CN111098756A - 一种电动汽车寿命管理方法及系统 - Google Patents

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邓晓光
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    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明公开了一种电动汽车寿命管理方法及系统。本发明涉及的一种电动汽车寿命管理方法，包括步骤：S11.获取电池组循环寿命的SOH值；S12.获取电池组日历寿命的SOH值；S13.将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。本发明可以更加精准的得到电池系统的SOH值，且有效延长电芯寿命和电池系统安全。

Description

一种电动汽车寿命管理方法及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车寿命管理方法及系统。
背景技术
随着能源与环境问题的日益突出，新能源技术的呼声越来越高，发展电动汽车已是大势所趋。而电池的寿命影响着电动汽车的寿命。
一般来讲，电池的寿命在出厂时就已经决定了，但是在使用过程中发现，往往达不到理想的年限，电池就出现了问题，这就需要我们在实际使用过程中，采取一些措施来保护电池，延长使用寿命。
目前衡量电池寿命的标准一般为健康状态 (SOH）。
SOH全称是State of Health，是指蓄电池容量、健康度、性能状态，简单的说是电池使用一段时间后，性能参数与标称参数的比值，新出厂电池为100%，完全报废为0%。是电池从满充状态下以一定的倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值。简单的理解为电池的极限容量大小。
针对每种电芯的SOH估算方式基本大同小异，现有的SOH值估算方案，大多依赖开路电压(Open Circuit Voltage，OCV)数据或电压曲线数据估算SOH值，实际这些数据、曲线也存在误差，尤其是电池老化后，误差也变大。因此，导致SOH值估算结果误差较大。
发明内容
发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电动汽车寿命管理方法及系统，可以更加精准的得到电池系统的SOH值，且有效延长电芯寿命和电池系统安全。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种电动汽车寿命管理方法，包括步骤：
S1.获取电池组循环寿命的SOH值；
S2.获取电池组日历寿命的SOH值；
S3.将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
进一步的，所述步骤S1还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子。
进一步的，所述步骤S1中获取电池组循环寿命的SOH值是通过循环次数线性查表得到的。
进一步的，所述步骤S2中获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表得到的。
进一步的，所述循环次数的计算方式为：循环次数=累积放电量/标称容量。
相应的，还提供一种电动汽车寿命管理系统，包括：
第一获取模块，用于获取电池组循环寿命的SOH值；
第二获取模块，用于获取电池组日历寿命的SOH值；
叠加模块，用于将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
进一步的，所述第一获取模块还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子。
进一步的，所述第一获取模块中获取电池组循环寿命的SOH值是通过循环次数线性查表得到的。
进一步的，所述第二获取模块中获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表得到的。
进一步的，所述循环次数的计算方式为：循环次数=累积放电量/标称容量。
与现有技术相比，本发明可以更加精准的得到电池系统的SOH值，且有效延长电芯寿命和电池系统安全；从而在电动汽车电池系统生命周期中，能够更好的保证纯电动汽车的使用性和安全性，提升续航里程，有效的延长电动汽车的使用时间。
附图说明
图1是实施例一提供的一种电动汽车寿命管理方法流程图；
图2是实施例三提供的一种电动汽车寿命管理系统结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种电动汽车寿命管理方法及系统。
实施例一
本实施例提供一种电动汽车寿命管理方法，如图1所示，包括步骤：
S11.获取电池组循环寿命的SOH值；
S12.获取电池组日历寿命的SOH值；
S13.将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
在本实施例中，获取电池组循环寿命及日历寿命的SOH值具体为获取电芯循环寿命及日历寿命的SOH值。
影响电芯寿命的因素为过放、过充；过充包含过流充电和过电压充电；结合SOH和电芯特性，本实施例在放电截止电压、充电电流、充电截止电压上优化。
放电截止电压、充电电流、充电截止电压对电芯寿命影响大小为：过放＞充电过流>充电过压。
一般情况下为了保证工况（NEDC）续航不会调整充电上限，而是在放电截止条件和充电电流上面优化。
在步骤S11中，获取电池组循环寿命的SOH值。
在本实施例中，还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子，其目的是使SOH估算值接近实际值。
在本实施例中，电池组循环寿命的SOH值是根据循环次数线性查表的方式得出循环寿命SOH值；其中，循环次数=累积放电量/标称容量。本实施例考虑老化因子影响，老化因子与放电时的温度有关，25℃老化因子最小，高温低温老化因子也会加大。
老化因子是根据当前温度下电池到80%SOH时的循环次数与25℃到80% SOH的循环次数的比值的倒数得到的，老化因子的作用在循环寿命上，直观看就是寿命加速了。比如：50℃下电池组到80%SOH只能运行800个循环，常温下可以运行1200个循环，高温加速老化因子就是1200/800=1.5。
放电过程中，安时积分是实时的，再乘以老化因子，老化因子是变动的。例如：40℃上升到50℃。那么老化因子也会随之实时变化 (以平均温度计算) 。
本实施例举例说明电池组的循环寿命：
若25℃时的老化因子为1；50℃时的老化因子为1.5。
25℃时电池包放电放出100AH的电量，则计算累计放电容量时为：老化因子1乘以放出的电量100AH得到累计放电容量为100Ah；
50℃时电池包放电放出100AH的电量，则计算累计放电容量时为：老化因子1.5乘以放出的电量100AH得到累计放电容量为150Ah。
由上可以得到：温度越高，循环一次的效果相当于常温下循环1.5次。
在步骤S12中，获取电池组日历寿命的SOH值。
获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表的方式估算出日历寿命SOH值。
在步骤S13中，将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
电池系统的SOH值的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，SOH（hour）表示电池组在不同日历寿命下的健康状态情况；SOH（TC dchg ）表示已放电总容量（循环寿命）对电池寿命的影响。主任两个数据在软件中通过MAP实现。SOH在每次上电时会更新。
高温老化可以通过加速老化的概念在TC dchg 中体现，老化加速率通过实验数据得到。
与现有技术相比，本实施例可以更加精准的得到电池系统的SOH值。
实施例二
本实施例提供的一种电动汽车寿命管理方法与实施例一不同之处在于：
本实施例提供一种电动汽车寿命提升优化的方法。
放电下限：Vmax（最高单体电压）、Vmin(最低单体电压)，在维持电压上限不变的情况下，放电下限根据SOH设置Vmin为Vmax-(Vmax-Vmin)*SOH，新设置的Vmin不能大于满足NEDC续航的最小电压。
充电电流：主要是快充电流，在之前快充电流的基础上乘以SOH即I(dc-charge)*SOH； I(dc-charge)需大于满足30min内电池SOC30%快充至80%的最小电流。
本实施例有效延长电芯寿命和电池系统安全；从而在电动汽车电池系统生命周期中，能够更好的保证纯电动汽车的使用性和安全性，提升续航里程，有效的延长电动汽车的使用时间。
实施例三
本实施例提供一种电动汽车寿命管理系统，如图2所示，包括：
第一获取模块11，用于获取电池组循环寿命的SOH值；
第二获取模块12，用于获取电池组日历寿命的SOH值；
叠加模块13，用于将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
在本实施例中，获取电池组循环寿命及日历寿命的SOH值具体为获取电芯循环寿命及日历寿命的SOH值。
影响电芯寿命的因素为过放、过充；过充包含过流充电和过电压充电；结合SOH和电芯特性，本实施例在放电截止电压、充电电流、充电截止电压上优化。
放电截止电压、充电电流、充电截止电压对电芯寿命影响大小为：过放＞充电过流>充电过压。
一般情况下为了保证工况（NEDC）续航不会调整充电上限，而是在放电截止条件和充电电流上面优化。
在第一获取模块11中，获取电池组循环寿命的SOH值。
在本实施例中，还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子，其目的是使SOH估算值接近实际值。
在本实施例中，电池组循环寿命的SOH值是根据循环次数线性查表的方式得出循环寿命SOH值；其中，循环次数=累积放电量/标称容量。本实施例考虑老化因子影响，老化因子与放电时的温度有关，25℃老化因子最小，高温低温老化因子也会加大。
老化因子是根据当前温度下电池到80%SOH时的循环次数与25℃到80% SOH的循环次数的比值的倒数得到的，老化因子的作用在循环寿命上，直观看就是寿命加速了。比如：50℃下电池组到80%SOH只能运行800个循环，常温下可以运行1200个循环，高温加速老化因子就是1200/800=1.5。
放电过程中，安时积分是实时的，再乘以老化因子，老化因子是变动的。例如：40℃上升到50℃。那么老化因子也会随之实时变化 (以平均温度计算) 。
本实施例举例说明电池组的循环寿命：
若25℃时的老化因子为1；50℃时的老化因子为1.5。
25℃时电池包放电放出100AH的电量，则计算累计放电容量时为：老化因子1乘以放出的电量100AH得到累计放电容量为100Ah；
50℃时电池包放电放出100AH的电量，则计算累计放电容量时为：老化因子1.5乘以放出的电量100AH得到累计放电容量为150Ah。
由上可以得到：温度越高，循环一次的效果相当于常温下循环1.5次。
在第二获取模块12中，获取电池组日历寿命的SOH值。
获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表的方式估算出日历寿命SOH值。
在叠加模块13中，将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
电池系统的SOH值的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
其中，SOH（hour）表示电池组在不同日历寿命下的健康状态情况；SOH（TC dchg ）表示已放电总容量（循环寿命）对电池寿命的影响。主任两个数据在软件中通过MAP实现。SOH在每次上电时会更新。
高温老化可以通过加速老化的概念在TC dchg 中体现，老化加速率通过实验数据得到。
与现有技术相比，本实施例可以更加精准的得到电池系统的SOH值。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动汽车寿命管理方法，其特征在于，包括步骤：
S1.获取电池组循环寿命的SOH值；
S2.获取电池组日历寿命的SOH值；
S3.将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车寿命管理方法，其特征在于，所述步骤S1还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车寿命管理方法，其特征在于，所述步骤S1中获取电池组循环寿命的SOH值是通过循环次数线性查表得到的。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车寿命管理方法，其特征在于，所述步骤S2中获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表得到的。
5.根据权利要求3所述的一种电动汽车寿命管理方法，其特征在于，所述循环次数的计算方式为：循环次数=累积放电量/标称容量。
6.一种电动汽车寿命管理系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电池组循环寿命的SOH值；
第二获取模块，用于获取电池组日历寿命的SOH值；
叠加模块，用于将获取到的电池组循环寿命的SOH值以及电池组日历寿命的SOH值通过叠加得到电池系统的SOH值。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车寿命管理系统，其特征在于，所述第一获取模块还包括在电池组循环寿命中加入受高温、低温变化的老化因子。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车寿命管理系统，其特征在于，所述第一获取模块中获取电池组循环寿命的SOH值是通过循环次数线性查表得到的。
9.根据权利要求6所述的一种电动汽车寿命管理系统，其特征在于，所述第二获取模块中获取电池组日历寿命的SOH值是根据出厂时间线性查表得到的。
10.根据权利要求8所述的一种电动汽车寿命管理系统，其特征在于，所述循环次数的计算方式为：循环次数=累积放电量/标称容量。
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