CN114089207A - 一种电池容量特征提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池容量特征提取方法，包括：获取动力电池充电过程及放电过程电流小于电流阈值且驱动电机转矩小于转矩阈值时段内，每个时刻的荷电状态、总电压、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值；基于每个时刻的荷电状态和总电压，获得总电压与荷电状态表；获得电池单体电压与荷电状态表；基于总电压与荷电状态表，获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表；基于电池单体电压与荷电状态表，获得充电容量衰减率。本发明通过车辆在不同时间周期下的充放电状态特征确定SOH_C，该SOH_C准确，依据OCV‑SOC表修正充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表，为计算SOH_R提供准确的内阻值及SOC。

Description

一种电池容量特征提取方法

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，更具体地，涉及一种电池容量特征提取方法及系统。

背景技术

动力电池是新能源汽车的重要部件，因此获知动力电池的充电过程、行驶过程以及停车过程中的数据特征是非常必要的，通常表征动力电池充电过程、行驶过程以及停车过程中的数据特征主要是电池容量特征，包括容量衰减率(SOH_C)、内阻老化(SOH_R)。但是因为动力电池老化机理复杂，影响因素众多，在动力电池使用过程中的电池容量衰减率(SOH_C)、内阻老化(SOH_R)难以估计。目前的主流的SOH_C的估算方法是基于安时积分和荷电状态(SOC)差值进行全SOC下的当前最大剩余容量估算，并由此估算电池的SOH_C，而荷电状态(SOC)是基于等效电路模型和电池初始测试参数获得的，但由于电池老化，电池的初始测试参数无法持续沿用到电池的全生命周期的SOC估算当中，因此SOC估算不准确。而电池的全生命周期SOC估算精度也决定电池SOH估算的准确度。SOH估算需要准确的提取每个时刻采样点的电流、SOC，但因为电池在生命后期其真实内阻以及容量与测试参数偏差较大以及电芯一致性变差等原因，无法取得准确的SOC，因此也无法准确计算SOH_C。

由于电池内阻跟电池温度、充放电倍率以及SOC相关性较大，且数值较小难以估算，因此目前没有成熟的的SOH_R估计算法。

因此，特别需要一种方法能准确计算SOH_C和计算SOH_R需要的准确的SOC。

发明内容

本发明的目的是提出一种方法能准确计算SOH_C和计算SOH_R需要的准确的SOC。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池容量特征提取方法，包括：获取动力电池充电过程及放电过程电流小于电流阈值且驱动电机转矩小于转矩阈值时段内，每个时刻的荷电状态、总电压、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值；基于每个时刻的荷电状态和总电压，获得总电压与荷电状态表；基于每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值，获得电池单体电压与荷电状态表；基于所述总电压与荷电状态表，获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表；基于电池单体电压与荷电状态表，获得充电容量衰减率。

优选地，通过下述步骤获得总电压与荷电状态表：以所述荷电状态为横坐标，以所述总电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和总电压标注在所述第一坐标系中；将标注的点依次连接获得第一曲线，对所述第一曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得总电压与荷电状态表。

优选地，通过下述步骤获得电池单体电压与荷电状态表：以所述荷电状态为横坐标，以所述单体电压为纵坐标绘制第二坐标系，将每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值标注在所述第二坐标系中；将标注的点依次连接获得第二曲线，对所述第二曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得电池单体电压与荷电状态表。

优选地，通过下述步骤获得充电过程的一阶内阻表：计算在不同第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压下的充电过程的一阶内阻值，其中，所述充电静态电压为停止充电或者充电前静置状态下的电压的平均值；建立所述充电过程的一阶内阻值及与其对应的第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压的第一关系表；基于所述总电压与荷电状态表，将所述充电静态电压作为总电压，获得与所述充电静态电压对应的第一修正荷电状态；将所述第一关系表中的第一初始荷电状态修改为修正荷电状态，获得充电过程的一阶内阻表。

优选地，采用下述公式计算充电过程的一阶内阻值：

其中，

为充电开始时刻一阶内阻值，

为充电结束时刻一阶内阻值，

为充电开始前一时刻电压，

为充电开始时刻电压，

为充电结束时刻电压，

为充电结束后一时刻电压，t_{charge_start-1}为充电开始前一时刻，t_{charge_start}为充电开始时刻，t_{charge_end}为充电结束时刻，t_{drive_start+1}为充电结束后一时刻，I为充电电流。

优选地，获得驾驶过程的一阶内阻表：计算在不同第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压下的驾驶过程的一阶内阻值，其中，所述驾驶静态电压为停止驾驶或者驾驶前静置状态下的电压的平均值；建立所述驾驶过程的一阶内阻值及与其对应的第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压的第二关系表；基于所述总电压与荷电状态表，将所述驾驶静态电压作为总电压，获得与所述驾驶静态电压对应的第二修正荷电状态；将所述第二关系表中的第二初始荷电状态修改为第二修正荷电状态，获得驾驶过程的一阶内阻表。

优选地，采用下述公式计算驾驶过程的一阶内阻值：

其中，

为驾驶开始时刻一阶内阻值，

为驾驶结束时刻一阶内阻值，

为驾驶开始前一时刻电压，

为驾驶开始时刻电压，

为驾驶结束时刻电压，

为驾驶结束后一时刻电压，t_{drive_start-1}为驾驶开始前一时刻，t_{drive_start}为驾驶开始时刻，t_{drive_end}为驾驶结束时刻，t_{drive_end+1}为驾驶结束后一时刻，I为放电电流。

优选地，通过下述步骤获得充电容量衰减率：基于电池单体电压与荷电状态表和充电开始前静置状态的电池单体电压最低值，确定充电开始前静置状态的荷电状态；基于电池单体电压与荷电状态表和充电结束时静置状态的电池单体电压最高值，确定充电结束后静置状态的荷电状态；基于所述动力电池每个时刻的荷电状态，确定充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻；基于所述充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻，计算充电容量衰减率。

优选地，采用下述公式计算充电容量衰减率：

其中，

为充电开始前静置状态的时刻到充电开始后静置状态的时刻的累计容量值，SOC_{charge_start}为充电开始前静置状态的荷电状态，SOC_{charge_end}为充电结束后静置状态的荷电状态，

为充电开始前静置状态的时刻，

为充电结束时静置状态，Q_now为当前电池最大可用容量，Q_ini为电池初始最大可用容量，SOH_c1为充电容量衰减率，i为电流。

优选的，采用下述公式计算放电容量衰减率：

其中，SOH_c2为放电容量衰减率，M_{drive_end}为驾驶结束里程，M_{drive_start}为驾驶开始里程，M_NEDC为里程续航。

本发明的有益效果在于：本发明的电池容量特征提取方法不需要电池在上车前的测试数据，只通过行车数据，通过车辆在不同时间周期下的充放电状态特征确定SOH_C，该SOH_C准确，依据OCV-SOC表修正充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表，为计算SOH_R提供准确的内阻值及SOC。

本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的流程图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的总电压与荷电状态表图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的电池单体电压与荷电状态表图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的又一流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的一种电池容量特征提取方法，包括：获取动力电池充电过程及放电过程电流小于电流阈值且驱动电机转矩小于转矩阈值时段内，每个时刻的荷电状态、总电压、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值；基于每个时刻的荷电状态和总电压，获得总电压与荷电状态表；基于每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值，获得电池单体电压与荷电状态表；基于总电压与荷电状态表，获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表；基于电池单体电压与荷电状态表，获得充电容量衰减率。

具体的，截取所有充电过程及放电过程电流<0.1C且驱动电机转矩<20Nm的字段，记录该字段的SOC、总电压、电池单体电压最低值、电池单体电压最高值。通过整体数据遍历，获得不同SOC下的总电压OCV表和单体电压OCV表，即总电压与荷电状态表和电池单体电压与荷电状态表，记为“总电压SOC-OCV表”和“电池单体电压SOC-OCV表”。通过计算获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表后，根据充电静置电压和驾驶静置电压，基于总电压SOC-OCV表，获得修正后的SOC，进而修改充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表中的SOC。通过电池单体电压SOC-OCV表，获得充电开始前静置状态的荷电状态和充电结束后静置状态的荷电状态，计算获得充电容量衰减率。

根据示例性的实施方式，电池容量特征提取方法不需要电池在上车前的测试数据，只通过行车数据，通过车辆在不同时间周期下的充放电状态特征确定SOH_C，该SOH_C准确，依据OCV-SOC表修正充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表，为计算SOH_R提供准确的内阻值及SOC。

作为优选方案，通过下述步骤获得总电压与荷电状态表：以荷电状态为横坐标，以总电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和总电压标注在第一坐标系中；将标注的点依次连接获得第一曲线，对第一曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得总电压与荷电状态表，也叫作“总电压SOC-OCV表”。

具体的，截取所有充电过程及放电过程电流<0.1C且驱动电机转矩<20Nm的字段，记录该字段的SOC、总电压、电池单体电压最低值、电池单体电压最高值。通过整体数据遍历，获得不同SOC下的总电压OCV，以荷电状态为横坐标，以总电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和总电压标注在第一坐标系中，将标记的点连成曲线，对曲线进行拟合，获得曲线的拟合关系，根据拟合关系，生成总电压与荷电状态表。

作为优选方案，通过下述步骤获得电池单体电压与荷电状态表：以荷电状态为横坐标，以单体电压为纵坐标绘制第二坐标系，将每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值标注在第二坐标系中；将标注的点依次连接获得第二曲线，对第二曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得电池单体电压与荷电状态表。

具体的，截取所有充电过程及放电过程电流<0.1C且驱动电机转矩<20Nm的字段，记录该字段的SOC、总电压、电池单体电压最低值、电池单体电压最高值。通过整体数据遍历，获得不同SOC下的电池单体电压最低值和电池单体电压最高值，以荷电状态为横坐标，以电池单体电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和电池单体电压标注在第一坐标系中，将标记的点连成曲线，对曲线进行拟合，获得曲线的拟合关系，根据拟合关系，生成电池单体电压与荷电状态表，也叫作“电池单体电压SOC-OCV表”。

作为优选方案，通过下述步骤获得充电过程的一阶内阻表：计算在不同第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压下的充电过程的一阶内阻值，其中，充电静态电压为停止充电或者充电前静置状态下的电压的平均值；建立充电过程的一阶内阻值及与其对应的第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压的第一关系表；基于总电压与荷电状态表，将充电静态电压作为总电压，获得与充电静态电压对应的第一修正荷电状态；将第一关系表中的第一初始荷电状态修改为修正荷电状态，获得充电过程的一阶内阻表。

具体的，通过“总电压SOC-OCV表”修正“充电过程的一阶内阻表”对应的SOC。具体方法是，在充电起始点之前的静置电压作为OCV电压，对照“总电压SOC-OCV表”获得修正的充电起始过程的SOC，将修正的的充电起始过程的SOC替换充电过程的一阶内阻表中的SOC。

首行时间记为t_start，末尾行时间记为t_end，初始容量记为Q_ini，按照公式

计算历史过程中的电池循环次数。

截取充电安时为初始容量的整数倍的时刻，以该时刻作为该循环周期的初始时刻，上一行时间数据作为上一循环周期的结束时刻。若充电数据缺失严重，则以公里数计算循环次数。将充电事件和驾驶事件按照循环周期的时间间隔列入每一个循环周期中。若充电或者驾驶事件跨越循环的结束时刻，则以该次事件在两次循环周期下的时间占比来区分该次事件属于的循环周期数。

作为优选方案，采用下述公式计算充电过程的一阶内阻值：

其中，

为充电开始时刻一阶内阻值，

为充电结束时刻一阶内阻值，

为充电开始前一时刻电压，

为充电开始时刻电压，

为充电结束时刻电压，

为充电结束后一时刻电压，t_{charge_start-1}为充电开始前一时刻，t_{charge_start}为充电开始时刻，t_{charge_end}为充电结束时刻，t_{drive_start+1}为充电结束后一时刻，I为充电电流。

具体的，一阶内阻确定：在每50个循环周期内，通过“总电流”、“SOC”、“充电状态”、“车辆状态”等标识位检索连续记录时间>60s的，且包含充电开始或者结束时刻点(t_{charge_start}，t_{charge_end})的字段。通过公式

计算在不同SOC、充电电流、循环次数以及静态电压下的一阶内阻值，基于历史数据，形成“充电过程的一阶内阻表”，将车辆停止充电或者充电前静置状态下的电压的平均值记为静止电压。

作为优选方案，获得驾驶过程的一阶内阻表：计算在不同第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压下的驾驶过程的一阶内阻值，其中，驾驶静态电压为停止驾驶或者驾驶前静置状态下的电压的平均值；建立驾驶过程的一阶内阻值及与其对应的第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压的第二关系表；基于总电压与荷电状态表，将驾驶静态电压作为总电压，获得与驾驶静态电压对应的第二修正荷电状态；将第二关系表中的第二初始荷电状态修改为第二修正荷电状态，获得驾驶过程的一阶内阻表。

具体的，通过“总电压SOC-OCV表”修正“驾驶过程的一阶内阻表”对应的SOC。具体方法是，在驾驶起始点之前的静置电压作为OCV电压，对照“总电压SOC-OCV表”获得修正的驾驶起始过程的SOC，将修正的的驾驶起始过程的SOC替换驾驶过程的一阶内阻表中的SOC。

作为优选方案，采用下述公式计算驾驶过程的一阶内阻值：

其中，其中，

为驾驶开始时刻一阶内阻值，

为驾驶结束时刻一阶内阻值，

为驾驶开始前一时刻电压，

为驾驶开始时刻电压，

为驾驶结束时刻电压，

为驾驶结束后一时刻电压，t_{drive_start-1}为驾驶开始前一时刻，t_{drive_start}为驾驶开始时刻，t_{drive_end}为驾驶结束时刻，t_{drive_end+1}为驾驶结束后一时刻，I为放电电流。

具体的，在每50个循环周期内，通过“总电流”、“SOC”、“充电状态”、“车辆状态”等标识位检索连续记录时间>60s的，且包含驾驶开始或者结束时刻点(t_{drive_start}，t_{drive_end})的字段。通过公式

计算在不同SOC、充电电流、循环次数以及静态电压下的一阶内阻值，基于历史数据，形成“驾驶过程的一阶内阻表”，将车辆停止驾驶或者驾驶前静置状态下的电压的平均值记为静止电压。

作为优选方案，通过下述步骤获得充电容量衰减率：基于电池单体电压与荷电状态表和充电开始前静置状态的电池单体电压最低值，确定充电开始前静置状态的荷电状态；基于电池单体电压与荷电状态表和充电结束时静置状态的电池单体电压最高值，确定充电结束后静置状态的荷电状态；基于动力电池每个时刻的荷电状态，确定充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻；基于充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻，计算充电容量衰减率。

作为优选方案，采用下述公式计算充电容量衰减率：

其中，

为充电开始前静置状态的时刻到充电结束后静置状态的时刻的累计容量值，SOC_{charge_start}为充电开始前静置状态的荷电状态，SOC_{charge_end}为充电结束后静置状态的荷电状态，

为充电开始前静置状态的时刻，

为充电结束时静置状态，Q_now为当前电池最大可用容量，Q_ini为电池初始最大可用容量，SOH_c1为充电容量衰减率，i为电流。

具体的，在充电过程中的，通过“电池单体电压SOC-OCV表”和在充电开始前静置状态的电池单体电压最低值，确定充电起始时SOC，记为SOC_{charge_start}。通过“电池单体电压SOC-OCV表”和充电结束时静置状态的电池单体电压最高值，确定充电结束时SOC，记为SOC_{charge_start}。通过公式

积分各个充电过程中的充电容量，并计算放电容量衰减率。

作为优选方案，采用下述公式计算放电容量衰减率：

其中，SOH_c2为放电容量衰减率，M_{drive_end}为驾驶结束里程，M_{deive_start}为驾驶开始里程，M_NEDc为里程续航。

具体的，记录每次驾驶事件开始里程和结束里程，记为M_{drive_start}和M_{drive_end}。通过公式

近似计算放电容量衰减率。

本申请还提取其他特征数据，计算容量衰减的特征敏感度，具体步骤如下：

随机抽取1000辆该款车型数据，进行以下特征提取工作：

1.按照电池循环次数的获取步骤完成容量估计点数据，并按每50次循环次数进行区分，记为SOH_N,k，其中N＝50,100,150,…，k为车辆号，k＝1,2,…,1000。

2.记录每次驾驶事件、充电事件的电流中位数记为

其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

3.记录每次驾驶事件、充电事件的温度中位数记为

其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

4.记录每次驾驶事件、充电事件的放电深度和充电深度，记为DODⁱ、DOC^j,其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

5.记录每次驾驶事件、充电事件的压差中位数，记为dVⁱ、dV^j,其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

6.记录每次驾驶事件、充电事件的温差中位数，记为dTⁱ、dT^j,其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

7.通过“充电过程的一阶内阻表”和“驾驶过程的一阶内阻表”记录每次驾驶事件、充电事件的一阶内阻，记为

其中i和j分别指第i次驾驶和第j次充电事件。

8.提取其他特征，包括但不限于每次充电事件和驾驶事件的温度升高值、车速中位数、压差中位数、温差中位数等等。

9.按照每50次循环记录一下特征数据，通过随机森林或者其他机器学习类算法训练出不同循环下的容量衰减的特征敏感度模型，根据每个循环阶段下的模型计算特征重要性，以此计算出不同特征对容量衰减的影响程度。最后，总结在不同循环下的容量衰减的特征敏感度的关系式，记为

10.基于该款车1000辆车的数据获得的敏感度信息表，对被估计的单一车辆不同循环次数下的容量进行如下修正：将上述特征敏感度关系式进行正则化、归一化处理，分解得到不同循环周期下，通过电流、温度、充电深度修正SOH_c的权重参数，记为

单一车辆的容量衰减率记为

若有其他特征的特征敏感度较大，也可添加进此公式。

至此，获得每次充电事件的若干特征和每次驾驶事件的若干特征。

推导电池老化特征的获取方法，并以机器学习算法量化老化特征敏感度，提高电池容量衰减率估算的精度。

实施例一

图1示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的流程图。图2示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的总电压与荷电状态表图。图3示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的电池单体电压与荷电状态表图。图4示出了根据本发明的一个实施例的电池容量特征提取方法的又一流程图。

如图1、图2、图3和图4所示，该电池容量特征提取方法，包括：

步骤1：获取动力电池充电过程及放电过程电流小于电流阈值且驱动电机转矩小于转矩阈值时段内，每个时刻的荷电状态、总电压、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值；

步骤2：基于每个时刻的荷电状态和总电压，获得总电压与荷电状态表；

步骤3：基于每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值，获得电池单体电压与荷电状态表；

步骤4：基于总电压与荷电状态表，获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表；

步骤5：基于电池单体电压与荷电状态表，获得充电容量衰减率。

其中，通过下述步骤获得总电压与荷电状态表：以荷电状态为横坐标，以总电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和总电压标注在第一坐标系中；将标注的点依次连接获得第一曲线，对第一曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得总电压与荷电状态表。

其中，通过下述步骤获得电池单体电压与荷电状态表：以荷电状态为横坐标，以单体电压为纵坐标绘制第二坐标系，将每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值标注在第二坐标系中；将标注的点依次连接获得第二曲线，对第二曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得电池单体电压与荷电状态表。

其中，通过下述步骤获得充电过程的一阶内阻表：计算在不同第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压下的充电过程的一阶内阻值，其中，充电静态电压为停止充电或者充电前静置状态下的电压的平均值；建立充电过程的一阶内阻值及与其对应的第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压的第一关系表；基于总电压与荷电状态表，将充电静态电压作为总电压，获得与充电静态电压对应的第一修正荷电状态；将第一关系表中的第一初始荷电状态修改为修正荷电状态，获得充电过程的一阶内阻表。

其中，采用下述公式计算充电过程的一阶内阻值：

其中，

为充电开始时刻一阶内阻值，

为充电结束时刻一阶内阻值，

为充电开始前一时刻电压，

为充电开始时刻电压，

为充电结束时刻电压，

为充电结束后一时刻电压，t_{charge_start-1}为充电开始前一时刻，t_{charge_start}为充电开始时刻，t_{charge_end}为充电结束时刻，t_{drive_start+1}为充电结束后一时刻，I为充电电流。

其中，获得驾驶过程的一阶内阻表：计算在不同第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压下的驾驶过程的一阶内阻值，其中，驾驶静态电压为停止驾驶或者驾驶前静置状态下的电压的平均值；建立驾驶过程的一阶内阻值及与其对应的第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压的第二关系表；基于总电压与荷电状态表，将驾驶静态电压作为总电压，获得与驾驶静态电压对应的第二修正荷电状态；将第二关系表中的第二初始荷电状态修改为第二修正荷电状态，获得驾驶过程的一阶内阻表。

其中，采用下述公式计算驾驶过程的一阶内阻值：

其中，其中，

为驾驶开始时刻一阶内阻值，

为驾驶结束时刻一阶内阻值，

为驾驶开始前一时刻电压，

为驾驶开始时刻电压，

为驾驶结束时刻电压，

为驾驶结束后一时刻电压，t_{drive_start-1}为驾驶开始前一时刻，t_{drive_start}为驾驶开始时刻，t_{drive_end}为驾驶结束时刻，t_{drive_end+1}为驾驶结束后一时刻，I为放电电流。

其中，通过下述步骤获得充电容量衰减率：基于电池单体电压与荷电状态表和充电开始前静置状态的电池单体电压最低值，确定充电开始前静置状态的荷电状态；基于电池单体电压与荷电状态表和充电结束时静置状态的电池单体电压最高值，确定充电结束后静置状态的荷电状态；基于动力电池每个时刻的荷电状态，确定充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻；基于充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻，计算充电容量衰减率。

其中，采用下述公式计算充电容量衰减率：

其中，

为充电开始前静置状态的时刻到充电结束后静置状态的时刻的累计容量值，SOC_{charge_start}为充电开始前静置状态的荷电状态，SOC_{charge_end}为充电结束后静置状态的荷电状态，

为充电开始前静置状态的时刻，

为充电结束时静置状态，Q_now为当前电池最大可用容量，Q_ini为电池初始最大可用容量，SOH_c1为充电容量衰减率，i为电流。

其中，采用下述公式计算放电容量衰减率：

其中，SOH_c2为放电容量衰减率，M_{drive_end}为驾驶结束里程，M_{drive_start}为驾驶开始里程，M_NEDC为里程续航。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种电池容量特征提取方法，其特征在于，包括：

获取动力电池充电过程及放电过程电流小于电流阈值且驱动电机转矩小于转矩阈值时段内，每个时刻的荷电状态、总电压、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值；

基于每个时刻的荷电状态和总电压，获得总电压与荷电状态表；

基于每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值，获得电池单体电压与荷电状态表；

基于所述总电压与荷电状态表，获得充电过程的一阶内阻表和驾驶过程的一阶内阻表；

基于电池单体电压与荷电状态表，获得充电容量衰减率。

2.根据权利要求1所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，通过下述步骤获得总电压与荷电状态表：

以所述荷电状态为横坐标，以所述总电压为纵坐标绘制第一坐标系，将每个时刻的荷电状态和总电压标注在所述第一坐标系中；

将标注的点依次连接获得第一曲线，对所述第一曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得总电压与荷电状态表。

3.根据权利要求2所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，通过下述步骤获得电池单体电压与荷电状态表：

以所述荷电状态为横坐标，以所述单体电压为纵坐标绘制第二坐标系，将每个时刻的荷电状态、电池单体电压最低值和电池单体电压最高值标注在所述第二坐标系中；

将标注的点依次连接获得第二曲线，对所述第二曲线进行拟合，根据拟合后的关系式，获得电池单体电压与荷电状态表。

4.根据权利要求3所述的电池容量特征提取方法，通过下述步骤获得充电过程的一阶内阻表：

计算在不同第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压下的充电过程的一阶内阻值，其中，所述充电静态电压为停止充电或者充电前静置状态下的电压的平均值；

建立所述充电过程的一阶内阻值及与其对应的第一初始荷电状态、充电电流、循环次数、充电静态电压的第一关系表；

基于所述总电压与荷电状态表，将所述充电静态电压作为总电压，获得与所述充电静态电压对应的第一修正荷电状态；

将所述第一关系表中的第一初始荷电状态修改为修正荷电状态，获得充电过程的一阶内阻表。

5.根据权利要求4所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，采用下述公式计算充电过程的一阶内阻值：

其中，

为充电开始时刻一阶内阻值，

为充电结束时刻一阶内阻值，

为充电开始前一时刻电压，

为充电开始时刻电压，

为充电结束时刻电压，

为充电结束后一时刻电压，t_{charge_start-1}为充电开始前一时刻，t_{charge_start}为充电开始时刻，t_{charge_end}为充电结束时刻，t_{drive_start+1}为充电结束后一时刻，I为充电电流。

6.根据权利要求2所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，获得驾驶过程的一阶内阻表：

计算在不同第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压下的驾驶过程的一阶内阻值，其中，所述驾驶静态电压为停止驾驶或者驾驶前静置状态下的电压的平均值；

建立所述驾驶过程的一阶内阻值及与其对应的第二初始荷电状态、放电电流、循环次数、驾驶静态电压的第二关系表；

基于所述总电压与荷电状态表，将所述驾驶静态电压作为总电压，获得与所述驾驶静态电压对应的第二修正荷电状态；

将所述第二关系表中的第二初始荷电状态修改为第二修正荷电状态，获得驾驶过程的一阶内阻表。

7.根据权利要求1所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，采用下述公式计算驾驶过程的一阶内阻值：

其中，其中，

为驾驶开始时刻一阶内阻值，

为驾驶结束时刻一阶内阻值，

为驾驶开始前一时刻电压，

为驾驶开始时刻电压，

为驾驶结束时刻电压，

为驾驶结束后一时刻电压，t_{drive_start-1}为驾驶开始前一时刻，t_{drive_start}为驾驶开始时刻，t_{drive_end}为驾驶结束时刻，t_{drive_end+1}为驾驶结束后一时刻，I为放电电电流。

8.根据权利要求1所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，通过下述步骤获得充电容量衰减率：

基于电池单体电压与荷电状态表和充电开始前静置状态的电池单体电压最低值，确定充电开始前静置状态的荷电状态；

基于电池单体电压与荷电状态表和充电结束时静置状态的电池单体电压最高值，确定充电结束后静置状态的荷电状态；

基于所述动力电池每个时刻的荷电状态，确定充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻；

基于所述充电开始前静置状态的时刻和充电结束后静置状态的时刻，计算充电容量衰减率。

9.根据权利要求8所述的电池容量特征提取方法，其特征在于，采用下述公式计算充电容量衰减率：

其中，

为充电开始前静置状态的时刻到充电结束后静置状态的时刻的累计容量值，SOC_{charge_start}为充电开始前静置状态的荷电状态，SOC_{charge_end}为充电结束后静置状态的荷电状态，

为充电开始前静置状态的时刻，

为充电结束时静置状态，Q_now为当前电池最大可用容量，Q_ini为电池初始最大可用容量，SOH_c1为充电容量衰减率，i为电流。

10.根据权利要求8所述的电池容量特征提取，采用下述公式计算放电容量衰减率：

其中，SOH_c2为放电容量衰减率，_{Mdrive_end}为驾驶结束里程，M_{drive_start}为驾驶开始里程，M_NEDC为里程续航。

Images