service life estimation method for lead storage battery and power source system | |
| CN102056761B (zh) | 充电控制装置和装配有该装置的车辆 | |
| JP5621818B2 (ja) | 蓄電システムおよび均等化方法 | |
| EP1701175A2 (en) | Power supply with status detector and initial characteristic determination means | |
| CN104079056A (zh) | 串联连接的多个电池的直流微电网充放电系统 | |
| CN103869252A (zh) | 用于磷酸铁锂电池的插电充电容量估计方法 | |
| CN102576055A (zh) | 用于确定和/或预测电池最大容量的方法 | |
| CN102598468A (zh) | 电力控制装置、电力控制方法及电力供给系统 | |
| CN104167772A (zh) | 具有有源平衡电路和有源平衡算法的装置和方法 | |
| CN101013822A (zh) | 用于补偿电池充电状态的方法和使用该方法的电池管理系统 | |
| JP2015040832A (ja) | 蓄電システム及び蓄電装置の満充電容量推定方法 | |
| KR101852664B1 (ko) | 배터리 잔존수명 추정 장치 및 방법 | |
| KR101572494B1 (ko) | 배터리팩의 수명 추정 장치 | |
| CN111697278B (zh) | 用于确定能量储存器的最大储存容量的方法和充电装置 | |
| JP6494923B2 (ja) | 充電率検出装置および充電率検出方法 | |
| CN106042960B (zh) | 依据电池特征值变化判断电池充电异常的装置及方法 | |
| CN102640345A (zh) | 充电方法和用于确定镍基电池充电结束标准的方法 | |
| JP2014183727A (ja) | 蓄電システム | |
| CN102540085A (zh) | 储能系统模型中电气部件参数的优化 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140827 Termination date: 20210412 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |