CN113960480A - 一种动力电池soh的估算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池SOH的估算方法，包括：采集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测；预先设置满足测试条件下的标准容量C标，并将采集的充放电容量C测与预先设置的标准容量C标相除后得到SOH，SOH＝100％*C测/C标。本发明的优点在于：可以做到考虑电池的实际使用情况来计算得到SOH值并能够兼顾准确性和计算快速简单；不需要硬件成本，只需要将方案以软件集成在BMS中即可实现。

Description

一种动力电池SOH的估算方法
技术领域
本发明涉及电池监控领域，特别涉及一种动力电池的SOC的监控、估算方 法。
背景技术
电池管理系统(BMS)主要起着对电池进行功能和安全管理的作用，具体功 能包括：电压采集、电流采集、温度采集、故障报警、SOC估算、SOH估算、绝 缘检测等，而SOH(State of Hea lth)估算又是BMS功能中最复杂又最难的项 目之一。
一般现有技术中SOH的估算方法是：BMS根据单体电芯的循环测试数据，利 用循环次数和SOH进行一一对应。比如某电池标准充放电2000次后容量保持率 为80％，BMS计算电池的累计充放电容量，累计充放电容量除以额定容量得出 电池充放电次数，根据次数对应相应的SOH，如0次对应100％SOH，1000次对应 90％SOH，2000次对应80％SOH等等。这种方式虽然可以快速的得到SOH值，但是 没有考虑电池的实际运行状态，存在较大的误差，如何在考虑准确度和简单快 速计算的情况下得到SOH是电池管理中需要考虑的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种动力电池SOH的估算方 法，用于通过该方法可以做到考虑电池的实际使用情况来计算得到SOH值并能 够兼顾准确性和计算快速简单。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种动力电池SOH的估算 方法，包括：
采集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测；预先设置满足测试条 件下的标准容量C标，并将采集的充放电容量C测与预先设置的标准容量C标相除 后得到SOH，SOH＝100％*C测/C标。
所述方法还包括启动检测步骤：BMS实时监控电池的充放电状态，当电池处 于充放电状态时，检测动力电池是否满足SOH计算的测试条件，当满足时，采 集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测。
满足SOH计算的测试条件为当检测到动力电池的充放电起始条件与预先标 定测试标准容量C标时的动力电池充放电起始条件一致时，判断满足SOH计算的 测试条件。
预先标定测试标准容量C标包括放电状态下的C标放，在动力电池出厂前，设 置测试温度、放电开始电压、放电结束电压三个测试条件，并记录在测试温度 下，由设置的放电开始电压放电至放电结束电压时所放电的容量作为C标放，在 动力电池工作时，当电池处于放电状态，且放电温度等于测试温度，则记录动 力电池由放电开始电压放电至放电结束电压阶段的放电容量C测放，SOH＝100％*C测放/C标放。
在计算从放电开始电压至放电结束电压阶段的放电容量时，当达到放电开 始电压后开始记录放电容量，至监测到电压等于放电结束电压且持续设定时间 后，停止记录放电容量，并将开始至停止结算计算得到的放电容量作为C标放或C 测 放。
预先标定测试标准容量C标包括充电状态下的C标充，在动力电池出厂前，设 置测试温度、充电倍率、充电开始电压、充电结束电压四个标准测试条件，并 记录在设置的标准测试温度、充电倍率下，由设置的充电开始电压充电至充电 结束电压时所充电的容量作为C标充，在动力电池工作时，当电池处于充电状态， 且放电温、充电倍率均与设置的测试温度、充电倍率相同时，则记录动力电池 由充电开始电压充电至充电结束电压阶段的充电容量C测充，SOH＝100％*C测充/C标充。
采用BMS对充放电状态、充放电电量、SOH进行采集、计算。
本发明的优点在于：可以做到考虑电池的实际使用情况来计算得到SOH值 并能够兼顾准确性和计算快速简单；不需要硬件成本，只需要将方案以软件集 成在BMS中即可实现；采用充放电在一定范围内的充放电电量与标准电量做比 值估算出SOH，结果准确且可以兼顾多种情况，必须要电池每次充放电截至就可 以做到对于SOH的估算，更加快速简单且兼顾准确性。
具体实施方式
下面通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的 说明。
一种动力电池SOH的估算方法，采用预先标定的方式将从一个电压充电、 放电至另一个电压时的参数以及容量记录，当电池在使用时一旦满足与预先标 定的参数相同时，记录从一个电压充放电至另一个电压的容量，然后进行比值 的方式获取SOH，这种方式可以简单快速且兼顾准确性的方式来进行SOH的估算， 具体包括：采集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测；预先设置满足 测试条件下的标准容量C标，并将采集的充放电容量C测与预先设置的标准容量C 标相除后得到SOH，SOH＝100％*C测/C标。
BMS实时监控电池的充放电状态，当电池处于充放电状态时，检测动力电池 是否满足SOH计算的测试条件，当满足时，采集动力电池的在满足测试条件下 的充放电容量C测。满足SOH计算的测试条件为当检测到动力电池的充放电起始 条件与预先标定测试标准容量C标时的动力电池充放电起始条件一致时，判断满 足SOH计算的测试条件。
预先标定测试标准容量C标包括放电状态下的C标放，在动力电池出厂前，设 置测试温度、放电开始电压、放电结束电压三个测试条件，并记录在测试温度 下，由设置的放电开始电压放电至放电结束电压时所放电的容量作为C标放，在 动力电池工作时，当电池处于放电状态，且放电温度等于测试温度，则记录动 力电池由放电开始电压放电至放电结束电压阶段的放电容量C测放，SOH＝100％*C测放/C标放。
在计算从放电开始电压至放电结束电压阶段的放电容量时，当达到放电开 始电压后开始记录放电容量，至监测到电压等于放电结束电压且持续设定时间 后，停止记录放电容量，并将开始至停止结算计算得到的放电容量作为C标放或C 测 放。
预先标定测试标准容量C标包括充电状态下的C标充，在动力电池出厂前，设 置测试温度、充电倍率、充电开始电压、充电结束电压四个标准测试条件，并 记录在设置的标准测试温度、充电倍率下，由设置的充电开始电压充电至充电 结束电压时所充电的容量作为C标充，在动力电池工作时，当电池处于充电状态， 且放电温、充电倍率均与设置的测试温度、充电倍率相同时，则记录动力电池 由充电开始电压充电至充电结束电压阶段的充电容量C测充，SOH＝100％*C测充/C标充。 采用BMS对充放电状态、充放电电量、SOH进行采集、计算。
本专利的SOH算法包括充电法估算和放电法估算，主要目的是在充放电时 设置标准的充放电温度、电流等参数以及设置的开始电压结束电压，然后计算 出在标准参数下开始电压至结束电压的容量，然后将采集的容量与预先标定的 在相同参数下的开始电压至结束电压阶段的容量比值作为SOH，具体如下：
1.充电法估算SOH
2.1原理：当前某一充电电压范围内的充电容量与出厂时相同的充电电压 范围内的充电容量的比值得出SOH值(温度和充电电流相同)。
2.1方法举例
1)充电电流完全相同。
如某磷酸铁锂电池在25～40℃时，出厂时以0.5C从3.4V充电到3.6V的容 量为100Ah，当前以0.5C从3.4V充电到3.6V的容量为96Ah，则估算电池的当 前SOH为96Ah/100Ah*100％＝96％。
2)充电电流大体相同。
比如某磷酸铁锂电池在25～40℃时，出厂时从3.2V快充到3.65V时充电容 量为100Ah，当前从3.2V快充到3.65V时充电容量为90Ah，则估算电池的当前 SOH为90Ah/100Ah*100％＝90％。
2.放电法估算SOH
2.1.原理：当前某一放电电压范围内的放电容量与出厂时相同的放电电压 范围内的放电容量的比值得出SOH值(温度和放电电流相同)
2.2.方法举例
例如某磷酸铁锂电池出厂时在20～40℃下，从3.65V放电到3.2V时的行车 放电容量为100Ah，当前在相同温度下，从3.65V放电到3.2V的行车放电容量 为95Ah，则估算电池的当前SOH为95Ah/100Ah*100％＝95％。
(说明：因放电时电压为动态变电压，电压不稳定，放电到3.2V时应作延 时处理，例如放电到电压低于3.2V持续60s等等。)
本专利SOH算法的优点：能实时估算电池的SOH值，即给你一个未知状态 电芯，能通过充放电性能直接估算当前SOH值；估算值误差小；原理简单。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构 思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于，包括：
采集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测；预先设置满足测试条件下的标准容量C标，并将采集的充放电容量C测与预先设置的标准容量C标相除后得到SOH，SOH＝100％*C测/C标。
2.如权利要求1所述的一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于：所述方法还包括启动检测步骤：BMS实时监控电池的充放电状态，当电池处于充放电状态时，检测动力电池是否满足SOH计算的测试条件，当满足时，采集动力电池的在满足测试条件下的充放电容量C测。
3.如权利要求2所述的一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于：满足SOH计算的测试条件为当检测到动力电池的充放电起始条件与预先标定测试标准容量C标时的动力电池充放电起始条件一致时，判断满足SOH计算的测试条件。
4.如权利要求3所述的一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于：预先标定测试标准容量C标包括放电状态下的C标放，在动力电池出厂前，设置测试温度、放电开始电压、放电结束电压三个测试条件，并记录在测试温度下，由设置的放电开始电压放电至放电结束电压时所放电的容量作为C标放，在动力电池工作时，当电池处于放电状态，且放电温度等于测试温度，则记录动力电池由放电开始电压放电至放电结束电压阶段的放电容量C测放，SOH＝100％*C测放/C标放。
5.如权利要求4所述的一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于：在计算从放电开始电压至放电结束电压阶段的放电容量时，当达到放电开始电压后开始记录放电容量，至监测到电压等于放电结束电压且持续设定时间后，停止记录放电容量，并将开始至停止结算计算得到的放电容量作为C标放或C测放。
6.如权利要求4所述的一种动力电池SOH的估算方法，其特征在于：预先标定测试标准容量C标包括充电状态下的C标充，在动力电池出厂前，设置测试温度、充电倍率、充电开始电压、充电结束电压四个标准测试条件，并记录在设置的标准测试温度、充电倍率下，由设置的充电开始电压充电至充电结束电压时所充电的容量作为C标充，在动力电池工作时，当电池处于充电状态，且放电温、充电倍率均与设置的测试温度、充电倍率相同时，则记录动力电池由充电开始电压充电至充电结束电压阶段的充电容量C测充，SOH＝100％*C测充/C标充。
7.如权利要求6所述的动力电池SOH的估算方法，其特征在于：采用BMS对充放电状态、充放电电量、SOH进行采集、计算。
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