CN109507609A - 一种在线估算动力电池soh的方法 - Google Patents

Abstract

一种在线估算动力电池SOH的方法，包括如下步骤：对电池包的直流内阻进行在线估算并得到新的电池内阻值；将所述新的电池内阻值与更新前的电池内阻值加权求和得到更新后的电阻值；以及根据所述更新后的电阻值计算SOH。本发明通过计算电池内阻来间接估算动力电池的健康状态SOH，实现了对于电池可用容量的在线估算。

Description

一种在线估算动力电池SOH的方法

技术领域

本发明涉及一种动力电池SOH的测算方法，特别是一种在线估算动力电池SOH的方法。

背景技术

动力电池作为电动汽车三大核心部件之一，对电动车的性能表现起着至关重要的作用。随着电池的不断使用，电池的内阻会不断增大，可用容量不断减小，当电池的可用容量降至新电池的80％时，则认为该电池包的寿命已经终了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在线估算动力电池SOH的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在线估算动力电池SOH的方法，其中，包括如下步骤：

S100、对电池包的直流内阻进行在线估算并得到新的电池内阻值；

S200、将所述新的电池内阻值与更新前的电池内阻值加权求和得到更新后的电阻值；

S300、根据所述更新后的电阻值计算SOH。

上述的在线估算动力电池SOH的方法，其中，还包括生成电池温度和SOC与所述更新后的电阻值的对应关系的二维查值表。

上述的在线估算动力电池SOH的方法，其中，还包括生成电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表。

上述的在线估算动力电池SOH的方法，其中，对电池包直流内阻的在线估算采用电流跳变法计算电池的直流内阻，进一步包括：

S101、首先确定动力电池长时间处于相对稳定状态；

S102、检测电流跳变，如果在0.5秒内电池电流变化超过100A，则认为电池有一个突然加载的放电电流；

S103、测量所述动力电池在该0.5秒内的电压及电流变化量，并根据下式计算电池的直流内阻：

其中，R_New表示计算出的新电阻值，ΔU为所述动力电池的电压变化量，ΔI为所述动力电池的电流变化量。

上述的在线估算动力电池SOH的方法，其中，所述更新后的电阻值采用如下公式计算：

R_Old*Factor_Old+R_New*Factor_New＝R_Update

其中，R_Old和R_New分别表示更新前的电阻值和更新后的电阻值，Factor_Old和Factor_New分别表示旧电阻和新电阻值所占的权重，二者之和等于1，且Factor_New远远小于Factor_Old，以保证电阻值的稳定变化。

上述的在线估算动力电池SOH的方法，其中，采用如下公式计算电阻相对新电池电阻增长的比例n：

并根据所述电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表的对应关系，得到最终的SOH值。

本发明的技术效果在于：

对于电池可用容量的在线估算几乎是不可能的，因此本发明通过计算电池内阻来间接估算动力电池的健康状态SOH，SOH表示电池可以储存电荷的能力，即电池容量。本发明利用电流跳变法估算电池直流内阻；利用旧的电阻值和新的电阻值加权求得稳定的电阻更新值；基于电池温度和SOC计算出电池内阻增长的比例；基于电池内阻变化率估算电池SOH。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的动力电池电流跳变检测曲线图；

图2为本发明一实施例的电池内阻更新计算方法示意图；

图3为本发明一实施例的标准电池内阻查询示意图；

图4为本发明一实施例的电池SOH查询示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明的在线估算动力电池SOH的方法，包括如下步骤：

步骤S100、对电池包的直流内阻进行在线估算并得到新的电池内阻值；

步骤S200、将所述新的电池内阻值与更新前的电池内阻值加权求和得到更新后的电阻值；

步骤S300、根据所述更新后的电阻值计算SOH。

本实施例中，还包括生成电池温度和SOC与所述更新后的电阻值的对应关系的二维查值表。以及生成电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表。

参见图1，图1为本发明一实施例的动力电池电流跳变检测曲线图。本实施例中，对电池包直流内阻的在线估算采用电流跳变法计算电池的直流内阻，进一步包括：

步骤S101、首先确定动力电池长时间处于相对稳定状态；

步骤S102、检测电流跳变，如果在0.5秒内电池电流变化超过100A，则认为电池有一个突然加载的放电电流；

步骤S103、测量所述动力电池在该0.5秒内的电压及电流变化量，并根据下式计算电池的直流内阻：

其中，R_New表示计算出的新电阻值，ΔU为所述动力电池的电压变化量，ΔI为所述动力电池的电流变化量。

参见图2，图2为本发明一实施例的电池内阻更新计算方法示意图。本实施例中，所述更新后的电阻值采用如下公式计算：

R_Old*Factor_Old+R_New*Factor_New＝R_Update

其中，R_Old和R_New分别表示更新前的电阻值和更新后的电阻值，Factor_Old和Factor_New分别表示旧电阻和新电阻值所占的权重，二者之和等于1，且Factor_New远远小于Factor_Old，以保证电阻值的稳定变化。

参见图3及图4，图3为本发明一实施例的标准电池内阻查询示意图，图4为本发明一实施例的电池SOH查询示意图。本实施例中，采用如下公式计算电阻相对新电池电阻增长的比例n：

并根据所述电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表的对应关系，得到最终的SOH值。

下面以一具体实施例详细说明本发明的在线估算动力电池SOH的方法：

第一步，对电池包直流内阻进行在线估算：

本发明采用电流跳变法来计算电池的直流内阻。

首先确定动力电池长时间处于相对稳定状态，如图1所示，电池在相当长的时间内(本发明选取30分钟)不存在大电流充放电(如10A以下)；

其次，检测电流跳变，如果在0.5秒内电池电流变化超过100A，则认为电池有一个突然加载的放电电流；

最后，测量这0.5秒内的电压及电流变化量，并根据下式计算电池的直流内阻。

第二步：电池内阻值更新：

上面第一步得到了新的电池内阻值，但是该值只是一次的测量值，难免会有较大误差，如果该误差较大将会造成整个BMS系统的不稳定，因此本实施例采用新电阻值与更新前的电阻值加权求和的方法得到更新后的电阻值。计算方法如图2所示：

其中，R_Old和R_New分别表示更新前的电阻值和计算出的新电阻值，Factor_Old和Factor_New分别表示旧电阻和新电阻值所占的权重，二者之和等于1，且Factor_New应远远小于Factor_Old，以保证电阻值的稳定变化。

第三步：根据电池内阻计算SOH

电池内阻与SOH之间存在一定的联系，但是电池内阻不仅跟电池的健康状况有关，还与电池温度和SOC状态有直接关系，所以必须考虑温度和SOC的影响才能准确估算SOH。

为此，通过电池离线实验生成如图3中的电阻老化比例与SOH的对应关系二维查值表，选用新电池(即SOH＝100％)进行实验，最终得到电池温度和SOC与新电池内阻的对应关系。

图3中，T_Batt表示电池温度，SOC为电池当前的荷电状态。根据式2可以得到电阻相对新电池电阻增长的老化比例n。

通过电阻老化比例与SOH的对应关系的二维查值表，即可得到最终的SOH值。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、利用电流跳变法估算电池直流内阻；

2、利用旧的电阻值和新的电阻值加权求得稳定的电阻更新值；

3、基于电池温度和SOC计算出电池内阻增长的比例；

4、基于电池内阻变化率估算电池SOH。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、对电池包的直流内阻进行在线估算并得到新的电池内阻值；

S200、将所述新的电池内阻值与更新前的电池内阻值加权求和得到更新后的电阻值；

S300、根据所述更新后的电阻值计算SOH。

2.如权利要求1所述的在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，还包括生成电池温度和SOC与所述更新后的电阻值的对应关系的二维查值表。

3.如权利要求2所述的在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，还包括生成电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表。

4.如权利要求2或3所述的在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，对电池包直流内阻的在线估算采用电流跳变法计算电池的直流内阻，进一步包括：

S101、首先确定动力电池长时间处于相对稳定状态；

S102、检测电流跳变，如果在0.5秒内电池电流变化超过100A，则认为电池有一个突然加载的放电电流；

S103、测量所述动力电池在该0.5秒内的电压及电流变化量，并根据下式计算电池的直流内阻：

其中，R_New表示计算出的新电阻值，ΔU为所述动力电池的电压变化量，ΔI为所述动力电池的电流变化量。

5.如权利要求4所述的在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，所述更新后的电阻值采用如下公式计算：

R_Old*Factor_Old+R_New*Factor_New＝R_Update

其中，R_Old和R_New分别表示更新前的电阻值和更新后的电阻值，Factor_Old和Factor_New分别表示旧电阻和新电阻值所占的权重，二者之和等于1，且Factor_New远远小于Factor_Old，以保证电阻值的稳定变化。

6.如权利要求4所述的在线估算动力电池SOH的方法，其特征在于，采用如下公式计算电阻相对新电池电阻增长的比例n：

并根据所述电池的电阻老化比例与SOH的对应关系的一维查值表的对应关系，得到最终的SOH值。