CN109375115B - 基于算法的铅酸蓄电池soh估计方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法和装置。所述方法包括：计算铅酸蓄电池的健康状态基础值；当铅酸蓄电池进行核容试验时，获取铅酸蓄电池中每个单体电池的电压；根据每个单体电池的电压，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值：获取铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值；根据每个单体电池的内阻值计算铅酸蓄电池的内阻偏差值；获取铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据；根据温度的历史数据计算铅酸蓄电池的温度偏差值；根据健康状态基础值、单体电压偏差值、内阻偏差值和温度偏差值，计算铅酸蓄电池的SOH。这样，能够从多方面综合地评定出铅酸蓄电池的健康状态，方法简单，准确性高。

Description

基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法和装置

技术领域

本公开涉及蓄电池维护领域，具体地，涉及一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法和装置。

背景技术

蓄电池的健康状态(Section Of Health，SOH)为蓄电池满充容量相对额定容量的百分比，反映了蓄电池当前的容量能力。蓄电池的SOH在新出厂时为100％，随着蓄电池使用时间的增大而逐渐减小。

在相关技术中，有一些计算蓄电池SOH的方法。例如，二次脉冲法等。在车辆、家电等用电设备中，对于蓄电池的使用通常是对其进行充放电的循环，可以使用常用的计算方法得到SOH值。而像变电站、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)中的蓄电池长期处于浮充使用的状态，常用的估算算法并不适合于计算这种长期处于浮充使用状态的蓄电池的SOH。

UPS中的蓄电池多为铅酸蓄电池，变电站中也常用铅酸蓄电池。密封铅蓄电池的内阻是较为复杂的，它包含了电池的欧姆内阻、浓差极化内阻、电化学反应内阻以及双层电容充电时的干扰作用，并且，用不同的测试方法和不同时刻测得的内阻值也不相同。另外，密封铅蓄电池内阻值与电池容量之间并没有观察到有严格的数学关系，因此，单纯应用内阻值来表征SOH有较大的误差。

发明内容

本公开的目的是提供一种简便、有效的、基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法和装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法。所述方法包括：计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值；当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的电压；根据每个单体电池的电压，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值；获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值；根据每个单体电池的内阻值计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值；获取所述铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据；根据所述温度的历史数据计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值；根据所述健康状态基础值、所述单体电压偏差值、所述内阻偏差值和所述温度偏差值，计算所述铅酸蓄电池的SOH。

可选地，所述计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值的步骤包括：当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池的放电电流和放电时间；根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，C₀为所述铅酸蓄电池的额定电荷容量，I(t)为所述放电电流I随时间t变化的函数，t₀为所述放电时间。

可选地，所述根据每个单体电池的电压，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值的步骤包括：根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，V_i(t)为第i个单体电池的电压V随时间t变化的函数，V_i′(t)为V_i(t)对时间t的导数，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长。

可选地，所述根据每个单体电池的电压，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值的步骤包括：根据以下公式，分别将每个单体电池的在预定的第一时长和预定的第二时长之间电压对时间的曲线进行拟合：

根据以下公式，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长，α_i、β_i为拟合参数，Mum(|α_q|＞|α_i|＞|α_p|)为拟合参数α_i满足|α_q|＞|α_i|＞|α_p|的单体电池的数量，Mum(|α_i|≥|α_q|)为拟合参数α_i满足|α_i|≥|α_q|的单体电池的数量，|·|为绝对值符号，γ₁，γ₂为权值系数，α_p为第一阈值、α_q为第二阈值。

可选地，α_p满足以下条件：

可选地，所述根据每个单体电池的内阻值计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值的步骤包括：根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值：

其中，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，r_i为第i个单体电池的内阻值，r₀为参考内阻值，Num(r_i＞r₀)为内阻值大于r₀的单体电池的数量，a₁，a₂为权值系数。

可选地，r₀满足以下条件：

可选地，所述根据所述温度的历史数据计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值的步骤包括：根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值：

其中，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，m为所述温度的历史数据的数量，T_j为所述温度的历史数据中的第j个数据，T₀为温度阈值。

可选地，所述根据所述健康状态基础值、所述单体电压偏差值、所述内阻偏差值和所述温度偏差值，计算所述铅酸蓄电池的SOH的步骤包括：根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的SOH：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，S为所述铅酸蓄电池的SOH，b₁，b₂，b₃，b₄为权值系数。

本公开还提供一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计装置。所述装置包括：第一计算模块，用于计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值；第一获取模块，用于当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的电压；第二计算模块，用于根据每个单体电池的电压，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值；第二获取模块，用于获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值；第三计算模块，用于根据每个单体电池的内阻值计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值；第三获取模块，用于获取所述铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据；第四计算模块，用于根据所述温度的历史数据计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值；第五计算模块，用于根据所述健康状态基础值、所述单体电压偏差值、所述内阻偏差值和所述温度偏差值，计算所述铅酸蓄电池的SOH。

通过上述技术方案，附加考虑了铅酸蓄电池中单体电池的内阻、所处环境的温度、以及核容试验时单体电池的电压的变化的因素，来分析计算出铅酸蓄电池的SOH。这样，能够从多方面综合地评定出铅酸蓄电池的健康状态，方法简单，准确性高。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的铅酸蓄电池SOH的估计方法的流程图；

图2是一示例性实施例提供的一单体电池的电压曲线图；

图3是一示例性实施例提供的铅酸蓄电池SOH的估计装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开中的算法，可以应用于变电站或UPS的铅酸蓄电池，以解决铅酸蓄电池长期处于浮充使用状态下SOH估计不准确的问题。图1是一示例性实施例提供的铅酸蓄电池SOH的估计方法的流程图。如图1所示，所述方法可以包括以下步骤。

在步骤S11中，计算铅酸蓄电池的健康状态基础值。

在步骤S12中，当铅酸蓄电池进行核容试验时，获取铅酸蓄电池中每个单体电池的电压。

在步骤S13中，根据每个单体电池的电压，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值。

在步骤S14中，获取铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值。

在步骤S15中，根据每个单体电池的内阻值计算铅酸蓄电池的内阻偏差值。

在步骤S16中，获取铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据。

在步骤S17中，根据温度的历史数据计算铅酸蓄电池的温度偏差值。

在步骤S18中，根据健康状态基础值、单体电压偏差值、内阻偏差值和温度偏差值，计算铅酸蓄电池的SOH。

首先，健康状态基础值可以是根据常用的方法确定的铅酸蓄电池的SOH值。例如，根据自适应神经网络模糊推理系统直接对当前铅酸蓄电池的SOH进行预测。或者，根据相同型号铅酸蓄电池在不同使用时长时对应的SOH历史值，统计得到SOH值与使用时长之间的曲线关系，在该曲线中查找出与当前铅酸蓄电池的使用时长对应的SOH值，作为当前铅酸蓄电池的健康状态基础值。

单体电压偏差值为核容试验时，根据铅酸蓄电池的单体电压变化确定的、能够反映实际SOH偏离上述基础值程度的值。相似地，内阻偏差值为根据铅酸蓄电池的单体电池的内阻值确定的、能够反映实际SOH偏离上述基础值程度的值。温度偏差值为根据铅酸蓄电池所处环境的温度确定的、能够反映实际SOH偏离上述基础值程度的值。

在步骤S12中，核容试验是为了发现蓄电池容量的缺陷，通过对铅酸蓄电池进行核对性放电的试验。例如，用I10恒流放电，当铅酸蓄电池电压下降到20V时，停止放电。通常放电以后还要及时进行充电，并且进行多次核对性放电。

在放电过程中，可以采用直接测量的方法，每隔预定的周期(例如，10分钟)检测每个单体电池的电压，并针对每个单体电池作出电压随时间变化的曲线图。图2是一示例性实施例提供的一单体电池的电压曲线图。如图2所示，放电时长在2-7小时内，该单体电池的电压随时间的下降率较稳定。

铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值可以通过在在放电过程中，根据检测的电流和电压计算获得。

铅酸蓄电池可以由几十个，甚至可以由多达上百个单体电池组成。每一个单体电池都对铅酸蓄电池整体的性能有一定的贡献。一方面，核容试验时，每个单体电池的电压下降率都可以部分地体现铅酸蓄电池的SOH。例如，铅酸蓄电池的单体电压偏差值可以确定为全部单体电池电压下降率的平均值与理想电压下降率的差值。理想电压下降率可以由经验或预先在预定的温度环境下试验得出。

另一方面，铅酸蓄电池单体电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高。电阻值越高，则说明蓄电池越老化。每个单体电池的电阻值都可以部分地体现铅酸蓄电池的SOH。例如，铅酸蓄电池的内阻偏差值可以确定为全部单体电池内阻值的平均值与参考内阻值的差值。参考内阻值可以由经验或预先在预定的温度环境下试验得出。

又一方面，环境温度过高或者过低都会对铅酸蓄电池的使用寿命有影响。例如，温度过高导致铅酸蓄电池失水速度加快，加速了铅酸蓄电池以干涸方式失效。铅酸蓄电池在使用过程中所处环境的温度对铅酸蓄电池的SOH具有一定的影响，因此，环境温度的历史数据可以部分地体现铅酸蓄电池的SOH。例如，铅酸蓄电池的温度偏差值可以确定为温度的历史数据的平均值与理想温度的差值。理想温度例如可以设置为23℃。

综上所述，由于铅酸蓄电池中单体电池的内阻、铅酸蓄电池所处环境的温度、以及核容试验时单体电池的电压的变化，都能够在一定程度上反映铅酸蓄电池的健康状况，因此，计算铅酸蓄电池的SOH时，可以在健康状态基础值上，增加考虑上述因素，分别计算出单体电压偏差值、内阻偏差值和温度偏差值，根据上述各个值，计算确定出当前酸蓄电池的SOH。这样，能够从多方面综合地评定出铅酸蓄电池的健康状态，方法简单，准确性高。

可以理解的是，上述步骤中，计算健康状态基础值的步骤S11、计算单体电压偏差值的步骤(包括步骤S12和步骤S13)、计算内阻偏差值的步骤(包括步骤S14和步骤S15)、计算温度偏差值的步骤(包括步骤S16和步骤S17)这四者的顺序，可以是任意的顺序。图1中仅示出了一种实施例。

在另一实施例中，计算铅酸蓄电池的健康状态基础值的步骤(步骤S11)可以包括：

当铅酸蓄电池进行核容试验时，获取铅酸蓄电池的放电电流和放电时间；根据以下公式计算铅酸蓄电池的健康状态基础值：

其中，S₁为铅酸蓄电池的健康状态基础值，C₀为铅酸蓄电池的额定电荷容量，I(t)为放电电流I随时间t变化的函数，t₀为放电时间。上述公式(1)中，通过估算出整个放电过程中铅酸蓄电池放出的电荷量。可以将此电荷量与铅酸蓄电池的额定电荷容量C₀之比确定为该铅酸蓄电池的健康状态基础值S₁。

该实施例中，通过将放电电流对时间积分的方法，确定铅酸蓄电池放出的电荷量，使得由此确定的健康状态基础值能够较准确地体现铅酸蓄电池的健康状态，从而准确地计算出SOH。

由于铅酸蓄电池是由多个单体电池组成，而且不同的铅酸蓄电池，其单体电池的组合方式各异。如果所有单体电池的性能是完全相同的，则整个铅酸蓄电池的性能能够容易地确定出来，但这只是理想的情况。实际上，就算是同一批次生产的单体电池，仍可能具有较大的性能差异，并且差异可能体现在不同的方面。此外，受到铅酸蓄电池组装结构的影响，处于不同位置的单体电池，其散热特性有较大的差异。因此，多种原因会导致铅酸蓄电池内的单体电池在使用过程中的老化速度不相同。单体电池之间差异越大，对整个铅酸蓄电池的老化速度越大。例如，串联连接的单体电池组成的电池组中，其容量受最小容量的限制。

在又一实施例中，在图1的基础上，根据每个单体电池的电压，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值的步骤(步骤S13)可以包括：

根据以下公式计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，V_i(t)为第i个单体电池的电压V随时间t变化的函数，V_i′(t)为V_i(t)对时间t的导数，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长。

该实施例中，单体电池的电压V随时间t变化的函数对时间t的导数，也就是单体电池的电压的下降率，即V-t曲线的斜率。为全部单体电池电压下降率的平均值。上述公式(2)，单体电压偏差值S₂体现了铅酸蓄电池中的单体电池在放电的第一时长t₁和第二时长t₂之间，电压下降率的差异性。S₂值越大，可以说明单体电池的电压下降率的差异越大，单体电池之间差异越大，铅酸蓄电池的SOH越小。

其中，第一时长t₁和第二时长t₂可以根据经验设置为铅酸蓄电池能够稳定放电的时间，例如，t₁为2小时，t₂为6小时。

因此，该实施例中，通过计算核容试验时单体电池的电压下降率的差异，确定铅酸蓄电池单体电池之间的差异程度，使得由此确定的单体电压偏差值能够较准确地体现铅酸蓄电池的健康状态，从而准确地计算出SOH。

在另一实施例中，在图1的基础上，根据每个单体电池的电压，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值的步骤(步骤S13)可以包括：

根据以下公式(3)，分别将每个单体电池的在预定的第一时长和预定的第二时长之间电压对时间的曲线进行拟合：

根据以下公式，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长，α_i、β_i为拟合参数，Mum(|α_q|＞|α_i|＞|α_p|)为拟合参数α_i满足|α_q|＞|α_i|＞|α_p|的单体电池的数量，Mum(|α_i|≥|α_q|)为拟合参数α_i满足|α_i|≥|α_q|的单体电池的数量，|·|为绝对值符号，γ₁，γ₂为权值系数，α_p为第一阈值、α_q为第二阈值。

在公式(3)中，将t₁和t₂之间电压对时间的曲线拟合为斜率为α_i的一条直线。每个单体电池对应的斜率为该单体电池的电压下降率。如果全部单体电池的电压下降率相同，则为最理想的情况。

在公式(4)中，为电压下降率的绝对值在|α_p|和|α_q|之间的单体电池的占比，为电压下降率大于或等于|α_q|的单体电池的占比。α_p可以根据试验或经验设置为理论上的电压下降率，当单体电池的电压下降率为α_p时，可以认为是比较正常电压下降率。当单体电池的电压下降率为α_q时，可以认为是老化程度较高或性能较差时的电压下降率。

当一个单体电池电压下降率与其他单体电池电压下降率相比，差异较大时，该差异性会较大程度地影响铅酸蓄电池的SOH。可以设定γ₁＜γ₂。

在优选的实施例中，α_p满足以下条件：

根据公式(5)，单体电池电压下降率的第一阈值α_p为全部单体电池电压下降率的平均值，这样，计算出的单体电压偏差值能够更加准确地体现单体电池电压下降率的偏差值。

在又一实施例中，根据每个单体电池的内阻值计算铅酸蓄电池的内阻偏差值的步骤(步骤S15)可以包括：

根据以下公式计算铅酸蓄电池的内阻偏差值：

其中，S₃为铅酸蓄电池的内阻偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，r_i为第i个单体电池的内阻值，r₀为参考内阻值，Num(r_i＞r₀)为内阻值大于r₀的单体电池的数量，a₁，a₂为权值系数。

在公式(6)中，为全部单体电池内阻的平均值，体现了铅酸蓄电池中的单体电池内阻值的差异性。该值越大，可以说明单体电池的内阻值的差异越大，则铅酸蓄电池的SOH越小。

r₀可以为r_i的平均值，即：

为内阻值大于r₀的单体电池的占比，该占比越大，则单体电池的内阻值的差异越大，铅酸蓄电池的SOH越小。

在又一实施例中，在图1的基础上，根据温度的历史数据计算铅酸蓄电池的温度偏差值的步骤(步骤S17)包括：

根据以下公式计算铅酸蓄电池的温度偏差值：

其中，S₄为铅酸蓄电池的温度偏差值，m为温度的历史数据的数量，T_j为温度的历史数据中的第j个数据，T₀为温度阈值。

对于铅酸蓄电池来说，较佳的环境温度为20℃-25℃。环境温度过高或者过低都会对铅酸蓄电池的使用寿命有影响。在铅酸电池的使用过程中，其所经历的环境温度，对SOH具有一定的影响。

在公式(8)中，体现了全部m个温度的历史数据整体上偏离T₀的程度。该值越大，可以说明对SOH的影响大，铅酸蓄电池的为SOH越小。其中，温度的历史数据的数量m随时间越均匀分布，则计算的SOH越准确。例如，在铅酸蓄电池使用过程中，每一个月采集一次环境温度并记录，作为温度的历史数据。

T₀作为一个温度对比的标准，可以是变化的。根据公式(8)，当环境温度大于25℃时，该标准为25℃，当环境温度小于20℃时，该标准为20℃，当环境温度在20℃-25℃之间时，该标准即为环境温度本身。可以体现出，当环境温度在20℃-25℃之间时，铅酸蓄电池的温度偏差值S₄＝0，即认为环境温度对铅酸蓄电池的SOH并没有额外的影响。这样，计算出的温度偏差值能够较准确地体现SOH受环境温度的影响。

在又一实施例中，在图1的基础上，根据健康状态基础值、单体电压偏差值、内阻偏差值和温度偏差值，计算铅酸蓄电池的SOH的步骤(步骤S18)可以包括：

根据以下公式计算铅酸蓄电池的SOH：

其中，S₁为铅酸蓄电池的健康状态基础值，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，S₃为铅酸蓄电池的内阻偏差值，S₄为铅酸蓄电池的温度偏差值，S为铅酸蓄电池的SOH，b₁，b₂，b₃，b₄为权值系数。

由上，单体电压偏差值S₂、内部偏差值S₃、温度偏差值S₄增大时，铅酸蓄电池的SOH减小，因此，可以简单地将SOH与这三者的关系以公式(9)中的关系来体现。其中，可以在根据多次试验得出S₁、S₂、S₃、S₄时，根据公式(9)拟合出权值系数b₁、b₂、b₃、b₄。

在本公开的又一实施例中，还可以考虑铅酸蓄电池的单体电压偏差值S₂、内阻偏差值S₃和温度偏差值S₄这三者中的任意一者或两者，并结合铅酸蓄电池的健康状态基础值S₁来计算铅酸蓄电池的SOH。例如，可以根据以下公式(10)计算铅酸蓄电池的SOH：

或者，可以根据以下公式(11)计算铅酸蓄电池的SOH：

或者，可以根据以下公式(12)计算铅酸蓄电池的SOH：

或者，可以根据以下公式(13)计算铅酸蓄电池的SOH：

或者，可以根据以下公式(14)计算铅酸蓄电池的SOH：

或者，可以根据以下公式(15)计算铅酸蓄电池的SOH：

本公开还提供一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计装置。图3是一示例性实施例提供的铅酸蓄电池SOH的估计装置的框图。如图3所示，铅酸蓄电池SOH的估计装置10包括第一计算模块11、第一获取模块12、第二计算模块13、第二获取模块14、第三计算模块15、第三获取模块16、第四计算模块17和第五计算模块18。

第一计算模块11用于计算铅酸蓄电池的健康状态基础值。

第一获取模块12用于当铅酸蓄电池进行核容试验时，获取铅酸蓄电池中每个单体电池的电压。

第二计算模块13用于根据每个单体电池的电压，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值。

第二获取模块14用于获取铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值。

第三计算模块15用于根据每个单体电池的内阻值计算铅酸蓄电池的内阻偏差值。

第三获取模块16用于获取铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据。

第四计算模块17用于根据温度的历史数据计算铅酸蓄电池的温度偏差值。

第五计算模块18用于根据健康状态基础值、单体电压偏差值、内阻偏差值和温度偏差值，计算铅酸蓄电池的SOH。

可选地，第一计算模块11包括获取子模块和第一计算子模块。

获取子模块用于当铅酸蓄电池进行核容试验时，获取铅酸蓄电池的放电电流和放电时间。

第一计算子模块用于根据以下公式计算铅酸蓄电池的健康状态基础值：

其中，S₁为铅酸蓄电池的健康状态基础值，C₀为铅酸蓄电池的额定电荷容量，I(t)为放电电流I随时间t变化的函数，t₀为放电时间。

可选地，第二计算模块13包括第二计算子模块。

第二计算子模块用于根据以下公式计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，V_i(t)为第i个单体电池的电压V随时间t变化的函数，V_i′(t)为V_i(t)对时间t的导数，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长。

可选地，第二计算模块13包括拟合子模块和第三计算子模块。

拟合子模块用于根据以下公式，分别将每个单体电池的在预定的第一时长和预定的第二时长之间电压对时间的曲线进行拟合：

第三计算子模块用于根据以下公式，计算铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长，α_i、β_i为拟合参数，Mum(|α_q|＞|α_i|＞|α_p|)为拟合参数α_i满足|α_q|＞|α_i|＞|α_p|的单体电池的数量，Mum(|α_i|≥|α_q|)为拟合参数α_i满足|α_i|≥|α_q|的单体电池的数量，|·|为绝对值符号，γ₁，γ₂为权值系数，α_p为第一阈值、α_q为第二阈值。

可选地，α_p满足以下条件：

可选地，第三计算模块15包括第四计算子模块。

第四计算子模块用于根据以下公式计算铅酸蓄电池的内阻偏差值：

其中，S₃为铅酸蓄电池的内阻偏差值，n为铅酸蓄电池中单体电池的数量，r_i为第i个单体电池的内阻值，r₀为参考内阻值，Num(r_i＞r₀)为内阻值大于r₀的单体电池的数量，a₁，a₂为权值系数。

可选地，r₀满足以下条件：

可选地，第四计算模块17包括第五计算子模块。

第五计算子模块用于根据以下公式计算铅酸蓄电池的温度偏差值：

其中，S₄为铅酸蓄电池的温度偏差值，m为温度的历史数据的数量，T_j为温度的历史数据中的第j个数据，T₀为温度阈值。

可选地，第五计算模块18包括第六计算子模块。

第六计算子模块用于根据以下公式计算铅酸蓄电池的SOH：

其中，S₁为铅酸蓄电池的健康状态基础值，S₂为铅酸蓄电池的单体电压偏差值，S₃为铅酸蓄电池的内阻偏差值，S₄为铅酸蓄电池的温度偏差值，S为铅酸蓄电池的SOH，b₁，b₂，b₃，b₄为权值系数。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

通过上述技术方案，附加考虑了铅酸蓄电池中单体电池的内阻、所处环境的温度、以及核容试验时单体电池的电压的变化的因素，来分析计算出铅酸蓄电池的SOH。这样，能够从多方面综合地评定出铅酸蓄电池的健康状态，方法简单，准确性高。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (4)

1.一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计方法，其特征在于，所述方法包括：

当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池的放电电流和放电时间；

根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，C₀为所述铅酸蓄电池的额定电荷容量，I(t)为所述放电电流I随时间t变化的函数，t₀为所述放电时间；

当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的电压；

根据以下公式，分别将每个单体电池的在预定的第一时长和预定的第二时长之间电压对时间的曲线进行拟合：

根据以下公式，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长，α_i、β_i为拟合参数，Mum(|α_q|＞|α_i|＞|α_p|)为拟合参数α_i满足|α_q|＞|α_i|＞|α_p|的单体电池的数量，Mum(|α_i|≥|α_q|)为拟合参数α_i满足|α_i|≥|α_q|的单体电池的数量，|·|为绝对值符号，γ₁，γ₂为权值系数，α_p为第一阈值、α_q为第二阈值；

获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值；

根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值：

其中，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，r_i为第i个单体电池的内阻值，r₀为参考内阻值，Num(r_i＞r₀)为内阻值大于r₀的单体电池的数量，a₁，a₂为权值系数；

获取所述铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据；

根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值：

其中，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，m为所述温度的历史数据的数量，T_j为所述温度的历史数据中的第j个数据，T₀为温度阈值；

根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的SOH：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，S为所述铅酸蓄电池的SOH，b₁，b₂，b₃，b₄为权值系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，α_p满足以下条件：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，r₀满足以下条件：

4.一种基于算法的铅酸蓄电池SOH估计装置，其特征在于，所述装置包括：

第一计算模块，用于计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值；

第一获取模块，用于当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的电压；

第二计算模块，用于根据每个单体电池的电压，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值；

第二获取模块，用于获取所述铅酸蓄电池中每个单体电池的内阻值；

第三计算模块，用于根据每个单体电池的内阻值计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值；

第三获取模块，用于获取所述铅酸蓄电池所处环境的温度的历史数据；

第四计算模块，用于根据所述温度的历史数据计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值；

第五计算模块，用于根据所述健康状态基础值、所述单体电压偏差值、所述内阻偏差值和所述温度偏差值，计算所述铅酸蓄电池的SOH，

其中，所述第一计算模块包括：

获取子模块，用于当所述铅酸蓄电池进行核容试验时，获取所述铅酸蓄电池的放电电流和放电时间；

第一计算子模块，用于根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的健康状态基础值：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，C₀为所述铅酸蓄电池的额定电荷容量，I(t)为所述放电电流I随时间t变化的函数，t₀为所述放电时间，

所述第二计算模块包括：

拟合子模块，用于根据以下公式，分别将每个单体电池的在预定的第一时长和预定的第二时长之间电压对时间的曲线进行拟合：

第三计算子模块，用于根据以下公式，计算所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值：

其中，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，t₁为预定的第一时长，t₂为预定的第二时长，α_i、β_i为拟合参数，Mum(|α_q|＞|α_i|＞|α_p|)为拟合参数α_i满足|α_q|＞|α_i|＞|α_p|的单体电池的数量，Mum(|α_i|≥|α_q|)为拟合参数α_i满足|α_i|≥|α_q|的单体电池的数量，|·|为绝对值符号，γ₁，γ₂为权值系数，α_p为第一阈值、α_q为第二阈值，

所述第三计算模块包括：

第四计算子模块，用于根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的内阻偏差值：

其中，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，n为所述铅酸蓄电池中单体电池的数量，r_i为第i个单体电池的内阻值，r₀为参考内阻值，Num(r_i＞r₀)为内阻值大于r₀的单体电池的数量，a₁，a₂为权值系数，

所述第四计算模块包括：

第五计算子模块，用于根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的温度偏差值：

其中，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，m为所述温度的历史数据的数量，T_j为所述温度的历史数据中的第j个数据，T₀为温度阈值，

所述第五计算模块包括：

第六计算子模块，用于根据以下公式计算所述铅酸蓄电池的SOH：

其中，S₁为所述铅酸蓄电池的健康状态基础值，S₂为所述铅酸蓄电池的单体电压偏差值，S₃为所述铅酸蓄电池的内阻偏差值，S₄为所述铅酸蓄电池的温度偏差值，S为所述铅酸蓄电池的SOH，b₁，b₂，b₃，b₄为权值系数。