[發明專利]一種電源SOH的估算方法

有效

• 申請號: 201510682799.1
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN106599333B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 曹瑞中
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 41119 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳浩

本發明涉及一種電源SOH的估算方法，檢測當前時刻的電源的電壓、溫度和電流信息，與之前建立的數據庫進行比對，得到電源在此時狀態下的SOC值SOCn和電源在之前其中一個狀態下的SOC值SOCn?1，然后利用SOH＝1?|SOCn?SOCn?1|進行SOH的估算；數據庫中為SOC與工作環境溫度、工作電流和電壓的關系。只需采集到當前時刻的工作環境溫度和工作電流，并檢測出在當前狀態下的電壓值，然后根據電源的電壓在不同的工作環境溫度下和不同的工作電流下與SOC一一對應的數據庫，檢測值與該數據庫進行比對，就得到電源在此時狀態下的SOC值和電源在之前其中一個狀態下的SOC值，然后計算SOH值。

技術領域

本發明涉及一種電源SOH的估算方法。

背景技術

電源管理系統與電動汽車及動力電池結合在一起，目前電源管理系統的主要功能對電池進行電壓，溫度，電流采集，同時還進行漏電流，熱管理，電池均衡管理，告警管理，估算電池的剩余容量，能夠提供的最大放電功率及能夠接受的最大回饋功率，實時報告電池的SOC狀態、SOH狀態及SOF狀態，以及根據電池的電壓，溫度及輸出功率來獲取最大的行駛里程，通過CAN總線與車載總控制器，電機控制器，能量控制系統，車載顯示系統進行實時通訊管理。

同時新能源汽車對電源管理系統提出了更高的要求，如電池電壓與溫度數據的高速采集；實施電池的高效率快速均衡，充分發揮電源系統的容量從而提升新能源汽車的行駛里程及電池系統的壽命，同時減少熱量的產生；電池SOC與SOH的估算與顯示；高可靠的通訊協議；電源系統的安全可靠性管理；高抗電磁干擾能力。

在滿足以上要求的同時，對于電源管理系統(BMS)而言，電池SOC狀態的計算成為當前應用層面技術難點多的問題，其還存在關鍵參數可靠性差、精度誤差大等問題，同時電源管理系統在應用過程中存在電源系統的構成單元過程SOH狀態無法在線、實時監測，無法對電源系統的所有構成單元進行全部監測與采集，同時SOH的估算精度差，隨著使用時間延長，SOH精度誤差會進一步加大。

電池健康狀態SOH(State Of Health)，是指在一定的條件下，電池所充入的容量或者放出的容量(電池當前容量)與電池的標稱容量的百分比，電池SOH反應電池老化，容量衰減的特征參數，根據IEEE標準規定，當動力電池的容量值下降到80％的時候，電池已經老化且不能使用，應及時更換電池，電池老化是妨礙鋰離子電池在純電動汽車或者混合動力客車中廣泛應用的主要因素之一。電池系統的老化有很多因素，包括電池的循環充放電次數，電源系統的SOC狀態,電池應用的環境溫度及溫度分布的均勻性等等。

目前現有技術中對于SOH的計算方法有如下幾種：

1)直接放電法：

通過負載，讓單體電池從滿電態狀態放電到電池容量為零的狀態，直接放電法是SOH計算最直接的方法，也是目前企業內對電池SOH評估的方法。

該方法存在的缺點：測量SOH時候需要對單體電池進行離線處理，耗時長，不能夠滿足電動汽車在線實時測量的要求。

2)電化學阻抗法：

電化學阻抗法是目前試驗室研究較多的方法，主要是對電池施加不同頻率，幅值的正弦交流信號。在對采集的測量過程的數據進行分析，并且與電池的相關模型結合，預測電池當前的SOH。

該方法存在的缺點：需要進行大量的試驗測試以及數據分析，而且該方法的重現性不是很好，受電池本身設計，材料體系，過程工藝等等因素的影響；而且需要扎實的阻抗及阻抗譜的理論知識，并且造價比較昂貴。

3)內阻法：

建立內阻與電池SOH之間的關系來估算電池的SOH，目前的研究也說明了電池內阻與電池的SOH存在一定的對應變化關系，即可認為隨著使用時間的延長，電池的內阻增加，影響電池的容量，從而影響電池的SOH。