[發(fā)明專利]電池最小單體及系統(tǒng)有效容量、健康狀態(tài)估算方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710138750.9
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN108572320B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱光海;游祥龍;張紅濤;周雪松;李曉菲
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 41119 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳浩

本發(fā)明提供了電池最小單體及系統(tǒng)有效容量、健康狀態(tài)估算方法及裝置，對于健康狀態(tài)估算方法，首先電池系統(tǒng)上電，確定在充電狀態(tài)下，電池系統(tǒng)最小單體的初始荷電狀態(tài)；然后在電池系統(tǒng)充滿電時，確定最小單體在充電結(jié)束時刻的荷電狀態(tài)，并統(tǒng)計最小單體的充電容量；接著計算最小單體的有效容量、電池系統(tǒng)的有效容量和電池系統(tǒng)健康狀態(tài)。本發(fā)明有效解決車輛電池最小單體有效容量、電池系統(tǒng)有效容量和電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源汽車動力電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電池最小單體及系統(tǒng)有效容量、健康狀態(tài)估算方法及裝置。

背景技術(shù)

由于能源危機(jī)和環(huán)境污染壓力，加快和培育新能源汽車發(fā)展，是推動汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的緊迫任務(wù)。隨著國務(wù)院辦公廳對《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》的發(fā)布，各個整車廠紛紛將新能源汽車的開發(fā)作為本公司業(yè)務(wù)的重要組成部分，并給予高度重視。新能源行業(yè)憑借自身優(yōu)勢，再加上國家部委針對新能源汽車新的補(bǔ)貼與優(yōu)惠政策，新能源汽車已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。

動力電池作為新能源汽車的關(guān)鍵核心零部件，是純電動車輛的唯一動力源，在新能源汽車的發(fā)展和運營過程中起著不可替代的作用。動力電池的使用工況多變，環(huán)境復(fù)雜，地域適應(yīng)性強(qiáng)，這些因素都是對電池壽命和健康狀態(tài)的極大考驗。準(zhǔn)確預(yù)測電池的健康狀態(tài)，對于預(yù)測電池老化程度、計算電池壽命，以及對于電池管理系統(tǒng)核心功能電池荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)計算和功率限制計算都具有重要參考意義。另外電池健康狀態(tài)(State Of Health，SOH)的計算，也是判斷電池性能是否滿足整車要求的重要標(biāo)志，因此電池的健康狀態(tài)評不容無視。

由于電池健康狀態(tài)計算比較復(fù)雜，在電池管理系統(tǒng)設(shè)計初期，很多市場車輛不具備此功能。隨著電池健康狀態(tài)和壽命重要性的凸顯，電池管理系統(tǒng)設(shè)計都在研究電池健康狀態(tài)計算方法。

目前，電池管理系統(tǒng)電池健康狀態(tài)計算主要有如下兩種：

1、基于循環(huán)次數(shù)：在實驗室測試同一個供應(yīng)商、同一批次、同一種電池類型電池的固有循環(huán)次數(shù)，將其作為基準(zhǔn)值。在同一個供應(yīng)商、同一批次、同一類型的動力電池的后續(xù)使用過程中，依靠電池管理系統(tǒng)記錄電池的循環(huán)次數(shù)，電池的固有循環(huán)次數(shù)減去已經(jīng)循環(huán)次數(shù)，再除以固有循環(huán)次數(shù)，得到電池當(dāng)前健康狀態(tài)。此電池健康狀態(tài)的計算方法實用性不強(qiáng)，適用范圍局限于統(tǒng)一供應(yīng)商、同一類型、同一批次電池，并且該方法的基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)測試在實驗中獲得，一般采用單體測試，測試條件也是模擬整車工況，和現(xiàn)實電池系統(tǒng)運營狀況誤差比較大；另外電池管理系統(tǒng)在累加電池系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)時比較困難，尤其是對于混合動力系統(tǒng)，沒有完整的充放電循環(huán)，累加誤差也比較大。

2、基于內(nèi)阻法計算：即電池系統(tǒng)在剛出廠時，計算出電池系統(tǒng)內(nèi)阻，隨著電池的使用，電池內(nèi)阻會變化，依據(jù)電池內(nèi)阻變化，來計算電池健康狀態(tài)。采用此方法計算電池的健康狀態(tài)，首先，電池內(nèi)阻計算比較困難，受溫度、充放電倍率等因素影響，誤差比較大，另外即使求出內(nèi)阻，也很難與電池系統(tǒng)健康狀態(tài)推導(dǎo)出準(zhǔn)確的對應(yīng)關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電池最小單體有效容量估算方法，用以解決對于現(xiàn)有電池最小單體估算不準(zhǔn)確的問題；本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)有效容量估算方法，用以解決對于現(xiàn)有電池系統(tǒng)有效容量估算不準(zhǔn)確的問題；本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算方法，用以解決對于現(xiàn)有電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算不準(zhǔn)確的問題；本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算裝置，用以實現(xiàn)電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算方法，解決對于現(xiàn)有電池系統(tǒng)健康狀態(tài)估算不準(zhǔn)確的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種電池最小單體有效容量估算方法，包括如下步驟：

電池系統(tǒng)上電，確定在充電狀態(tài)下時電池系統(tǒng)最小單體的初始荷電狀態(tài)；

在電池系統(tǒng)充滿電時，確定最小單體在充電結(jié)束時刻的荷電狀態(tài)，并統(tǒng)計最小單體的充電容量；