CN103728564A - 一种混合动力汽车soh值估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力汽车SOH值估算方法，具体步骤如下：利用电池管理系统统计的累计充放电容量估算出电池组当前实际容量；得出电池当前实际容量下的最大可用功率POWc；依据电池管理系统估算出电池内阻；得出电池内阻下的最大可用功率POWr；通过min（POWc，POWr）得出电池的最大可用功率POW；按最大可用功率POW估算出混合动力汽车的SOH值。本发明提供了一种将电池实际容量和电池内阻相结合，估算出电池组SOH的方法，通过估算出电池组的最大可用功率推出电池组的SOH，较客观的评价出混合动力汽车用电池的健康寿命，有效降低了电池SOH值的估算误差。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理系统，具体为一种混合动力汽车SOH值估算方法。背景技术
混合动力车辆电池没有完整的充放电循环，因此一般都是利用电池组的累计充放电容量来估算SOH（评价电池性能的一项重要指标，即电池健康寿命估算）。以电池的最大可充（放）电容量为基准QT（=电池循环次数*电池的平均充（放）电容量，或历史累计电池的最大充（放）电容量），电池管理系统统计出电池的实际充（放）电容量Qch（Qdch），利用SOH=1-Qch（Qdch）/Qt得到电池的SOH。另外一种方法是按电池组的日历寿命进行SOH估算，依据电池的日历寿命L为基础，电池剩余寿命每使用一个单位数量（如1天），则电池的使用天数C则增加一天，电池的SOH=1-C/L。采用目前的方法，电池的循环次数、可用最大容量或者日历寿命是在规定的温度、电流和放电深度下得到的数据，电池在实际使用过程中，这些条件千变万化，且电池之间存在较大的差异性，这样会导致估算值的误差较大。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供了混合动力汽车SOH值估算方法，这种方法解决了在估算电池SOH值时，估算误差大的技术问题。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种混合动力汽车SOH值估算方法，其估算方法包括以下步骤：
S1:利用电池管理系统统计的累计充放电容量估算出电池组当前实际容量；
S2:得出电池当前实际容量下的最大可用功率POWc；
S3:依据电池管理系统估算出电池内阻；
S4:得出电池内阻下的最大可用功率POWr；
S5:通过min（POWc，POWr）得出电池的最大可用功率POW；
S6:按最大可用功率POW估算出混合动力汽车的SOH值，SOH=当前最大可用功率/额定可用功率。
其中，S1步骤具体为，根据电池循环寿命曲线得出SOH值对应的充放电累计安时数，在线上取SOH值，得出各个SOH值对应充放电累计安时数形成一维数组表，各相邻点之间为线性关系，在线估算出电池组充放电累计安时，查一维数组表得出当前SOH值，按这个SOH值得出当前实际容量。
其中，电池实际容量下的最大可用功率POWc=当前实际容量*最大充许放电倍率，最大充许放电倍率由电池的基本性能决定。
其中，S4步骤中，电池内阻下的最大可用功率POWr=（电池电压-高倍率放电最低电压）/电池内阻。
其中， 所述的电池为磷酸铁理电池。
对于混合动力车辆来说，表征电池寿命的表面特征是最大可用功率，由于电池的实际容量和电池内阻都会影响到电池组的最大可用功率，而本发明提供了一种将电池实际容量和电池内阻相结合，估算出电池组SOH的方法，通过估算出电池组的最大可用功率推出电池组的SOH，较客观的评价出混合动力汽车用电池的健康寿命，有效降低了电池SOH值的估算误差。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下对本发明作进一步阐述。
新电池组开始使用时充放电总安时数初始化为0AH，电池正常工作后依安时积分累加充放电总安时数，充放电总安时数有变化时保存到EEPROM中，每次上电开机时把EEPROM保存充放电总安时数取出来继续进行累加。实际使用时只用充放电累计安时数其中一个，使用放电累计安时数进行SOH估算。
按电池循环寿命曲线得出SOH值对应的充放电累计安时数，在线上取SOH值，得出各个SOH值对应充放电累计安时数形成一维数组表，各相邻点之间为线性关系，在线估算出电池组充放电累计安时，查一维数组表得出当前SOH值，按这个SOH值就可以得出当前实际容量。例如，可将SOH值按100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%分为7个点，根据电池循环寿命曲线得出各SOH值对应的放电累计总安时数。假如电池额定安时数100AH，在循环寿命曲线上，200次循环后，实际安时数变化为95AH，则SOH在100%-95%之间循环一次平均放电安时为（（100+95）/ 2)AH，100%SOH对应的放电累计安时数为0AH，95%SOH对应放电累计安时数=(（100+95）/ 2)AH*200=19500AH。后面各点依此类推得出各SOH值对应放电累计总安时数，查一维数组表得出当前SOH值，按这个SOH值就可以得出当前实际容量。
在当前实际容量的基础上，估算当前最大可用功率POWc。电池实际容量下的最大可用功率POWc=当前实际容量*最大充许放电倍率，最大充许放电倍率由电池的基本性能决定。例如，新电池规定最大允许25C放电，额定容量8AH，则新电池额定功率为25*8=200A，旧电池实际容量变为7AH后电池最大可用功率=25*7=175A。
依据电池内阻值，估算最大可用功率POWr。前面所述的是采用累计放电总安时查表得出SOH从而得出最大可用功率POWc的方案，此值仅表示了电池使用过程中一个大致的衰退情况。对于混合动力车，因电池经常处于高倍率充放电工况下，电池内阻对电池高倍率充放电的影响比较大，因此需要采用电池内阻的变化去修正按照累计放电容量查表得出SOH值得出最大可用功率。电池内阻下的最大可用功率POWr=（电池电压-高倍率放电最低电压）/电池内阻，高倍率放电最低电压由电池的基本性能决定。假设新电池组的最大单体电池内阻是1 mΩ，电池额定容量是8AH，在40%-70%SOC区间允许放电倍率是25C（200A），电池电压平台是3.3V，高倍率放电时电压不低于3V，最大可用功率=（3.3V-3V）/1mΩ=300A。电池使用一段时间以后，最大单体电池内阻增加到2mΩ，为了保证高倍率放电时电池电压不低于3V，那么允许放电电流是（3.3V-3V）/2mΩ=150A，电池内阻影响到功率性能。
通过min（POWc，POWr）得出电池的最大可用功率POW，依据最大可用功率POW估算出混合动力汽车的SOH值，SOH=当前最大可用功率/额定可用功率，新电池额定可用功率=当前实际容量*最大充许放电倍率，最大充许放电倍率由电池的基本性能决定，从而综合考虑了电池实际容量和电池内阻对电池健康寿命的影响，估算出电池组的SOH值。
该估算方法举例：当新电池组时规定允许25C放电，额定容量8AH，则新电池额定可用功率=当前实际容量*最大充许放电倍率=25*8=200A，这时POWc=200A；允许放电倍率是25C（200A），电池电压平台是3.3V，高倍率放电时电压不低于3V，最大可用功率POWr =（3.3V-3V）/1mΩ=300A；最大可用功率值POW=min（POWc，POWr）=200A；SOH==当前最大可用功率/额定可用功率=200/200=100%。当旧电池实际容量变为7AH后，电池POWc=25*7=175A，这时最大单体电池内阻增加到2mΩ，POWr=（3.3V-3V）/2mΩ=150A，最大可用功率值=min（POWc，POWr）=150A，SOH=150/200=75%。
在目前的电池管理系统技术中，某些影响因素无法检测，但本专利中考虑到了影响电池SOH的最重要的两个因素：电池实际容量和电池内阻，通过这两个参数的综合估算，较客观的评价出混合动力汽车用电池的健康寿命，有效降低了电池SOH值的估算误差。
以上为本发明较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种混合动力汽车SOH值估算方法，其特征在于: 其估算方法包括以下步骤：
S1:利用电池管理系统统计的累计充放电容量估算出电池组当前实际容量；
S2:得出电池当前实际容量下的最大可用功率POWc；
S3:依据电池管理系统估算出电池内阻；
S4:得出电池内阻下的最大可用功率POWr；
S5:通过min（POWc，POWr）得出电池的最大可用功率POW；
S6:按最大可用功率POW估算出混合动力汽车的SOH值，SOH=当前最大可用功率/额定可用功率。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车SOH值估算方法，其特征在于: S1步骤具体为，根据电池循环寿命曲线得出SOH值对应的充放电累计安时数，在线上取SOH值，得出各个SOH值对应充放电累计安时数形成一维数组表，各相邻点之间为线性关系，在线估算出电池组充放电累计安时，查一维数组表得出当前SOH值，按这个SOH值得出当前实际容量。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车SOH值估算方法，其特征在于: 电池实际容量下的最大可用功率POWc=当前实际容量*最大充许放电倍率，最大充许放电倍率由电池的基本性能决定。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车SOH值估算方法，其特征在于: S4步骤中，电池内阻下的最大可用功率POWr=（电池电压-高倍率放电最低电压）/电池内阻。
5.根据权利要求1至4任一项所述的混合动力汽车SOH值估算方法，其特征在于: 所述的电池为磷酸铁理电池。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant |