CN106908741A - 混合动力汽车动力电池组soh估算方法和装置 - Google Patents

混合动力汽车动力电池组soh估算方法和装置 Download PDF

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    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health

Abstract

本发明涉及一种混合动力汽车动力电池组SOH估算方法和装置,其方法包括:在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测到混合动力汽车的发动机未启动,则根据混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取动力电池组的当前SOC值;在检测到发动机的点火信号时,记录在发动机启动瞬间动力电池组的脉冲数据,脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值;在发动机正常启动后,根据峰值电流值和电压变化量计算动力电池组的当前内阻值;根据当前SOC值、当前内阻值和当前温度值确定动力电池组的当前SOH值。采用本实施例的方案,可以简化SOH估算的开发复杂程度,还可以减小SOH估算误差。

Description

混合动力汽车动力电池组SOH估算方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及车用电池管理技术领域,特别是涉及一种混合动力汽车动力电池组 S0H估算方法和装置。
背景技术
[0002] 近年来,为应对汽车工业迅猛发展带来的环境污染、石油资源急剧消耗等问题,各 国都在积极开展研究新能源汽车研究,其中,混合动力汽车(HEV)是一种较常用的新能源汽 车。汽车动力电池作为新能源汽车的核心零部件,对整车的续驶里程、使用寿命、安全性能 等有着直接的影响。汽车动力电池是由多个单体电池组成的电池组(也被称为电池包)。电 池组的SOH (State of Health,健康状态)是汽车动力电池的状态的重要参数,表征了电池 输出能力的大小。电池组可以储存的容量(对应车辆续航里程)和充放电能力(对应车辆动 力性能),会随着电池组的反复使用发生衰减,直至不能满足使用需求。,混合动力汽车 (HEV)往往更关注车辆动力性能,因此通常以电池内阻衰减情况来考察和反映电池健康状 态。
[0003] 传统的S0H估算方式主要有以下几种:(1)建立电池组数学模型,采集车辆行驶数 据进行拟合计算电阻,从而得到电池S0H;⑵充电前估算电池SOC (State of Charge,荷电 状态),与累计的整个过程充电容量进行计算,从而得到电池SOH。然而,上述的SOH估算方式 具有如下不足之处:
[0004] (1)基于数学模型的S0H估算方式的缺点:
[0005] 电池组数学模型建立耗时费力。数学模型的建立需要以大量、长时间的试验数据 为基础,完成诸如电性能评估、参数标定、零部件(电池)验证和车辆验证等试验工作需要耗 费大量时间。且数学模型与电池单体的材料特性、技术工艺和生产水平息息相关,一旦发生 变化则所有试验工作推倒重来。电池组数学模型精确标定难度大。循环寿命数据对S0H估算 的影响很大,但实验室得到的寿命数据在温度、使用工况上与实际车辆情况差异非常大,造 成估算上的误差。参数标定通常以电池单体为对象,而实际上车辆使用的是由多个单体串 并联组成的复杂电池系统,单体之间容量、寿命和电荷状态的不一致性对数学模型造成估 算上的误差。总之,基于数学模型的S0H估算方式,S0H估算的开发复杂程度较大。
[0006] ⑵基于充电容量的S0H估算方式的缺点:
[0007]电池单体一致性恶化会导致充电容量的减小,加大S0H估算误差,不适用于无充电 功能的混合动力汽车。
发明内容
[0008] 有鉴于此,提供一种混合动力汽车动力电池组S0H估算方法和装置,可以简化S0H 估算的开发复杂程度,还可以减小S0H估算误差。
[0009] 一方面,提供一种混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其包括:
[0010] 在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测到所 述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体 电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前SOC值;
[0011] 在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动瞬间所述动力电池组 的脉冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值;
[0012] 在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变化量计算所述动力电池 组的当前内阻值;
[0013] 根据所述当前SOC值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力电池组的 当前SOH值。
[0014]结合第一方面,在第一方面的一种可能实现方式中,上述的混合动力汽车动力电 池组SOH估算方法,还包括:
[0015] 将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比较,所述上一 S0H 值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值;
[0016] 若所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化阈值,则将所述 当前S0H值存储到所述S0H统计表中,并用所述S0H统计表中的初始S0H值减去所述当前S0H 值得到所述电池组的S0H的趋势值;
[0017] 在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将当前S0H显示值 减去所述趋势阈值。
[0018] 结合第一方面或上述某些可能的实现方式,在第一方面的一种可能实现方式中, 上述的根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力电池组的当 前S0H值的步骤包括:
[0019] 根据预设的第一关联关系表查询与所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前 温度值关联的S0H值,将当前查询到的S0H值确定为所述动力电池组的当前S0H值,其中,所 述第一关联关系表表征所述动力电池组的S0C值、内阻值、温度值和S0H值的关联关系。
[0020] 结合第一方面或上述某些可能的实现方式,在第一方面的一种可能实现方式中, 上述的在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测到所述 混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电 池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值的过程包括:
[0021] 在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,检测所述混 合动力汽车的发动机是否已启动;
[0022] 若未启动,则检测所述动力电池组的休眠时间是否超过预设的时间阈值;
[0023] 若超过,则通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值确定所 述混合动力汽车的动力电池组的当前S0C值。
[0024] 结合第一方面或上述某些可能的实现方式,在第一方面的一种可能实现方式中, 上述的根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述 动力电池组的当前S0C值的步骤包括:
[0025] 获取所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值;
[0026] 根据预设的第二关联关系表查询与所述最低电压单体电池的当前电压值关联的 S0C值,将当前查询到的S0C值确定为所述动力电池组的当前S0C值,其中,所述第二关联关 系表表征所述最低电压单体电池的电压值和所述动力电池组S0C值的关联关系。
[0027]结合第一方面或上述某些可能的实现方式,在第一方面的一种可能实现方式中, 上述的混合动力汽车动力电池组SOH估算方法,在根据所述混合动力汽车的动力电池组的 最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前SOC值的过程之后还包括: [0028]判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号,若是,则进入所述记录在 所述发动机启动瞬间所述动力电池组的脉冲数据的步骤。
[0029]第二方面,提供一种混合动力汽车动力电池组SOH估算装置,其包括:
[0030] SOC获取单元,用于在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始 化之后,若检测到所述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电 池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前SOC值;
[0031]数据记录单元,用于在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动 瞬间所述动力电池组的脉冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度 值;
[0032]内阻计算单元,用于在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变化 量计算所述动力电池组的当前内阻值;
[0033] S0H确定单元,用于根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定 所述动力电池组的当前S0H值。
[0034] 结合第二方面,在第二方面的一种可能实现方式中,上述的混合动力汽车动力电 池组S0H估算装置,还包括:
[0035]比较单元,用于将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比 较,所述上一 S0H值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值;
[0036]存储单元,用于在所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化 阈值时,将所述当前S0H值存储到所述S0H统计表中;
[0037] 趋势确定单元,用于在所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的 变化阈值时,用所述S0H统计表中的初始S0H值减去所述当前S0H值得到所述电池组的S0H的 趋势值;
[0038] 更新单元,用于在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将 当前S0H显示值减去所述趋势阈值。
[0039] 结合第二方面或上述某些可能的实现方式,在第二方面的一种可能实现方式中, 上述的S0H确定单元根据预设的第一关联关系表查询与所述当前S0C值、所述当前内阻值和 所述当前温度值关联的S0H值,将当前查询到的SOH值确定为所述动力电池组的当前SOH值, 其中,所述第一关联关系表表征所述动力电池组的SOC值、内阻值、温度值和SOH值的关联关 系。
[0040] 结合第二方面或上述某些可能的实现方式,在第二方面的一种可能实现方式中, 上述的SOC获取单元在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后, 检测所述混合动力汽车的发动机是否已启动,若未启动,则检测所述动力电池组的休眠时 间是否超过预设的时间阈值,若超过,则通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池 的当前电压值确定所述混合动力汽车的动力电池组的当前SOC值。
[0041] 结合第二方面或上述某些可能的实现方式,在第二方面的一种可能实现方式中, 上述的S0C获取单元获取所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值,根据 预设的第二关联关系表查询与所述最低电压单体电池的当前电压值关联的SOC值,将当前 查询到的S0C值确定为所述动力电池组的当前S0C值,其中,所述第二关联关系表表征所述 最低电压单体电池的电压值和所述动力电池组S0C值的关联关系。
[0042]结合第二方面或上述某些可能的实现方式,在第二方面的一种可能实现方式中, 上述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于,还包括时间判断单元;
[0043] 所述时间判断单元用于在S0C获取单元获取到所述混合动力汽车的动力电池组的 当前S0C值之后,判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号;
[0044] 所述数据记录单元在所述时间判断单元的判定结果为是时,记录在所述发动机启 动瞬间所述动力电池组的脉冲数据。
[0045] 根据上述本发明的方案,其是在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程 中或初始化之后、所述混合动力汽车的发动机启动之前,根据混合动力汽车的动力电池组 的最低电压单体电池的当前电压值获取该动力电池组的当前S0C值,在检测到发动机的点 火信号时,记录在发动机启动瞬间所述动力电池组的峰值电流值、电压变化量和当前温度 值,在所述发动机正常启动后,根据该峰值电流值和电压变化量计算动力电池组的当前内 阻值,根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力电池组的当前 S0H值;如此,不需要设计复杂的电池组数学模型和前期大量的标定工作,简化了S0H估算的 开发复杂程度,同时,基于动力电池组的内阻估算S0H值的方式,可以规避因电池单体一致 性恶化导致的S0H估算误差增大的问题,且适用于无充电功能的混合动力汽车;此外,由于 S0H估算只与动力电池组的S0C值以及发动机启动瞬间动力电池组的内阻值、温度值有关, 而与车辆的使用无关,因此,本发明方案不受车辆使用环境、工况和驾驶习惯等因素的影 响,可以提高S0H估算的可靠性和相对准确度。
附图说明
[0046]图1为一个实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法的实现流程示意图; [0047]图2为另一个实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法的实现流程示意 图;
[0048]图3为一个实施例中的获取动力电池组的当前S0C值的实现流程示意图;
[0049] 图4为一个具体示例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法的实现流程示意 图;
[0050]图5为一个实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置的组成结构示意图; [0051]图6为另一个实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置的组成结构示意 图;
[0052]图7为再一个实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置的组成结构示意 图。
具体实施方式
[0053]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本 发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明, 并不限定本发明的保护范围。 LOOM」如图1所不,在其中一个实施例中,提供一种混合动力汽车动力电池组s〇H估算方 法,该实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法包括:
[0055]步骤si〇i:在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后, 若检测到所述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最 低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值;
[0056]其中,在混合动力汽车的钥匙上电信号启动且混合动力汽车的发动机未工作时, 混合动力汽车的电池管理系统进行初始化。
[0057] —般情况下,S0C估算除了需要查询〇CV (Open Circuit Voltage,开路电压)曲线 夕卜,还需要根据温度、充放电状态等进行补偿。而在本实施例的方案中,是根据所述混合动 力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C 值,这样仅需要查询0CV曲线,可以规避S0C估算的影响,减少出现误差重叠的几率。这里,所 得到的当前S0C值为相对准确的S0C值。
[0058]具体地,可以首先根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当 前电压值确定该最低电压单体电池的S0C值,再将该最低电压单体电池的S0C值作为所述动 力电池组的当前S0C值。
[0059]步骤S102:在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动瞬间所述 动力电池组的脉冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值;
[0060]这里,所述电压变化量是指在所述发动机启动瞬间所述动力电池组的电压差值。 [0061]步骤S103:在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变化量计算所 述动力电池组的当前内阻值;
[0062]具体地,用所述电压变化量除以所述峰值电流值得到所述当前内阻值。
[0063]步骤S104:根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力 电池组的当前S0H值。
[0064]据此,根据本实施例的混合动力汽车动力电池组S0H估算方案,其是在混合动力汽 车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后、所述混合动力汽车的发动机启动之 前,根据混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取该动力电池组 的当前S0C值,在检测到发动机的点火信号时,记录在发动机启动瞬间所述动力电池组的峰 值电流值、电压变化量和当前温度值,在所述发动机正常启动后,根据该峰值电流值和电压 变化量计算动力电池组的当前内阻值,根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温 度值确定所述动力电池组的当前S0H值;如此,不需要设计复杂的电池组数学模型和前期大 量的标定工作,简化了 S0H估算的开发复杂程度,同时,是基于动力电池组的内阻估算S0H值 的方式,可以规避因电池单体一致性恶化导致的S0H估算误差增大的问题,且适用于无充电 功能的混合动力汽车,也不需要其他模块的估算结果,不会出现误差重叠的问题,减小了 S0H估算误差;此外,由于S0H估算只与动力电池组的S0C值以及发动机启动瞬间动力电池组 的内阻值、温度值有关,而与车辆的使用无关,因此,本发明方案不受车辆使用环境、工况和 驾驶习惯等因素的影响,可以提高S0H估算的可靠性和相对准确度。
[0065] 在其中一个实施例中,如图2所示,在上述实施例的步骤S104之后,还可以包括: [0066] 步骤S201:将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比较,其 中,所述上一S0H值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值;
[0067] 其中,S0H统计表中存储有若干次充电中确定的S0H值。
[0068] 步骤S202:若所述当前S0H值相对于所述上一S0H值的变化量小于预设的变化阈 值,则将所述当前S0H值存储到所述S0H统计表中,并用所述S0H统计表中的初始S0H值减去 所述当前S0H值得到所述电池组的S0H的趋势值,其中,所述初始S0H值指存储到所述S0H统 计表的第一个S0H值;
[0069] 这里,所述变化量一般指所述当前S0H值与所述上一 S0H值的差值的绝对值;所述 变化阈值的大小可以根据实际需要设定。
[0070] 本实施例中,通过将所述当前S0H值与所述上一S0H值进行比较,可以检测所述当 前S0H值是否有效,从而剔除无效的S0H值。若所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化 量小于预设的变化阈值,说明所述当前S0H值有效,则将所述当前S0H值存储到所述S0H统计 表中,而若所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化阈值,说明所述 当前S0H值无效,则结束处理,也就是说,在这种情况下不需要将所述当前S0H值存储到所述 S0H统计表中。
[0071] 步骤S203:在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将当前 S0H显示值减去所述趋势阈值。
[0072] 这里,所述趋势阈值可以根据实际需要设定,一般选5%、或者10%,但也不限于 此。在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,在所述趋势值大于预设的 趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将当前S0H显示值减去所述趋势阈值,也就是说在每次 将当前S0H显示值减去所述趋势阈值时,也会清空所述S0H统计表,使得所述S0H统计表记录 的S0H值均是与当前S0H显示值相匹配的。
[0073] 在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,结束处理流程,这种情况下,仅是将所述当 前S0H值存储到所述S0H统计表中,而并未进行当前S0H显示值的更新。
[0074] 本实施例中,在将当前S0H显示值减去所述趋势阈值后,重新显示的S0H值为当前 S0H显示值减去所述趋势阈值后的值,例如,当前S0H显示值为95%,所述趋势阈值为5%,将 当前S0H显示值减去所述趋势阈值,重新显示的S0H值为90%。
[0075] 本领域技术人员应该可以理解,本实施例中的当前S0H显示值和当前S0H值是两个 不同的概念,当前S0H显示值是指当前显示的S0H值,而当前S0H值是指在本次充电过程中采 用上述实施例的方案估算得到的S0H值。
[0076] 采用本实施例的方案,可以进一步地根据对所述混合动力汽车动力电池组S0H估 算得到的当前S0H值进行当前S0H显示值的更新,同时,在将所述当前S0H值存储到所述S0H 统计表中之前,对所述当前S0H值的有效与否进行了检测,可以避免单次计算造成较大的误 差。
[0077] 在其中一个实施例中,上述的根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温 度值确定所述动力电池组的当前S0H值的过程可以包括:根据预设的第一关联关系表查询 与所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值关联的S0H值,将当前查询到的S0H值 确定为所述动力电池组的当前S0H值,其中,所述第一关联关系表表征所述动力电池组的 S0C值、内阻值、温度值和S0H值的关联关系。
[0078] 其中,在所述动力电池组的不同寿命阶段,分别根据不同的温度值和不同的S0C值 下标定得到的内阻值,通过拟合可以得到这里的第一关联关系表。
[0079] 为了规避之前车辆使用造成的单体极化效应的影响,在其中一个实施例中,如图3 所示,上述的在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测 到所述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压 单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前SOC值的过程可以包括:
[0080] 步骤S3〇l:在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后, 检测所述混合动力汽车的发动机是否已启动,若未启动,则进入步骤S302,若已启动,则结 束流程;
[0081] 其中,发动机是否启动可以根据CAN总线上的车辆控制信号进行判定。
[0082] 步骤S302:检测所述动力电池组的休眠时间是否超过预设的时间阈值,若超过,则 进入步骤S303,若未超过,则结束流程;
[0083] 这里,所述时间阈值的大小可以根据实际需要设定,该时间阈值一般需要大于一 定的时间,可以定义60分钟或者比60分钟更长的时间;所述时间阈值的大小可以根据所述 动力电池组的化学特性进行调整。
[0084] 步骤S303:通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值确定所 述混合动力汽车的动力电池组的当前S0C值。
[0085] 在本实施例中,是在发动机未启动且动力电池组的休眠时间超过预设的时间阈值 的情况下,通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值确定所述混合动 力汽车的动力电池组的当前S0C值,可以认为之前车辆使用造成的单体极化效应的影响区 域忽略,提升当前S0C值的准确性,进而提升估算得到的当前S0H值的准确性。
[0086] 在其中一个实施例中,所述通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的电 压值确定所述混合动力汽车的动力电池组的当前S0C值的过程可以包括:获取所述电池管 理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值;根据预设的第二关联关系表查询与所述最 低电压单体电池的当前电压值关联的S0C值,将当前查询到的S0C值确定为所述动力电池组 的当前S0C值,其中,所述第二关联关系表表征所述最低电压单体电池的电压值和所述动力 电池组S0C值的关联关系。
[0087] 在其中一个实施例中,在根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电 池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值的过程之后还可以包括:判断是否在预 设时间内检测到所述发动机的点火信号,若是,则进入所述记录在所述发动机启动瞬间所 述动力电池组的脉冲数据的步骤,若否,则结束流程。
[0088] 也就是说,在确定当前S0C值之后,等待点火信号,在等待时间小于预设时间时,才 在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动瞬间所述动力电池组的脉冲数 据。其中,预设时间的大小可以根据实际需要设定,例如5秒。
[0089] 采用本实施例中的方案,是考虑时间过长会因为动力电池组放电导致当前S0C值 不准确,进而影响所估算的S0H值的准确性。
[0090] 具体示例
[0091]为了便于理解本发明的方案,以下通过一个具体示例对本发明方案进行说明。该 具体示例可以作为一个较佳的实施例,但不能构成对本发明方案的限定。
[0092]如图4所示,该具体示例的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法包括如下步骤: [0093] 步骤S401:检测到混合动力汽车的电池管理系统进行初始化,进入步骤S4〇2;
[0094]其中,在混合动力汽车静止一段时间后,检测混合动力汽车的电池管理系统是否 进行初始化,若检测到混合动力汽车的电池管理系统进行初始化,进入步骤S402;混合动力 汽车的钥匙上电信号启动且混合动力汽车的发动机未工作时,混合动力汽车的电池管理系 统进行初始化。
[0095] 步骤S402:判断所述混合动力汽车的发动机是否已启动,若否,则进入步骤S403, 若是,则结束流程;
[00%] 其中,发动机是否已启动(或者说发动机是否工作)可以根据CAN总线上的车辆控 制信号进行判定。
[0097] 步骤S403:检测所述混合动力汽车的休眠时间是否超过预设的时间阈值,若是,进 入步骤S404,若否,则结束流程;
[0098] 步骤S404:通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值查表得 到所述动力电池组的当前S0C值;
[0099] 这里,查询的是上述的第二关联关系表。
[0100] 步骤S405:判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号,若是,则进入步 骤S406,若否,则结束流程;
[0101] 在确定当前S0C值之后,等待所述发动机的点火信号,等待时间应该小于所述预设 时间(例如5s),时间过长会因电池放电导致当前S0C值不准确。
[0102] 步骤S406:记录在所述发动机启动瞬间所述动力电池组的脉冲数据,所述脉冲数 据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值;
[0103] 步骤S407:判断发动机是否正常启动,若是,则进入步骤S408,若否,则结束流程; [0104] 步骤S408:根据所述峰值电流值和电压变化量计算所述动力电池组的当前内阻 值,结合所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值查表所述动力电池组的当前 SOH 值;
[0105] 这里,查询的是上述的第一关联关系表。
[0106] 步骤S409:判断当前S0H值是否有效,若是,进入步骤S411,若否,则结束流程;
[0107] 具体地,将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比较,所述 上一 S0H值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值,若所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化阈值,则判定当前S0H值有效,反之,则无效。
[0108] 步骤S410:将所述当前S0H值存储到所述S0H统计表中并计算SOH的趋势值;
[0109] 具体地,用所述S0H统计表中的初始SOH值减去所述当前SOH值得到所述电池组的 S0H的趋势值。
[0110] 步骤S411:判断所述趋势值是否大于预设的趋势阈值,若是,进入步骤S412和步骤 S413;
[0111] 步骤S412:将当前S0H显示值减去所述趋势阈值;
[0112] 步骤S413:清空所述SOH统计表。
[0113] 上述的步骤S401〜S404是S0H估算的触发条件。在该具体示例中,只选取车辆初次 启动的数据;当动力电池休眠超过一定时间,可以认为之前车辆使用造成的单体极化效应 的影响趋于忽略,这个时间可以定义6〇min或者更长,依据电池电化学特性实际调整,最后, 按照最低电压单体OCV特性曲线查表,得到一个相对准确的S0C值。
[0114] 上述的步骤S405〜S408是S0H估算的计算核心。车辆发动机起动的功率一般固定 在5kW〜10kW,混合动力汽车(HEV)用动力电池系统容量小(如6.5Ah),因此脉冲放电倍率达 到3C以上;车辆启动相对固定,因此可以通过每次脉冲放电内阻的比较计算动力电池组的 S0H值;在计算当前S0H值时所查的表应该是一个内阻、S0C和温度因子的标定列表,同时还 与寿命截止定义有关。对于容量偏大的插电式混合动力汽车(PHEV)甚至纯电动汽车(BEV), 车辆启动脉冲放电倍率过低,无法计算有效内阻故,不适用于采用内阻计算动力电池的S0H 的方式。
[0115] 上述的步骤S4〇9〜S413是S0H估算的处理核心。S0H计算值(即当前S0H值)如果与 当前S0H显示值相差过大,可以认为该当前S0H值的数值无效;将有效的S0H进行记录存储和 趋势统计,可以避免单次计算造成的误差;上述的趋势阈值一般选择5%、10%,还要考虑数 据采集误差和温度影响因素。
[0116] 根据上述实施例中的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,本发明还提供一种 混合动力汽车动力电池组S0H估算装置。在其中一个实施例中,如图5所示,本发明实施例的 混合动力汽车动力电池组S0H估算装置包括S0C获取单元501、数据记录单元502、内阻计算 单元503和S0H确定单元504,其中:
[0117] S0C获取单元501,用于在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初 始化之后,若检测到所述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力 电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值;
[0118] 数据记录单元502,用于在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启 动瞬间所述动力电池组的脉冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温 度值;
[0119]内阻计算单元503,用于在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变 化量计算所述动力电池组的当前内阻值;
[0120] S0H确定单元504,用于根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确 定所述动力电池组的当前S0H值。
[0121] 在其中一个实施例中,如图6所示,本发明的混合动力汽车动力电池组S0H估算装 置,还可以包括:
[0122] 比较单元601,用于将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行 比较,所述上一 S0H值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值;
[0123] 存储单元602,用于在所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的 变化阈值时,将所述当前S0H值存储到所述S0H统计表中;
[0124] 趋势确定单元603,用于在所述当前S0H值相对于所述上一S0H值的变化量小于预 设的变化阈值时,用所述S0H统计表中的初始S0H值减去所述当前S0H值得到所述电池组的 S0H的趋势值;
[0125] 更新单元604,用于在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并 将当前S0H显示值减去所述趋势阈值。
[0126] 在其中一个实施例中,S0H确定单元504可以根据预设的第一关联关系表查询与所 述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值关联的S〇H值,将当前查询到的S0H值确定 为所述动力电池组的当前S0H值,其中,所述第一关联关系表表征所述动力电池组的S0C值、 内阻值、温度值和SOH值的关联关系。
[0127] 在其中一个实施例中,S0C获取单元501可以在混合动力汽车的电池管理系统进行 初始化的过程中或初始化之后,检测所述混合动力汽车的发动机是否已启动,若未启动,则 检测所述动力电池组的休眠时间是否超过预设的时间阈值,若超过,则通过所述电池管理 系统上报的最低电压单体电池的当前电压值确定所述混合动力汽车的动力电池组的当前 S0C 值。
[0128] 在其中一个实施例中,S0C获取单元501可以获取所述电池管理系统上报的最低电 压单体电池的当前电压值,根据预设的第二关联关系表查询与所述最低电压单体电池的当 前电压值关联的S0C值,将当前查询到的S0C值确定为所述动力电池组的当前S0C值,其中, 所述第二关联关系表表征所述最低电压单体电池的电压值和所述动力电池组S0C值的关联 关系。
[0129]在其中一个实施例中,如图7所示,本发明的混合动力汽车动力电池组S0H估算装 置,还可以包括时间判断单元701;
[0130] 时间判断单元701用于在S0C获取单元501获取到所述混合动力汽车的动力电池组 的当前S0C值之后,判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号;
[0131] 数据记录单元502在时间判断单元701的判定结果为是时,记录在所述发动机启动 瞬间所述动力电池组的脉冲数据。
[0132] 本发明实施例提供的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置的描述,与上述混合 动力汽车动力电池组S0H估算方法的描述是类似的,并且具有上述混合动力汽车动力电池 组S0H估算方法的有益效果,为节约篇幅,不再赘述;因此,以上对本发明实施例提供的混合 动力汽车动力电池组S0H估算装置中未披露的技术细节,请参照上述提供的混合动力汽车 动力电池组S0H估算方法的描述。
[0133] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存 在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0134] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来 说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护 范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种混合动力汽车动力电池组SOH估算方法,其特征在于,包括: 在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测到所述混 合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池 的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值; 在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动瞬间所述动力电池组的脉 冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值; 在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变化量计算所述动力电池组的 当前内阻值; 根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力电池组的当前 S0H 值。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其特征在于,还包括: 将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比较,所述上一 S0H值表 示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值; 若所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化阈值,则将所述当前 S0H值存储到所述S0H统计表中,并用所述S0H统计表中的初始S0H值减去所述当前S0H值得 到所述电池组的S0H的趋势值; 在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将当前S0H显示值减去 所述趋势阈值。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其特征在于,所述 根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述动力电池组的当前S0H值 的步骤包括: 根据预设的第一关联关系表查询与所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度 值关联的S0H值,将当前查询到的S0H值确定为所述动力电池组的当前S0H值,其中,所述第 一关联关系表表征所述动力电池组的S0C值、内阻值、温度值和S0H值的关联关系。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其特征在于,所述 在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,若检测到所述混合动 力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当 前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值的过程包括: 在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之后,检测所述混合动 力汽车的发动机是否已启动; 若未启动,则检测所述动力电池组的休眠时间是否超过预设的时间阈值; 若超过,则通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值确定所述混 合动力汽车的动力电池组的当前S0C值。
5.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其特征在于,所述根 据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池 组的当前S0C值的步骤包括: 获取所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值; 根据预设的第二关联关系表查询与所述最低电压单体电池的当前电压值关联的S0C 值,将当前查询到的S0C值确定为所述动力电池组的当前S0C值,其中,所述第二关联关系表 表征所述取低电压单体电池的电压值和所述动力电池组soc值的关联关系。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算方法,其特征在于,在根 据所述混合动力汽车的动力电池组的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池 组的当前S0C值的过程之后还包括: 判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号,若是,则进入所述记录在所述 发动机启动瞬间所述动力电池组的脉冲数据的步骤。
7.—种混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于,包括: S0C获取单元,用于在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之 后,若检测到所述混合动力汽车的发动机未启动,则根据所述混合动力汽车的动力电池组 的最低电压单体电池的当前电压值获取所述动力电池组的当前S0C值; 数据记录单元,用于在检测到所述发动机的点火信号时,记录在所述发动机启动瞬间 所述动力电池组的脉冲数据,所述脉冲数据包括峰值电流值、电压变化量和当前温度值; 内阻计算单元,用于在所述发动机正常启动后,根据所述峰值电流值和电压变化量计 算所述动力电池组的当前内阻值; S0H确定单元,用于根据所述当前S0C值、所述当前内阻值和所述当前温度值确定所述 动力电池组的当前S0H值。
8.根据权利要求7所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于,还包括: 比较单元,用于将所述当前S0H值与存储在预设的S0H统计表的上一 S0H值进行比较,所 述上一 S0H值表示最近一次存储到所述S0H统计表的S0H值; 存储单兀,用于在所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化阈值 时,将所述当前S0H值存储到所述S0H统计表中; 趋势确定单元,用于在所述当前S0H值相对于所述上一 S0H值的变化量小于预设的变化 阈值时,用所述S0H统计表中的初始S0H值减去所述当前S0H值得到所述电池组的S0H的趋势 值; 更新单元,用于在所述趋势值大于预设的趋势阈值时,清空所述S0H统计表,并将当前 S0H显示值减去所述趋势阈值。
9.根据权利要求7或8所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于: 所述S0H确定单元根据预设的第一关联关系表查询与所述当前S0C值、所述当前内阻值 和所述当前温度值关联的S0H值,将当前查询到的S0H值确定为所述动力电池组的当前S0H 值,其中,所述第一关联关系表表征所述动力电池组的S0C值、内阻值、温度值和S0H值的关 联关系。
10. 根据权利要求7或8所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于: 所述S0C获取单元在混合动力汽车的电池管理系统进行初始化的过程中或初始化之 后,检测所述混合动力汽车的发动机是否已启动,若未启动,则检测所述动力电池组的休眠 时间是否超过预设的时间阈值,若超过,则通过所述电池管理系统上报的最低电压单体电 池的当前电压值确定所述混合动力汽车的动力电池组的当前S0C值。
11. 根据权利要求9所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于: 所述S0C获取单元获取所述电池管理系统上报的最低电压单体电池的当前电压值,根 据预设的第二关联关系表查询与所述最低电压单体电池的当前电压值关联的S0C值,将当 前查询到的SOC值确定为所述动力电池组的当前soc值,其中,所述第二关联关系表表征所 述最低电压单体电池的电压值和所述动力电池组S0C值的关联关系。
12.根据权利要求7或8所述的混合动力汽车动力电池组S0H估算装置,其特征在于,还 包括时间判断单元; 所述时间判断单元用于在S0C获取单元获取到所述混合动力汽车的动力电池组的当前 S0C值之后,判断是否在预设时间内检测到所述发动机的点火信号; 所述数据记录单元在所述时间判断单元的判定结果为是时,记录在所述发动机启动瞬 间所述动力电池组的脉冲数据。
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