[發(fā)明專利]新能源汽車動力電池SOH評估裝置、方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011082117.0
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112158105B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭楊茗;劉爽;周坤;潘奎;黃紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 東風(fēng)汽車集團有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;B60L58/13
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張宇

本發(fā)明公開了一種新能源汽車動力電池SOH評估裝置、方法及系統(tǒng)，屬于電池管理技術(shù)領(lǐng)域，其中，方法的實現(xiàn)包括：獲取動力電池工作過程中每個單體電芯的溫度信息及電壓信息；獲取主動力電池工作過程中主回路的電流信息；根據(jù)電壓信息及電流信息得到不同溫度下容量增量曲線特征點對應(yīng)的特征值，基于特征值根據(jù)SOH?容量增量曲線特征點Map圖對當(dāng)前電池SOH進(jìn)行評估。通過本發(fā)明能大幅縮小評估鋰離子電池SOH時所需跨越的SOC范圍，從而提高評估效率，適用于整車動力電池SOH的評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池管理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種新能源汽車動力電池SOH評估裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前環(huán)境和能源問題日益嚴(yán)峻，發(fā)展新能源汽車已然成為各國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略規(guī)劃。動力電池壽命是影響電動車使用壽命的穩(wěn)定性的重要因素，鋰離子動力電池由于其能量密度高、使用壽命長等特點，廣泛運用于新能源汽車動力電池上。通過對鋰離子動力電池健康狀態(tài)(State-of-Health，SOH)進(jìn)行正確、快速評估，電池管理系統(tǒng)根據(jù)電池SOH狀態(tài)適時地改變控制策略，能夠有效提高鋰離子動力電池使用壽命、安全性和穩(wěn)定性。因此，針對鋰離子電池的壽命衰減特性，設(shè)計準(zhǔn)確、高效的SOH評估方法，對促進(jìn)新能源汽車發(fā)展具有重要意義。目前主要有兩種SOH評估方法：

(1)通過在實驗室臺架上，在1C和1/3C的速率下對電池進(jìn)行充/放電實驗，直接測量電池的容量。根據(jù)對應(yīng)的SOH定義(SOH＝Ca/Cf，其中，Ca為電池當(dāng)前的容量，Cf為新電池初始的額定充放容量)計算當(dāng)前電池的SOH狀態(tài)。然而，通過實驗直接測量電池的容量、測試過程需要跨越較大的電池電荷狀態(tài)(State of Charge，SOC)區(qū)間(從0％～100％)，消耗時間較多，并且電池實際使用過程中考慮到電池的使用壽命，其使用的SOC跨度不會從0％～100％，因此不適用于整車上快速估算。

(2)在實驗室臺架上，在電池SOC＝50％時，常溫常壓下，利用三點法測量電池的內(nèi)阻，根據(jù)內(nèi)阻SOH的定義(SOH＝(Reol-Ra)/(Reol-Rf)，其中，Reol為電池壽命終止時的內(nèi)阻，Ra為電池當(dāng)前的內(nèi)阻，Rf為新電池的初始內(nèi)阻)計算當(dāng)前電池的SOH狀態(tài)。然而，利用三點發(fā)測量電池的內(nèi)阻，對試驗條件要求嚴(yán)格，需要專門的充放電設(shè)備，并且需要將電池的SOC調(diào)節(jié)至指定的數(shù)值，因此并不適合于在整車實際運行中運用此方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提出了一種新能源汽車動力電池SOH評估裝置、方法及系統(tǒng)，能大幅縮小評估鋰離子電池SOH時所需跨越的SOC范圍，從而提高評估效率，適用于整車動力電池SOH的評估。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種新能源汽車動力電池SOH評估方法，包括：

獲取動力電池工作過程中每個單體電芯的溫度信息及電壓信息；獲取主動力電池工作過程中主回路的電流信息；

根據(jù)所述電壓信息及所述電流信息得到不同溫度下容量增量曲線特征點對應(yīng)的特征值，基于所述特征值根據(jù)SOH-容量增量曲線特征點Map圖對當(dāng)前電池SOH進(jìn)行評估。

在一些可選的實施方案中，所述SOH-容量增量曲線特征點Map圖的獲取方式為：

由相同型號的鋰離子動力電池在整車快充/慢充功率Map下的充/放電循環(huán)壽命試驗，標(biāo)定不同溫度條件下動力電池各電芯的充電容量隨循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，并由各所述充電容量隨循環(huán)次數(shù)的關(guān)系得到電池實際SOH隨循環(huán)次數(shù)的關(guān)系；

在相應(yīng)溫度下建立容量增量曲線特征點隨循環(huán)次數(shù)變化的關(guān)系，并結(jié)合所述電池實際SOH隨循環(huán)次數(shù)的關(guān)系建立SOH與容量增量曲線特征點的特征值變化的關(guān)系，得到不同溫度下的SOH-容量曲線特征點Map圖。