CN106597289A - 电池健康状态测算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池健康状态测算方法，步骤如下：1)记录单体电池在未使用状态下的搁置时间t，实时记录单体电池的电压V和温度T数据；2)根据SOC与电流、温度、电压、搁置时间之间的关系函数SOC＝f(V,I,T,t)计算电池在工作或搁置状态下对应时刻的SOC，从而得到两时刻之间的SOC差值△SOC；3)利用公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％实时计算SOH。本发明的方法能够基于SOC的变化量准确计算出电池SOH，同时可以体现了电池系统日历寿命对SOH的影响。

Description

电池健康状态测算方法

技术领域

本发明涉及一种电池健康状态测算方法。

背景技术

电动汽车以其满足大气污染治理需求、符合新能源汽车发展方向、技术发展需要、满足市场需要等特点，日益受到了人们的重视。目前，电动汽车的车载能源系统是由多个锂离子电池经过串并联组成的，所组成的系统在运行一段时间后，会出现不同程度的能量衰减。由于单体不一致性，导致了不同厂家生产的电池系统的衰减各有不同。因此，准确的评估电池系统的健康状态(SOH)对于驾驶者了解电池系统的使用寿命，出现问题及时更换有问题的单体电芯有非常重要的意义。

常规的电动汽车电池系统SOH值评估方法为：通过BMS测得电池系统的实际容量除以电池组出厂时的初始或额定容量(即Q₁)，得到电池组的SOH值。上述方法在电池组充电时尚可获得相对精确的SOH值。但在电池系统放电过程状态下，会因电池组在放电(电动汽车行驶)过程中环境的复杂性使得所的SOH值存在较大误差。因此，现有的电动汽车电池系统SOH估算方法尚不能在电动汽车复杂的运行工况条件下提供准确的SOH值。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池健康状态测算方法，用以解决现有技术的测算方法不准确的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

电池健康状态测算方法，步骤如下：

1)记录单体电池在未使用状态下的搁置时间t，实时记录单体电池的电压V和温度T数据；在电池工作状态下，实时记录单体电池的电压V、电流I和温度T数据。

2)根据SOC与电流、温度、电压、搁置时间之间的关系函数SOC＝f(V,I,T,t)计算对应时刻的SOC，从而得到两时刻之间的SOC差值△SOC；

3)利用公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％实时计算SOH。

进一步的，当充电桩给电池系统充电时根据充电容量Q，利用公式SOH_充＝Q*η/[(SOC_充电后-SOC_充电前)*Q₁]计算出SOH_充，其中η为电池系统充放电效率用SOH_充替换公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％中的SOH，对a、b值进行修正。

进一步的，a、b初值由试验确定。

本发明的方法能够基于SOC的变化量准确计算出电池SOH，体现了电池系统日历寿命对SOH的影响。

再者，本发明还能够对测算公式中的a、b值进行在线修正，以保障测算精度。

附图说明

图1是本发明的方法示意图；

图2是_△SOC与SOH关系的实验数据图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

对于电动汽车，选取电池组中电压最低的单体电池，进行如下步骤：

电池健康状态测算方法，步骤如下：1)记录单体电池在未使用状态下的搁置时间t，实时记录单体电池的电压V和温度T数据；在电池工作状态下，实时记录单体电池的电压V、电流I和温度T数据。

2)根据SOC与电流、温度、电压、搁置时间之间的关系函数SOC＝f(V,I,T,t)计算对应时刻的SOC，从而得到两时刻之间的SOC差值△SOC；

3)利用公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％实时计算SOH。

具体的，首先可通过设定△t值调节计算频率和精度，△t为步骤1)中的采样记录时间间隔。搁置时间t越长，SOC值减小的幅度越大。

利用公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％实时计算SOH。

一般地，电池系统中电压最低的单体电芯的越大，公式中a、b值相应变大，从而得到的SOH值越小。考虑到电池系统日历寿命因素，电池系统的搁置时间t越大，公式中a、b值相应变大，从而得到的SOH值越小。

SOC＝f(V,I,T,t)是基于离散化的V、I、T、t数据获得的。当整车运行时，BMS系统将在前期所积累的△SOC值基础上继续累积求和，并继续计算SOH。当电池工作时，BMS主要记录电流I、电压V和温度T，而t则是BMS系统记录时间间隔。当电池未工作时，BMS主要记录搁置时间t、电压V和温度T，此时，公式中的I＝0即可。同时，电池系统在使用过程中引起的SOH的变化所体现出的电池特性包括：电池系统内阻的增加、可用平均和峰值功率的下降、中值电压的下降、整车续驶里程的减少等。控制器可针对上述电池特性制定合理的控制策略，从而满足整车的正常使用。

以上实施例中，选取电压最低的单体电池，是基于短板理论，得到单体电池的健康状态，作为整个电池组的健康状态。

以上实施例中，测算得主体是BMS，作为其他实施方式，也可以是其他相关设备。

进一步的，作为其他实施方式，还可以对SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％进行修正：即如图1所示，当充电桩给电池系统充电时。充电桩将充电容量(Q)发送至BMS，BMS利用公式SOH_充＝Q*η/[(SOC_充电后-SOC_充电前)*Q₁]计算出SOH_充,η为电池系统充放电效率，一般为95％左右。

SOC_充电后、SOC_充电前为BMS通过SOC公式在充电前后两个时刻计算出来的。)结合公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％，对其进行拟合，从而得出新的a、b参数，并替换BMS系统中原有公式的a、b参数，用于下一次的SOH计算。如图2所示，厂家可根据电芯容量循环测试数据所设定初始的a、b值。

关于拟合、修正的具体计算过程，属于常规试验方法，在此不进行具体展开。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.电池健康状态测算方法，其特征在于，步骤如下：

1)记录单体电池在未使用状态下的搁置时间t，实时记录单体电池的电压V和温度T数据；在电池工作状态下，实时记录单体电池的电压V、电流I和温度T数据；

2)根据SOC与电流、温度、电压、搁置时间之间的关系函数SOC＝f(V,I,T,t)计算对应时刻的SOC，从而得到两时刻之间的SOC差值△SOC；

3)利用公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％实时计算SOH。

2.根据权利要求1所述的电池健康状态测算方法，其特征在于，当充电桩给电池系统充电时根据充电容量Q，利用公式SOH_充＝Q*η/[(SOC_充电后-SOC_{充 电前})*Q₁]计算出SOH_充，η为电池系统充放电效率；用SOH_充替换公式SOH＝(1-a*△SOC^b)*100％中的SOH，对a、b值进行修正。

3.根据权利要求1所述的电池健康状态测算方法，其特征在于，a、b初值由试验确定。