CN107102263B - 检测电池健康状态的方法、装置和电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例的一种检测电池健康状态的方法、装置和电池管理系统，该方法包括判断电池的当前荷电状态SOC是否处于电池的SOC‑开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR‑SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间，首先确定电池SOC处于交叉区间且电流I处于电流区间，能够在电池充电或放电过程中，获取电池的老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。

Description

检测电池健康状态的方法、装置和电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及电池领域中的检测电池健康状态的方法、装置和电池管理系统。
背景技术
作为一种储存电能的装置，电池在很多领域都有越来越重要的应用，其中，电池的应用有固定储能(例如数据中心，通信基站)和移动储能(例如便携式终端、电动车)。在上述电池的应用领域中，预测电池的健康状态(State Of Health，简称“SOH”)对用户来说十分重要，该技术可供用户实时掌握电池的健康情况，预知风险故障，提前采取相应措施。
诊断电池SOH的关键衡量参数是保持容量，用户可以根据这一参数实时获知电池对业务的支撑能力。目前，大多数电池SOH预测的方法，是模拟电池工况离线测试电池的循环或存储寿命，通过累计电池循环次数或存储时间来预测电池SOH。但是，该方法需要长时间的离线测试，且无法实时地准确获取电池保持容量。
另外，也有一些技术方法采用在线测量内阻或通过局部放电预测电池SOH。此类方法最大的困难在于，如何建立内阻或局部放电容量与电池出厂状态下的容量之间的关系，准确预测出电池SOH。
因此，以电池内阻作为参数衡量电池SOH，不能准确表征电池容量信息；以电池的保持容量作为参数衡量电池SOH，在通信基站、数据中心等应用场景下风险极大。
发明内容
本发明实施例提供了一种检测电池健康状态的方法，能够在电池充电或放电过程中，获取电池的老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
第一方面，本发明实施例提供了一种检测电池健康状态的方法，该方法包括：
判断电池的当前荷电状态SOC是否处于电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间；
若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，并确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；
根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；
根据电池的老化前容量ΔQ0和电池的老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，首先确定电池的SOC处于交叉区间且电流I处于交叉区间对应的电流区间，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
可选地，判断电池当前SOC和当前电流分别处于第一限定区域和第二限定区域；
若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，并确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；
根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；
根据电池的老化前容量ΔQ0和老化后容量ΔQ，确定电池SOH。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，首先确定电池的SOC处于第一限定区域且电流I处于第二限定区域，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
可选地，第一限定区域为电池SOC-OCV关系的线性区间和DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，第二限定区域为该交叉区间对应的电流区间。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，通过限定电池SOC处于电池SOC-OCV关系的线性区间和DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，且电流I处于该交叉区间对应的电流区间，能够得到更准确的电池SOC和电流I，从而能够准确估算电池SOH，提高SOH的计算精度。
可选地，确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ，包括：
对电池充电或放电Δt时间后，若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流I处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和对电流I进行积分得到的电池的老化后容量ΔQ。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，通过对电池充电或放电Δt时间后，判断电池充电或放电后SOC处于交叉区间且电流I处于电流区间内，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
可选地，根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0，包括：
根据出厂电池SOC-OCV关系，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
可选地，根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0，包括：
根据出厂电池SOC-OCV关系，在交叉区间内，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，通过出厂电池SOC-OCV关系，能够快速准确地确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
可选地，根据电池的老化前容量ΔQ0和电池的老化后容量ΔQ，确定电池SOH，包括：
根据电池的老化前容量ΔQ0和电池的老化后容量ΔQ的比值，确定电池SOH。
可选地，电池的老化后容量ΔQ为：
其中，I为电池充电或放电过程中的电流，Δt＝t2-t1，t1为充电或放电过程的起始时刻，t2为对I进行积分的终止时刻。
可选地，根据出厂电池SOC-OCV关系，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0，包括：
在出厂电池SOC-OCV关系曲线上，截取与变化电压ΔV相等的ΔOCV；
根据ΔOCV确定对应的ΔSOC0；
根据ΔSOC0确定ΔQ0，其中，ΔQ0＝Q0×ΔSOC0，Q0为电池出厂时的初始容量。
可选地，当电池的正极为三元材料，负极为石墨时，交叉区间内SOC为40％-90％，且电流区间内电流I为0.2C-2C。
可选地，电池为铅酸电池或镍镉电池或镍氢电池或锂离子二次电池。
第二方面，本发明实施例提供了一种检测电池健康状态的装置，包括：
判断单元，用于判断电池的当前荷电状态SOC是否处于电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间；
充放电单元，用于判断单元判断若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电；
数据处理单元，用于确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；
根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；
根据电池的老化前容量ΔQ0和老化后容量ΔQ，确定电池SOH。
该装置用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的装置，首先确定电池的SOC处于交叉区间且电流I处于交叉区间对应的电流区间，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
第三方面，本发明的实施例提供了一种检测电池健康状态的装置，该装置包括处理器，处理器用于执行指令，该指令包括：
判断电池的当前荷电状态SOC是否处于电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间；
若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，并确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；
根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；
根据电池的老化前容量ΔQ0和电池的老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
当该处理器执行指令时，该执行使得该处理器执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第四方面，本发明的实施例提供了一种电池管理系统，包括如第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的装置。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的系统，首先确定电池的SOC交叉区间且电流I处于交叉区间对应的电流区间，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的检测电池健康状态的方法的示意性流程图；
图2是本发明实施例的检测电池健康状态的方法的另一示意性流程图；
图3是本发明实施例的镍钴铝-石墨电池的荷电状态-开路电压的线性区间的示意图；
图4是本发明实施例的镍钴铝-石墨电池的直流内阻-荷电状态的示意图；
图5是本发明实施例的出厂电池的荷电状态-开路电压的示意图；
图6是本发明实施例的检测电池健康状态的装置的示意图；
图7是本发明实施例的检测电池健康状态的装置的另一示意图；
图8是本发明实施例的电池管理系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
应理解，本发明实施例可以应用于储能领域的电池管理系统(batterymanagement system，简称“BMS”)，还可以应用于某些对快速诊断要求很高的应用场景，如基站备电、数据中心等，此外，还可以作为电动车用电池的健康状态诊断与估计的方法。
目前，检测电池SOH的方法可以是通过估算电池荷电状态(State of Charge，简称“SOC”)进而估算SOH，该方法通过将多个单体电池串联，以得到电池组模型，再选择电池组的SOC作为状态变量，单体电池的负载电压的最小值作为输出变量，电池组的电流作为输入变量，并结合卡尔曼滤波算法，建立计算状态变量的第一方程和输出变量的第二方程，再对第一方程和第二方程运用自适应卡尔曼滤波算法，从而预测电池组的SOC，并运用安时法预测电池组的SOH。
具体地，第一方程与第二方程分别指对通过电池的电流进行积分的方程和输出电压的表达式，将第一方与第二方程作为两个基本方程输入卡尔曼滤波器中可得出电池SOC。
应理解SOH可以通过计算得到，其中，Cn为已知的额定容量，Ca为最大可用容量。
应理解，该方法定位于SOC(t1+Δt)与SOC(t1)之间，通过采样周期为Δt内的容量变化来确定最大可用容量Ca，进而估算出SOH，其中，SOC(t1)为某一时刻的SOC，SOC(t1+Δt)为SOC(t1)经历Δt时间后的SOC。
该方法在目前电池SOH估算算法中非常具有典型性，此方法利用了电池通常会进行不完全满充电或满放电这一特点，通过建立局部充放电与电池满充电或满放电之间的关系，估算出电池SOH。
但是，该方法在检测SOH中存在以下问题：一方面，该方法通过确定SOC(t1+Δt)与SOC(t1)两个点之间的容量进而确定电池SOH，但是电池SOC随老化变化会发生漂移，因而无法同时在新老电池中准确标定这两个点；另一方面，目前电池SOC的估算还不精确，其精确度大约在5％～10％之间，通过对SOC的估计进行对SOH标定，无疑会将SOC误差引入SOH中，因此，该方法在测量SOH时不可避免地难以达到要求的高精度。
图1是本发明实施例的检测电池健康状态的方法，如图1所示，该方法可以包括：
S110，判断电池的当前SOC是否处于电池的SOC-开路电压开路电压(Open CircuitVoltage，检测“OCV”)关系的线性区间和直流内阻(Direct Current InternalResistance，简称“DCIR”)-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间；
在S110中，可以首先确定电池当前SOC是否处于SOC-OCV关系的线性区域；其次，可以确定当前电流I是否处于DCIR-SOC关系的线性区域，DCIR-SOC关系的线性区域不仅与电池类型有关，而且与充电或放电的电流有关。
应理解，SOC-OCV关系的线性区间和DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间可以为SOC-OCV关系的线性区域和DCIR-SOC的线性区域的交集，即交叉区间为SOC区间，该交叉区间会有对应的电流区间。
应理解，SOC-OCV关系和DCIR-SOC关系都是函数关系，SOC是自变量，交叉区间是自变量SOC的范围，该交叉区间对应的电流区间是电流的范围。
还应理解，在线性区域，电池老化前后的SOC-OCV关系一致，因此，本发明实施例的SOC-OCV关系可以是出厂SOC-OCV关系，还可以是老化后的SOC-OCV关系。
还应理解，SOC-OCV关系和DCIR-SOC关系都可以是出厂电池SOC-OCV关系和出厂电池DCIR-SOC关系。
可选地，当电池的正极为三元材料，负极为石墨，交叉区间内的SOC为40％-90％，且电流区间内的电流I为0.2C-2C。
具体地，C表示为根据电池容量确定的电流，C的单位是安时(Ah)，即1小时内的放电容量。
应理解，该线性交叉区间可以根据电池的材料确定，例如，以石墨为负极，镍钴铝(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2，简称“NCA”)三元材料为正极的电池，交叉区间内的SOC为40％-90％，且交叉区间对应的电流区间为0.2C-2C。
S120，若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，并确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ。
在S120中，电池的老化后容量ΔQ为变化电压ΔV范围内的电池容量数据，根据电池的老化后容量ΔQ，可以准确估计电池SOH。
应理解，通常电池在使用一定时间后会产生老化，可以通过对充电或放电过程中电流进行的积分，从而可以确定电池老化后的容量ΔQ。
可选地，对电池充电或放电Δt时间后，若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV，并对充电或放电过程中的电流进行积分以确定电池的老化后容量ΔQ。
具体地，S120包括：若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，在充电或放电Δt时间后，判断电池充电或放电后SOC是否处于交叉区间且充电或放电后电流是否处于电流区间，若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV，并对充电或放电过程中的电流进行积分以确定电池的老化后容量ΔQ。
S130，根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0。
在S130中，可以根据出厂电池SOC-OCV关系，在交叉区间内，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
应理解，还可以根据老化后电池SOC-OCV关系，在交叉区间内，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
S140，根据电池的老化前容量ΔQ0和老化后容量ΔQ，确定SOH。
在S140中，可以根据ΔQ和ΔQ0的比值确定SOH，在确定SOH后，可以对SOH的历史数据进行更新。
具体地，利用电池SOC-OCV关系线性区间及DCIR-SOC关系线性区间中的交叉区间的电压变化，即变化电压ΔV与电池的老化前容量ΔQ0或电池的老化后容量ΔQ成正比例的特性，可以在只建立出厂SOC-OCV关系的前提下，对电池SOH做出准确估计。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，首先确定电池的SOC处于交叉区间且电流I处于电流区间，能够在电池充电或放电过程中，获取电池老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
可选地，电池为铅酸电池或镍镉电池或镍氢电池或锂离子二次电池。
还应理解，本发明实施例中的电池还可以拓展至电池组，还可在BMS上进行一些改进，比如设定电子开关，将电池组中的部分模组或单体电池进行分时隔离，并采用本发明的检测电池健康状态的方法逐一对电池SOH进行判断，识别过早老化电池，以便于提前预警或更换。
具体地，本发明实施例的检测电池健康状态的方法可以如图2所示，该方法200可以包括：
S210，判断电池SOC、电流I是否处于限定范围。
在S210中，当判断电池SOC、电流I不处于限定范围，则执行S270，结束电池SOH的在线检测；当判断电池SOC、电流I处于限定范围，则执行S220，对电流I进行时间上的积分，计算电池的老化后容量ΔQ。
应理解，在限定范围内，电池SOC处于SOC-OCV线性区域和DCIR-SOC的线性区域的交集，即交叉区间，该交叉区间可以根据电池的材料确定，在限定范围内，电流I处于该交叉区间对应的电流区间，上文已经对此做了详细介绍，这里不再赘述。
应理解，判断电池SOC、电流I是否处于限定范围可以是判断电池SOC是否处于交叉区间，电流I是否处于交叉区间对应的电流区间。
具体地，首先，可以确定电池SOC是否处于SOC-OCV关系的线性区域。对于正负极材料不同的电池，其SOC-OCV关系线性区域不同。例如，如图3所示为NCA-石墨电池的SOC-OCV关系，可以看出SOC-OCV线性区域为40％-100％SOC；其次，可以确定DCIR是否处于DCIR-SOC的线性区域。DCIR-SOC的线性区域不仅与电池类型有关，而且与充电或放电电流有关。例如，如图4所示为NCA-石墨电池的DCIR-SOC关系，当充电或放电电流在0.2C-2C之间，DCIR-SOC线性区域为30％-90％SOC。
应理解，对于NCA-石墨电池来说，同时满足SOC-OCV关系与DCIR-SOC关系的具有线性关系的交叉部分的SOC为40％-90％，交叉部分对应的电流I为0.2C-2C，因此，本发明技术方案在该交叉区间内实施。
应理解，SOC-OCV关系和DCIR-SOC关系可以是出厂电池SOC-OCV关系和出厂电池DCIR-SOC关系。
具体地，当启动SOH诊断程序时，时间计为t1，SOC计为SOC1，电流计为I1，端电压计为Vt1。如果在线判断电池SOC和电流I处于该交叉区域，例如对于NCA-石墨电池，若40％≤SOC1≤90％，0.2C≤I1≤2C，则对接下来的充电或放电过程的电流进行积分，否则，结束SOH诊断流程。
S220，对充电或放电过程中的电流进行积分，计算电池的老化后容量ΔQ。
应理解，在S220中，若判断电池SOC、电流I处于限定范围，则对电池进行充电或放电，并且对充电或放电过程中的电流进行积分，计算电池的老化后容量ΔQ。
S230，判断电池SOC和电流I是否处于限定范围。
在S230中，在电池充电或放电Δt时间之后，判断电池SOC、电流I是否还处于限定范围，该限定范围与S210中限定范围相同，这里不再赘述。
S240，若电池SOC和电流I处于限定范围，确定电池的老化后容量ΔQ和变化电压ΔV。
应理解，在启动SOH诊断程序，并电池经充电或放电Δt后，时间计为t2，SOC计为SOC2，电流计为I2，端电压计为Vt2。此时，若SOC2和I2仍处于交叉区间，例如，NCA-石墨电池，即为若满足SOC-OCV与DCIR-SOC具有线性关系的交叉部分，即40％≤SOC2≤90％，0.2C≤I2≤2C，则终止对电流I进行积分，同时确定电池的老化后容量ΔQ和变化电压ΔV。否则执行S270，结束SOH的在线检测。
应理解，终止对电流I进行积分的同时，可以结束电池的充电或放电过程，也可以不结束电池的充电或放电过程，本发明对此不做任何限制。
其中，电池的老化后容量ΔQ，变化电压ΔV可以分别由以下公式(1)和公式(2)确定：
ΔV＝|Vt2-Vt1| (2)
S250，根据变化电压ΔV，确定对应的电池的老化前容量ΔQ0。
在S250中，根据变化电压ΔV，可以从出厂电池SOC-OCV关系中查找对应的电池的老化前容量ΔQ0。
应理解，在线检测的Vt1，Vt2与电池OCV之间可以存在以下关系，如公式(3)和公式(4)：
Vt1＝OCV1-I1RDCI (3)
Vt2＝OCV2-I2RDCI (4)
其中，RDCI为电池内阻，OCV1为充电或放电起始时刻的OCV，OCV2为充电或放电过程中终止电流积分时刻的OCV。
应理解，在公式(3)、(4)中，当电池放电时，电流I取正，当电池充电时，电流I取负。
在上述确定的限定范围内，保证了SOC-OCV与DCIR-SOC均存在线性关系，对于公式(3)和公式(4)可知，当I1＝I2时，可以获得如下关系，如公式(5)：
因此，可直接从出厂电池SOC-OCV关系中得到电池的老化前容量ΔQ0，具体方法如下：在满足上述交叉区域内的出厂电池SOC-OCV关系上，如图5所示，任意截取与变化电压ΔV相等的ΔOCV，并根据该段对应的ΔSOC0计算出电池的老化前容量ΔQ0，ΔQ0＝Q0×ΔSOC0，其中，Q0为电池出厂时的初始容量。
应理解，出厂电池SOC-OCV关系很容易在电池装配之前获取，并预埋入电池管理系统中。
还应理解，由于在线性区域内，电池老化前与老化后的SOC-OCV关系是一致的，还可以从老化后的SOC-OCV关系上，得到电池的老化前容量ΔQ0。
S260，计算并更新当前的SOH。
在S260中，电池当前SOH可由以下公式(6)计算：
S270，结束。
应理解，若在S210和S230中判断电池SOC、电流I不处于限定范围，则结束对电池SOH的在线检测。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的方法，首先确定电池的SOC处于交叉区间且电流I处于电流区间内，能够在电池充电或放电过程中，获取电池的老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
上述图1和图2详细的描述了本发明实施例的检测电池健康状态的方法，下面将介绍本发明实施例的检测电池健康状态的装置和电池管理系统。
图6是本发明实施例的检测电池健康状态的装置的示意图。如图6所示，装置300包括：
判断单元310，用于判断电池的当前SOC是否处于电池的SOC-OCV关系的线性区间和DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于交叉区间对应的电流区间。
充放电单元320，用于判断单元310判断若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电。
数据处理单元330，用于确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；根据电池的老化前容量ΔQ0和老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
应理解，SOC-OCV和DCIR-SOC的交叉区间如上述，这里不再赘述
可选地，该装置300还可以包括：
存储单元340，用于预先存储电池SOC-OCV关系、电池DCIR-SOC关系和电池SOH等。
应理解，存储单元340，还可以用于存储交叉区间内的电流区间。
检测单元350，用于在线检测电池的电压V、电流I、充电或放电时间Δt等。
可选地，数据处理单元330还用于，在充放电单元320对电池充电或放电Δt时间后，判断单元310判断若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流I处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV，并对充电或放电过程中的电流进行积分以确定电池的老化后容量ΔQ。
可选地，数据处理单元330还用于：根据出厂电池SOC-OCV关系，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
可选地，当电池的正极为三元材料，负极为石墨时，交叉区间内的SOC为40％-90％，且电流区间内电流I为0.2C-2C。
可选地，电池为铅酸电池或镍镉电池或镍氢电池或锂离子二次电池。
应理解，这里的装置300以功能单元的形式体现。这里的术语“单元”可以指应用特有集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称“ASIC”)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选例子中，本领域技术人员可以理解，装置300可以用于执行上述方法实施例对应的各个流程和/或步骤，为避免重复，在此不再赘述。
因此，本发明的实施例的检测电池健康状态的装置，首先确定电池的SOC处于交叉区间且电流I处于电流区间内，能够在电池充电或放电过程中，获取电池的老化前容量和电池的老化后容量，从而准确估算电池SOH。
图7是本发明实施例的检测电池健康状态的另一装置300。如图7所示，该装置400可以包括处理器410，处理器410用于执行指令，指令包括：
判断电池的当前荷电状态SOC是否处于电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断电池的当前电流是否处于与交叉区间对应的电流区间；
若当前SOC处于交叉区间且当前电流处于电流区间，则对电池进行充电或放电，并确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；
根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；
根据电池的老化前容量ΔQ0和电池的老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
可选地，处理器410还用于对电池充电或放电Δt时间后，若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流I处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV，并对充电或放电过程中的电流进行积分以确定电池的老化后容量ΔQ。
可选地，处理器410还用于根据出厂电池SOC-OCV关系，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
另外，该装置400还可以包括存储器420，存储器420可用于存储指令等。处理器410可以是基带处理器，通信处理器，数字信号处理器，或者专用集成电路等。处理器410用于执行存储器430所存储的指令。
应理解，装置400中的处理器410和存储器420可以通过总线系统430进行连接。
应理解，根据本发明实施例的检测电池健康状态的装置400，可对应于执行本发明实施例中的方法，并且装置中的各个的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
图8是本发明实施例的检测电池健康状态的电池管理系统的示意图。如图8所示，该系统500包括控制单元510、充放电单元520、数据处理单元530。
控制单元510，用于判断电池当前SOC是否处于电池SOC-OCV关系的线性区间和DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，且判断当前电流是否处于交叉区间对应的电流区间，并指令是否进行SOH检测。
还应理解，当电池当前SOC和当前电流不处于交叉区间和电流区间，则控制单元510指令结束SOH检测；当电池当前SOC和当前电流I分别处于交叉区间和电流区间，则控制单元510指令继续进行下一步SOH检测。
充放电单元520，用于控制单元510判断若电池当前SOC和当前电流分别处于交叉区间和电流区间，则对电池进行充电或放电。
数据处理单元530，用于确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和电池的老化后容量ΔQ；根据变化电压ΔV，确定电池的老化前容量ΔQ0；根据电池的老化前容量ΔQ0和老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
可选地，数据处理单元530，还用于充放电单元520对电池充电或放电Δt时间后，控制单元510判断若电池充电或放电后SOC处于交叉区间且充电或放电后电流I处于电流区间，则确定充电或放电过程中的变化电压ΔV和对电流I进行积分得到的电池的老化后容量ΔQ。
可选地，数据处理单元530，还用于根据出厂电池SOC-OCV关系，确定变化电压ΔV对应的电池的老化前容量ΔQ0。
可选地，该系统500还包括检测单元540、存储单元550、电池560、负载570。
应理解，存储单元550，用于预先存储电池SOC-OCV关系、电池DCIR-SOC关系和电池SOH等。
应理解，存储单元550，还可以用于存储交叉区间对应的电流区间。
检测单元540，用于在线检测电池的电压V、电流I、充电或放电时间Δt等。
该电池560还可以为电池组560，本发明对此不做限制。
还应理解，根据本发明实施例的检测电池健康状态的电池管理系统500，可对应于执行本发明实施例中的方法，并且系统中的各个的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或步骤可以用硬件、处理器执行的软件程序，或者二者的结合来实施。软件程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种检测电池健康状态的方法，其特征在于，包括：
判断电池的当前荷电状态SOC是否处于所述电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断所述电池的当前电流是否处于与所述交叉区间对应的电流区间；
若所述当前SOC处于所述交叉区间且所述当前电流处于所述电流区间，则对所述电池进行充电或放电，并确定所述充电或放电过程中的变化电压ΔV和所述电池的老化后容量ΔQ；
根据所述变化电压ΔV，确定所述电池的老化前容量ΔQ0；
根据所述电池的老化前容量ΔQ0和所述电池的老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述充电或放电过程中的变化电压ΔV和所述电池的老化后容量ΔQ，包括：
对所述电池充电或放电Δt时间后，若所述电池充电或放电后SOC处于所述交叉区间且充电或放电后电流处于所述电流区间，则确定所述充电或放电过程中的所述变化电压ΔV，并对所述充电或放电过程中的电流进行积分以确定所述电池的老化后容量ΔQ。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变化电压ΔV，确定所述电池的老化前容量ΔQ0，包括：
根据出厂电池SOC-OCV关系，确定所述变化电压ΔV对应的所述电池的老化前容量ΔQ0。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，当所述电池的正极为三元材料，负极为石墨时，所述交叉区间内的SOC为40％-90％，且所述电流区间内的电流I为0.2C-2C。
5.一种检测电池健康状态的装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断电池的当前荷电状态SOC是否处于所述电池的SOC-开路电压OCV关系的线性区间和直流内阻DCIR-SOC关系的线性区间的交叉区间，并判断所述电池的当前电流是否处于与所述交叉区间对应的电流区间；
充放电单元，用于所述判断单元判断若所述当前SOC处于所述交叉区间且所述当前电流处于所述电流区间，则对所述电池进行充电或放电；
数据处理单元，用于确定所述充电或放电过程中的变化电压ΔV和所述电池的老化后容量ΔQ；
根据所述变化电压ΔV，确定所述电池的老化前容量ΔQ0；
根据所述电池的老化前容量ΔQ0和所述电池的老化后容量ΔQ，确定电池健康状态SOH。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元还用于：
所述充放电单元对所述电池充电或放电Δt时间后，所述判断单元判断若所述电池充电或放电后SOC与充电或放电后电流分别处于所述交叉区间和所述电流区间，则确定所述充电或放电过程中的所述变化电压ΔV，并对所述充电或放电过程中的电流进行积分以确定所述电池的老化后容量ΔQ。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元还用于：
根据出厂电池SOC-OCV关系，确定所述变化电压ΔV对应的所述电池的老化前容量ΔQ0。
8.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，当所述电池的正极为三元材料，负极为石墨时，所述交叉区间内SOC为40％-90％，且所述电流区间内电流I为0.2C-2C。
9.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求5-8中任一项所述的装置。
10.如权利要求9所述的电池管理系统，其特征在于，所述系统还包括电池、充放电单元和负载。
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