CN109541490A - 电池的寿命估算方法、系统及车辆 - Google Patents

电池的寿命估算方法、系统及车辆 Download PDF

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刘国刚
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Abstract

本发明公开了一种电池的寿命估算方法、系统及车辆。其中，电池的寿命估算方法，包括以下步骤：计算电池的容量衰减率；根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值；根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。本发明的电池的寿命估算方法，可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。

Description

电池的寿命估算方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电池的寿命估算方法、系统及车辆。
背景技术
电动汽车越来越多，动力电池对电动汽车至关重要，随着充放电次数的增长，动力电池会发生衰减，当衰减到一定程度(例如：动力电池的寿命终点通常被定义为容量衰减到初始容量的80％)，时，电池被认为是不可继续使用，需要进行维护和更换。为了能够更清晰更直观的了解电池的寿命，需要对电池寿命进行预测，通过提前预估电池包的寿命，可以提前了解电池的状态，进行必要的保养，以期减少衰减，及时进行维修。
相关技术中，电池的寿命预测主要可通过物理模型和数据模型等形式进行预估。其中，物理模型主要是对电池使用过程的电流条件、功率条件、原材料特性等方面内容来预测电池的寿命。数据模型是从例如电压、温度、时间和阻抗等方面进行分析，通过统计分析的方法来预测电池的剩余寿命。为了建立一个准确的数据模型，需要分析多个因素，并进行复杂的运算，例如：对电池寿命的预测主要是综合考虑电池特性和使用环境。在寿命预测的研究过程中，研究人员会充分利用电池模型，但是电池模型需用建立多维参数，并对每一个参数进行详细定义，这是一向很复杂的工作，其预测结果往往与实际情况存在较大的差别，即：预测结果并不准确。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电池的寿命估算方法。该方法可以准确地估算出电池的寿命。
本发明的第二个目的在于提出一种电池的寿命估算系统。
本发明的第二个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面公开了一种电池的寿命估算方法，包括以下步骤：计算电池的容量衰减率；根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值；根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
根据本发明的电池的寿命估算方法，可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。
在一些示例中，所述计算电池的容量衰减率包括：计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m；将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率。
在一些示例中，还包括：获取所述电池的初始容量；根据所述电池的初始容量和预设的寿命终止系数得到所述寿命终止容量，其中，所述寿命终止系数为小于1的正数。
在一些示例中，还包括：判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值；如果是，则进行报警。
在一些示例中，在判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，还包括：判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势；如果是，则执行判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值的步骤。
本发明的第二方面公开了一种电池的寿命估算系统，包括：衰减率计算模块，用于计算电池的容量衰减率；循环次数估算模块，用于根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值，并根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
根据本发明的电池的寿命估算系统，可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命
在一些示例中，所述衰减率计算模块用于计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，并将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m。
在一些示例中，还包括：报警模块，用于判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值，并在所述电池的总循环次数预估值小于所述预设的电池寿命规格值时，进行报警。
在一些示例中，还包括：判断模块，用于在所述报警模块判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势，如果是，则向所述报警模块发送启动信号，以启动所述报警模块。
本发明的第二方面公开了一种车辆，包括：根据上述的第二方面的实施例所述的电池的寿命估算系统。该车辆可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电池的寿命估算方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的电池的寿命估算系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例所述的电池的寿命估算方法、系统及车辆。
图1是根据本发明一个实施例的电池的寿命估算方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电池的寿命估算方法，包括如下步骤：
S101：计算电池的容量衰减率。
在具体示例中，可以计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m。这样，可以将上述的阶段容量衰减率作为电池的容量衰减率。
当然，为了最终提高电池的寿命估算的准确性，减少波动的影响(例如：一次波动而导致计算的阶段容量衰减率的不准确)，在计算电池的容量衰减率的过程中，可以将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率。
从而，能够有效提高电池的容量衰减率的计算的准确性，由此，在后续计算中，可以提高电池的寿命估算的准确性。
例如：电池的容量衰减率△Q的计算如下：
△Q＝(Qn-Qn-m)/m，
其中，△Q是电池循环第n-m次到n次的容量衰减率的平均值，Qn是电池循环到n次时的电池容量，Qn-m是电池循环到n-m次时的电池容量。
在以上描述中，电池容量例如为放电容量。
S102：根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值。
其中，预设的寿命终止容量可以通过如下方式得到：
获取所述电池的初始容量，并根据所述电池的初始容量和预设的寿命终止系数得到所述寿命终止容量，其中，所述寿命终止系数为小于1的正数。
例如：寿命终止系数为0.8，电池的初始容量为Q0，则预设的寿命终止容量为Q0*80％。
需要说明的是，上述数值为0.8的寿命终止系数仅是示例性的，在其它示例中，可以改变为小于0.8的数值。
电池的剩余循环次数预估值的计算如下：
M＝(Qk-Q0*80％)/△Q，
其中，Qk是电池的第k次电池循环的电池容量，M为电池的剩余循环次数预估值。
S103：根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
假设电池已循环次数为k，则电池的总循环次数预估值N＝k+M。进而，可以根据电池的总循环次数预估值准确地判断出电池的寿命。
根据本发明实施例的电池的寿命估算方法，可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。
进一步地，电池的寿命估算方法，还包括：判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值；如果是，则进行报警。
例如：预设的电池寿命规格值为2000，则当电池的总循环次数预估值小于2000时，则说明书电池达到寿命终点，例如电池的容量已经衰减到电池的初始容量的80％，通常说明电池被认为不可继续使用，需要进行维护和更换，此时，可以快速的了解电池的状态，及时对电池进行预警，便于安排电池维护，有利于保持电池处于可控状态。
进一步地，在判断电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，还包括：判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势；如果是，则执行判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值的步骤。
例如：以三次为例，则当连续三次得到的△Q，呈现：△Q3≥△Q2≥△Q1时，说明电池的容量呈现加速下降趋势，并且呈现加快趋势，此时，如果电池的总循环次数预估值小于预设的电池寿命规格值，则需要维护电池或者更换电池，从而避免电池老化带来的不利影响。
图2是根据本发明一个实施例的电池的寿命估算系统的结构框图。如图2所示，根据本发明一个实施例的电池的寿命估算系统200，包括：衰减率计算模块210和循环次数估算模块220。
其中，衰减率计算模块210用于计算电池的容量衰减率。循环次数估算模块220用于根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值，并根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
在本发明的一个实施例中，所述衰减率计算模块210用于计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，并将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m。
在本发明的一个实施例中，还包括：报警模块(图2中没有示出)，用于判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值，并在所述电池的总循环次数预估值小于所述预设的电池寿命规格值时，进行报警。
在本发明的一个实施例中，还包括：判断模块(图2中没有示出)，用于在所述报警模块判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势，如果是，则向所述报警模块发送启动信号，以启动所述报警模块。
根据本发明实施例的电池的寿命估算系统，可以根据电池的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。
需要说明的是，本发明实施例的电池的寿命估算系统的具体实现方式与本发明实施例的电池的寿命估算方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述任意一个实施例的电池的寿命估算系统。该车辆例如为电动汽车，该车辆可以根据电池(如动力电池)的容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到电池的剩余循环次数预估值，进而，可以根据当前电池循环次数和剩余循环次数预估值准确地计算出电池的总循环次数预估值，由此，可以准确地估算出电池的寿命。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池的寿命估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算电池的容量衰减率；
根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值；
根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
2.根据权利要求1所述的电池的寿命估算方法，其特征在于，所述计算电池的容量衰减率包括：
计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m；
将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率。
3.根据权利要求1所述的电池的寿命估算方法，其特征在于，还包括：
获取所述电池的初始容量；
根据所述电池的初始容量和预设的寿命终止系数得到所述寿命终止容量，其中，所述寿命终止系数为小于1的正数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池的寿命估算方法，其特征在于，还包括：
判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值；
如果是，则进行报警。
5.根据权利要求4所述的电池的寿命估算方法，其特征在于，在判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，还包括：
判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势；
如果是，则执行判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值的步骤。
6.一种电池的寿命估算系统，其特征在于，包括：
衰减率计算模块，用于计算电池的容量衰减率；
循环次数估算模块，用于根据所述容量衰减率、当前电池循环的电池容量和预设的寿命终止容量得到所述电池的剩余循环次数预估值，并根据当前电池循环次数和所述剩余循环次数预估值得到所述电池的总循环次数预估值。
7.根据权利要求6所述的电池的寿命估算系统，其特征在于，所述衰减率计算模块用于计算电池循环第n-m次的电池容量到电池循环第n次的电池容量时的阶段容量衰减率，并将先后多次计算到的阶段容量衰减率的平均值作为所述电池的容量衰减率，其中，所述n和m均大于或等于3且所述n大于m。
8.根据权利要求6或7所述的电池的寿命估算系统，其特征在于，还包括：
报警模块，用于判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值，并在所述电池的总循环次数预估值小于所述预设的电池寿命规格值时，进行报警。
9.根据权利要求8所述的电池的寿命估算系统，其特征在于，还包括：
判断模块，用于在所述报警模块判断所述电池的总循环次数预估值是否小于预设的电池寿命规格值之前，判断先后多次计算到的阶段容量衰减率是否呈下降趋势，如果是，则向所述报警模块发送启动信号，以启动所述报警模块。
10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求6-9任一项所述的电池的寿命估算系统。
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