CN108663626A - 一种动力电池soh的预测方法 - Google Patents

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卜凡涛
周秀田
洪燕
马德仁
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Abstract

本发明公开了一种动力电池SOH的预测方法，包括如下步骤：获取动力电池不同容量下双脉冲测试中第二次脉冲电压跌落值△V2的电压跌落值获取步骤；利用最小二次乘法建立电池现有容量倒数Cnow与电压跌落值△V2的关系曲线的曲线建立步骤；利用计算电池健康状态SOH的经典方法计算此时SOH值的SOH计算步骤。当计算获得电池健康状态SOH<80％时，则需要及时对电池系统进行维护以免引起里程降低等问题，有效预算评估获得电池健康状态，更有效的保证电池的续航里程数，提高电池使用寿命及车辆续航可靠里程数，提示车辆市场竞争力。

Description

一种动力电池SOH的预测方法
技术领域
本发明涉及一种动力电池健康管理，尤其是涉及一种动力电池健康状态的预测估算。
背景技术
随着新能源汽车的不断增加与使用普及，人们也开始把目光转向对新能源汽车所用电池系统健康状态的研究。电池系统是新能源汽车的核心部分，如果电池系统受到损伤，那么新能源汽车的续航里程也将大大减少。为了评估电池系统的健康状态，电池管理系统(BMS)必须引入对电池健康状态(SOH)的估算，
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种当电池健康状态SOH小于设定值时需要对电池系统进行维护以免引起续航里程降低，提高动力电池SOH估算精度的动力电池SOH的预测方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种动力电池SOH的预测方法，其特征在于：包括如下步骤
获取动力电池不同容量下双脉冲测试中第二次脉冲电压跌落值△V2的电压跌落值获取步骤；
利用最小二次乘法建立电池现有容量倒数Cnow与电压跌落值△V2的关系曲线的曲线建立步骤；
利用计算电池健康状态SOH的经典方法计算此时SOH值的SOH计算步骤。
当计算获得电池健康状态SOH<80％时，则需要及时对电池系统进行维护以免引起里程降低等问题，有效预算评估获得电池健康状态，更有效的保证电池的续航里程数，提高电池使用寿命及车辆续航可靠里程数，提示车辆市场竞争力。
作为优选，在曲线建立步骤前，还具有选定好脉冲电流，进行电池全寿命周期的Cnow和△V2实验，并记录每一次Cnow和△V2值的全寿命周期实验步骤；记录形式以△V2为曲线横坐标，Cnow记为曲线纵坐标。提高电池寿命曲线的建立完整有效性。
作为优选，所述的SOH值的经典算式为：式中Qnow为动力电池此时的容量，也即1/Cnow；Qini为动力电池初始的容量。
作为优选，全寿命周期实验步骤的实验参数记录按如下步骤进行：
a.选择一组刚出厂的动力电池，记录电池的初始容量；
b.静置时间不少于8小时使得动力电池趋于稳定状态；
c.加载第一个脉冲电流，通过图1可见到一个电压跌落△V1，此电压跌落与Cnow关系不大。脉冲结束后电压会有个回升；
d.加载第二个脉冲电流，通过图1可见到第二个电压跌落△V2，此时记录下△V2；
e.通过放电容量法对此动力电池进行容量测试，可得到Cnow；
f.循环2--5进行多次试验，记录试验结果，记录形式为(△V2，Cnow)；
g.运用最小二乘法寻找得到Cnow和△V2的关系曲线。
提高电池寿命周期实验参数记录的线性反映关系有效性。
本发明的有益效果是：当计算获得电池健康状态SOH<80％时，则需要及时对电池系统进行维护以免引起里程降低等问题，有效预算评估获得电池健康状态，更有效的保证电池的续航里程数，提高电池使用寿命及车辆续航可靠里程数，提示车辆市场竞争力。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明一种动力电池SOH的预测方法中的双脉冲电流测试示意图。
具体实施方式
图1所示的脉冲测试中，一种动力电池SOH的预测方法，包括如下步骤
获取动力电池不同容量下双脉冲测试中第二次脉冲电压跌落值△V2的电压跌落值获取步骤；
利用最小二次乘法建立电池现有容量倒数Cnow与电压跌落值△V2的关系曲线的曲线建立步骤；
利用计算电池健康状态SOH的经典方法计算此时SOH值的SOH计算步骤。在曲线建立步骤前，还具有选定好脉冲电流，进行电池全寿命周期的Cnow和△V2
实验，并记录每一次Cnow和△V2值的全寿命周期实验步骤；记录形式以△V2
为曲线横坐标，Cnow记为曲线纵坐标。
SOH值的经典算式为：式中Qnow为动力电池此时的容量，也即1/Cnow；Qini为动力电池初始的容量。
全寿命周期实验步骤的实验参数记录按如下步骤进行：
a.选择一组刚出厂的动力电池，记录电池的初始容量；
b.静置时间不少于8小时使得动力电池趋于稳定状态；
c.加载第一个脉冲电流，通过图1可见到一个电压跌落△V1，此电压跌落与Cnow关系不大。脉冲结束后电压会有个回升；
d.加载第二个脉冲电流，通过图1可见到第二个电压跌落△V2，此时记录下△V2；
e.通过放电容量法对此动力电池进行容量测试，可得到Cnow；
f.循环2--5进行多次试验，记录试验结果，记录形式为(△V2，Cnow)；
g.运用最小二乘法寻找得到Cnow和△V2的关系曲线。
而运用最小二乘法寻找Cnow和△V2的线性关系Cnow＝α+β×ΔV2的步骤如下：
设回归直线方程的表达式为：
y＝a+bx 式(1)
假设点yi和a+bxi的偏差为di，即：
最佳结果是d1＝d2＝...＝di＝0，但测量点不可能都在线上，为了使结果向最佳结果靠近，即使得|d1|+|d2|+...+|dn|为最小。为了计算方便，可设的值最小。
设
D对a的一阶偏导为：
D对b的一阶偏导为：
为求最小值，可令一阶偏导为0，即：
这时，假设：
将式(8)(9)代入式(6)可得
将式(8)(10)(11)代入式(7)可得
将式(12)和式(13)联合求解得：
将式(14)和式(15)代入式(1)即可得到回归方程。
即：α＝a；
β＝b；
其中，式(14)和式(15)中的x即为△V2，y即为Cnow。至此，我们得到了Cnow和△V2的关系曲线。
至此为了计算此时的SOH，还需用到计算SOH的经典方法：
其中，Qnow为动力电池此时的容量，也即1/Cnow；Qini为动力电池初始的容量。
以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种动力电池SOH的预测方法，其特征在于：包括如下步骤
获取动力电池不同容量下双脉冲测试中第二次脉冲电压跌落值△V2的电压跌落值获取步骤；
利用最小二次乘法建立电池现有容量倒数Cnow与电压跌落值△V2的关系曲线的曲线建立步骤；
利用计算电池健康状态SOH的经典方法计算此时SOH值的SOH计算步骤。
2.按照权利要求1所述的动力电池SOH的预测方法，其特征在于：在曲线建立步骤前，还具有选定好脉冲电流，进行电池全寿命周期的Cnow和△V2实验，并记录每一次Cnow和△V2值的全寿命周期实验步骤；记录形式以△V2为曲线横坐标，Cnow记为曲线纵坐标。
3.按照权利要求1所述的动力电池SOH的预测方法，其特征在于：所述的SOH值的经典算式为：式中Qnow为动力电池此时的容量，也即1/Cnow；Qini为动力电池初始的容量。
4.按照权利要求2所述的动力电池SOH的预测方法，其特征在于：全寿命周期实验步骤的实验参数记录按如下步骤进行：
a.选择一组刚出厂的动力电池，记录电池的初始容量；
b.静置时间不少于8小时使得动力电池趋于稳定状态；
c.加载第一个脉冲电流，通过图1可见到一个电压跌落△V1，此电压跌落与Cnow关系不大。脉冲结束后电压会有个回升；
d.加载第二个脉冲电流，通过图1可见到第二个电压跌落△V2，此时记录下△V2；
e.通过放电容量法对此动力电池进行容量测试，可得到Cnow；
f.循环2--5进行多次试验，记录试验结果，记录形式为(△V2，Cnow)；
g.运用最小二乘法寻找得到Cnow和△V2的关系曲线。
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