CN108872862A - 一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩 - Google Patents
一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩。该方法包括：S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn；S2、根据额定电池容量C0和当前电池容量C得到动力电池的总循环次数x；S3、根据总循环次数x和当前循环次数xn得到动力电池的剩余使用寿命。通过实施本发明，可在电动汽车通过充放电桩充放电的过程中，获取动力电池的当前信息，结合车辆动力电池的历史数据，对动力电池的循环寿命进行比较准确的估算。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池寿命估算领域，更具体地说，涉及一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩。
背景技术
近年来，随着能源革命的发展，电动汽车作为传统汽车工业的二次革命，逐渐得到了蓬勃发展，据统计截止2017年底，全世界电动汽车保有量已突破330万辆。而我国电动汽车保有量已稳居世界第一，截止2017年底电动汽车保有量已突破160万辆。
日益增多的电池企业和汽车企业加入电动汽车的造车大军，加速了电动汽车的蓬勃发展。然而，随着更多类型的电动汽车流入市场，车辆在使用过程中出现各种问题，其中最为核心的即为电动汽车动力电池系统的动力性能。
动力电池作为电动汽车的心脏，随着车辆在使用过程中各种工况环境的考验，其动力性能会随时间发生不同程度的衰减。
我国电动汽车从2012年开始已经有相对较多的车型投放市场，目前早期投放市场的电动汽车已经使用了长达6年之久。经过多年的运行，车辆当前的电池循环寿命还有多少，是作为车主或车辆运营商特别关注的问题。市场上并无其他有效途径准确计算动力电池的剩余循环寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术无法准确计算动力电池的剩余循环寿命的缺陷，提供一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动力电池循环寿命估算方法，包括下述步骤：
S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn；
S2、根据所述额定电池容量C0和当前电池容量C得到所述动力电池的总循环次数x；
S3、根据所述总循环次数x和当前循环次数xn得到所述动力电池的剩余使用寿命。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，在上述步骤S1之后所述步骤S2之前，还包括：
S121、判断所述当前电池容量C是否在有效阈值范围内；
S122、若是，则执行所述步骤S2；
S123、若否，则执行所述步骤S1或结束检测。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，所述步骤S123包括：
S1231、若所述当前电池容量C不在所述有效阈值范围内，则发出提醒信息并检测是否接收到继续检测指令；
S1232、若是，则执行所述步骤S1；
S1233、若否，则结束检测。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，所述步骤S2包括：
S21、根据公式(1)和(2)得到所述动力电池的总循环次数x
C＝C0*ef(x) (1)
f(x)＝fn*x (2)
其中，C＝kC0，0＜k＜1，fn为第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，在所述步骤S21之前还包括：
S22、根据公式(3)和(4)得到第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数fn
f(xn)＝fn*xn (4)。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，所述步骤S1包括：
S11、充放电桩通信连接充电车辆的电池管理系统；
S12、所述充放电桩接收所述充电车辆的电池管理系统发送的所述动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。
优选地，本发明所述的动力电池循环寿命估算方法，所述步骤S3包括：
S31、根据所述总循环次数x和当前循环次数xn得到所述动力电池的剩余循环次数，进而根据所述剩余循环次数和每次循环时间得到所述动力电池的剩余使用寿命。
另，本发明还提供一种充放电桩，所述充放电桩包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；
所述计算机程序被所述处理器执行实现上述的动力电池循环寿命估算方法，得到动力电池的剩余使用寿命。
优选地，本发明所述的充放电桩，还包括与所述处理器连接、用于反馈所述动力电池的剩余使用寿命的反馈单元；
所述反馈单元为显示屏、音频播放器或指示灯中的至少一种。
实施本发明的一种动力电池循环寿命估算方法及充放电桩，具有以下有益效果：该方法包括：S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn；S121、判断当前电池容量C是否在有效阈值范围内；S122、若是，则执行步骤S2；S2、根据额定电池容量C0和当前电池容量C得到动力电池的总循环次数x；S3、根据总循环次数x和当前循环次数xn得到动力电池的剩余使用寿命。通过实施本发明，可在电动汽车通过充放电桩充放电的过程中，获取动力电池的当前信息，结合车辆动力电池的历史数据，对动力电池的循环寿命进行比较准确的估算,使用户直观获取电池剩余使用寿命，提高用户体验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种动力电池循环寿命估算方法第一实施例流程图；
图2是本发明一种动力电池循环寿命估算方法第二实施例流程图；
图3是本发明一种充放电桩的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1是本发明一种动力电池循环寿命估算方法第一实施例流程图。
首先需要说明的是，动力电池中一次完整的充电是指动力电池的SOC从0％充至100％，一次完整的放电是指SOC从100％充至0％，电池循环寿命次数可用电池完整的充放电次数进行表征。若多次充电中SOC百分比没有达到100％，则各次充电的SOC变化值进行累计，累计达到100％时，记为一次完整充电，即δSOC1+δSOC2+…δSOCN＝100％。
具体的，本实施例中动力电池循环寿命估算方法包括下述步骤：
S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。其中，动力电池的当前循环次数xn可选用动力电池的充电次数或放电次数。
优选地，本实施例的动力电池循环寿命估算方法可用于充放电桩。充电车辆包括动力电池和电池管理系统BMS，电池管理系统BMS中记录该动力电池的参数信息和历史使用数据。动力电池的参数信息包括动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C等。动力电池的历史使用数据包括动力电池的充电次数、放电次数等。进一步，步骤S1包括：
S11、充放电桩通信连接充电车辆的电池管理系统BMS。在充电车辆需要充电时，将充放电桩的充电枪头连接至充电车辆上，使充放电桩通信连接充电车辆的电池管理系统BMS，可读取电池管理系统BMS内数据；同时也建立电连接，为动力电池充电。
S12、充放电桩接收充电车辆的电池管理系统发送的动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。充放电桩与电池管理系统BMS系统建立通信连接后，充放电桩发出数据请求至电池管理系统BMS，电池管理系统BMS根据该数据请求发送动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn至充放电桩，充放电桩接收充电车辆的电池管理系统发送的动力电池的额定电池容量、当前电池容量以及当前循环次数xn。
S2、根据额定电池容量C0和当前电池容量C得到动力电池的总循环次数x。使用本实施例的预设算法处理额定电池容量C0和当前电池容量C，可得到动力电池的总循环次数x。
具体的，本实施例的动力电池循环寿命估算方法，步骤S2包括：
S21、根据公式(1)和(2)得到动力电池的总循环次数x
C＝C0*ef(x) (1)
f(x)＝fn*x (2)
其中，C＝kC0，0＜k＜1，fn为第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数。
优选地，本实施例的动力电池循环寿命估算方法，在步骤S21之前还包括：
S22、根据公式(3)和(4)得到第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数fn
f(xn)＝fn*xn (4)。
优选地，k为0.8，一般认为电池容量衰减为额定电池容量的80％时，作为充电车辆动力电池退役的节点。可以理解，k的取值可根据需要进行调整，可在0.8附近进行选择。
S3、根据总循环次数x和当前循环次数xn得到动力电池的剩余使用寿命。
具体的，通过公式(1)和(2)计算得到总循环次数x，每次充满电后的放电时间已知，则步骤S3包括
S31、根据总循环次数x和当前循环次数xn得到动力电池的剩余循环次数，进而根据剩余循环次数和每次循环时间得到动力电池的剩余使用寿命。
作为选择，可通过显示屏显示剩余使用寿命，或通过音频播放器播放剩余使用寿命，或通过指示灯的颜色或数量显示剩余使用寿命。从而使用户直观的获知动力电池可剩余使用寿命，提高用户体验。
图2是本发明一种动力电池循环寿命估算方法第二实施例流程图。
具体的，在第一实施例的基础上，本实施例中在上述步骤S1之后步骤S2之前还包括：
S121、判断当前电池容量C是否在有效阈值范围内。有效阈值范围是指电池容量有效值的下限值和上限值之间的数值。有效阈值范围的数值范围为下限值CX到上限值CY,上限值CY取值可以为100％C0--120％C0，下限值CX的取值可以为50％C0-60％C0，部分车厂的动力电池衰减较快或者标定不准确，会出现车辆动力电池富裕能量储备，使电动汽车在出厂时增加电量，因此会出现SOC超过额定的容量即120％。
S122、若当前电池容量C在有效阈值范围内，说明当前电池容量C处于有效范围内，则执行步骤S2。
S123、若当前电池容量C不在有效阈值范围内，说明当前电池容量C不在有效范围内，则执行步骤S1或结束检测。
进一步，本实施例中步骤S123包括：
S1231、若当前电池容量C不在有效阈值范围内，则发出提醒信息并检测是否接收到继续检测指令；通过发出提醒信息来提醒用户，用户根据提醒信息做出处理结果。若决定继续检测，则可通过按键或其他方式发出继续检测指令。
S1232、若接收到继续检测指令，则执行步骤S1；
S1233、若未接收到继续检测指令，则结束检测。
另，本发明还提供一种充放电桩，充放电桩包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序。计算机程序被处理器执行实现上述动力电池循环寿命估算方法，得到动力电池的剩余使用寿命。
优选地，本发明的充放电桩，还包括与处理器连接、用于反馈动力电池的剩余使用寿命的反馈单元。反馈单元包括但不限于显示屏、音频播放器或指示灯等。例如，可通过显示屏显示剩余使用寿命，或通过音频播放器播放剩余使用寿命，或通过指示灯的颜色或数量显示剩余使用寿命。从而使用户直观的获知动力电池可剩余使用寿命，提高用户体验。
以下以某一纯电动乘用车为验证对象，按照本发明的方法对其动力电池循环寿命进行预估，通过两次动力电池可剩余使用寿命估算对上述实施例进行进一步说明。
第一次估算：
S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。
S2、充放电桩获取电动汽车动力电池的额定电池容量C0为120Ah、当前循环次数x1(充电次数或放电次数)50次、当前电池容量C为119Ah。经判断，当前电池容量C属于有效阈值范围内。
根据公式(3)和(4)可得出：
x1＝50时，f1＝-1.6736×10-4。
S3、根据C0和f1的值，以当前电池容量C为80％额定电池容量C0为电池寿命节点，k为0.8，依据公式(1)和(2)进行电池循环寿命计算可得出，动力电池的总循环次数x＝1333次，减去已使用的50次，则该动力电池剩余循环次数为1283次。
第二次估算：
S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。
S2、充放电桩获取电动汽车动力电池的额定电池容量C0为120Ah、当前循环次数x2(充电次数或放电次数)100次、当前电池容量C为117.5Ah。经判断，当前电池容量C属于有效阈值范围内。
根据公式(3)和(4)即可得出：
x2＝100时，f2＝-2.1053×10-4。
S3、根据C0和f2的值，以当前电池容量C为80％额定电池容量C0为电池寿命节点，k为0.8，依据公式(1)和(2)进行电池循环寿命计算可得出，动力电池的总循环次数x＝1060次，减去已使用的100次，则该动力电池剩余循环次数为960次。
进一步，根据剩余循环次数和每次循环时间得到动力电池的剩余使用寿命。从上述两次估算过程可以看出，两次估算的结果符合性较高，说明该算法的正确性。
通过实施本发明，不对电动汽车动力电池进行拆解的情况下，在电动汽车通过充放电桩充放电的过程中，获取动力电池的当前信息，结合车辆动力电池的历史数据，对动力电池的循环寿命进行比较准确的估算。该估算过程省时高效；同时，随着定期对电动汽车动力电池进行充放电循环寿命估算的次数的累加，估算的准确性会越来越高。从而使车主或车辆运营商更为准确的了解电动汽车的动力性能。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、获取动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn；
S2、根据所述额定电池容量C0和当前电池容量C得到所述动力电池的总循环次数x；
S3、根据所述总循环次数x和当前循环次数xn得到所述动力电池的剩余使用寿命。
2.根据权利要求1所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，在上述步骤S1之后所述步骤S2之前，还包括：
S121、判断所述当前电池容量C是否在有效阈值范围内；
S122、若是，则执行所述步骤S2；
S123、若否，则执行所述步骤S1或结束检测。
3.根据权利要求2所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，所述步骤S123包括：
S1231、若所述当前电池容量C不在所述有效阈值范围内，则发出提醒信息并检测是否接收到继续检测指令；
S1232、若是，则执行所述步骤S1；
S1233、若否，则结束检测。
4.根据权利要求1所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、根据公式(1)和(2)得到所述动力电池的总循环次数x
C＝C0*ef(x) (1)
f(x)＝fn*x (2)
其中，C＝kC0，0＜k＜1，fn为第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数。
5.根据权利要求4所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，在所述步骤S21之前还包括：
S22、根据公式(3)和(4)得到第n次检测的电池容量与循环次数函数的修正系数fn
f(xn)＝fn*xn (4)。
6.根据权利要求1所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、充放电桩通信连接充电车辆的电池管理系统；
S12、所述充放电桩接收所述充电车辆的电池管理系统发送的所述动力电池的额定电池容量C0、当前电池容量C以及当前循环次数xn。
7.根据权利要求1所述的动力电池循环寿命估算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、根据所述总循环次数x和当前循环次数xn得到所述动力电池的剩余循环次数，进而根据所述剩余循环次数和每次循环时间得到所述动力电池的剩余使用寿命。
8.一种充放电桩，其特征在于，所述充放电桩包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；
所述计算机程序被所述处理器执行实现如权利要求1-7任一项所述的动力电池循环寿命估算方法，得到动力电池的剩余使用寿命。
9.根据权利要求8所述的充放电桩，其特征在于，还包括与所述处理器连接、用于反馈所述动力电池的剩余使用寿命的反馈单元；
所述反馈单元为显示屏、音频播放器或指示灯中的至少一种。
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Effective date of registration: 20210331 Address after: Room 1001, 10th floor, no.336, Songling Road, Laoshan District, Qingdao City, Shandong Province 266000 Applicant after: Qingdao teltel New Energy Technology Co.,Ltd. Applicant after: Xi'an teride lingchong New Energy Technology Co., Ltd Applicant after: Xi'an TGOOD Intelligent Charging Technology Co.,Ltd. Address before: 266000 No. 336 Songling Road, Laoshan District, Qingdao City, Shandong Province Applicant before: QINGDAO TGOOD ELECTRIC Co.,Ltd. Applicant before: Xi'an teride lingchong New Energy Technology Co., Ltd Applicant before: Xi'an TGOOD Intelligent Charging Technology Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181123 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |