一种锂离子电池包健康状态评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子电池包健康状态评估方法及系统。所述方法首先根据电池包内各串电池端电压对电池包的健康状态进行初步判定，然后从电池包的放电容量、内阻、温度方面对电池包的健康状态进行了综合评估。所述系统包括控制单元、电池充放电单元、保护单元和声光电显示单元，所述控制单元包括数据读取单元、数据存储单元、数据处理单元和数据发送单元。本发明专利技术提供的评估方法及系统考虑了电池包在使用过程中所要面对的各种复杂环境影响，完成了对电池包内电池的健康状态的全面评测，提高了测试结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种锂离子电池包健康状态评估方法及系统。
技术介绍
世界石油危机和环境污染日趋严重，各国对改善环境、节约能源的呼声日益高涨，对传统汽车的排放等强制性指标实行逐年加严措施。与传统汽车以内燃机为动力相比，电动汽车则采用蓄电池组作储能动力源，驱动电机使车辆行驶。电动汽车是新能源汽车未来的发展方向，而动力电池是电动汽车的核心。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、重量轻、体积小、自放电率小、循环寿命长、无记忆效应、对环境友好等特点，成为当前电动汽车动力电池的首选。单体锂离子电池提供的动力是有限的，因此要满足电动汽车的动力需求势必要将众多的单体锂离子电池采用串/并联的方式连接成组，将成组的锂离子电池作为电动汽车的动力源。但电池在成组前后有很大的差异性，成组应用时的问题相比单体更为复杂和突出，由于连接方式、单体不一致性、均衡系统性能以及环境条件的差异性等因素的影响使得电池组的比能量、比功率等各项性能参数往往达不到单体原有水平，更为严重的是使用寿命较单体电池明显缩短，原因是电池组的健康状况是由串/并联的各个单体电池的健康状况决定的，当某个或某些电池的健康状态出现急剧恶化时，整个电池组的健康状况也会受到影响。电池的健康状况(SOH，StateofHealth)，是指在一定条件下，电池所能充入或放出电量与电池标称容量的百分比。SOH以百分比的形式表现了当前电池的容量能力，对一块新的电池来说，其SOH值一般是大于等于100％的，随着电池的使用，电池在不断老化，SOH逐渐降低。准确估算动力电池SOH可以提高电池荷电状态估算精度，对于整车控制性能提高和续驶里程的预测具有重要意义；动力电池的SOH可以为动力电池组均衡技术研发提供基础数据。电池间均衡的标准有电压、内阻、容量等，SOH能够准确反映出电池当前容量能力，因此SOH精确估算可为电池间的均衡控制策略的制定提供依据；最后还根据电池的SOH可以预估电池的剩余循环次数，及时通知用户和电池厂家做好更换电池的准备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池包健康状态的评估方法，具有全面、准确的特点，使维护人员能够及时发现和排除电池包隐患，保证正常运行。本专利技术的另一目的在于提供一种能够准确评测锂离子电池包健康状态的评估系统。一种锂离子电池包健康状态评估方法，包括以下步骤：S1，预设一电池电压阀值判定条件，读取电池包各串电池的电压数据，若读取的电压数据不符合判定条件，则判定电池包已处于非健康状态；若读取的电压数据符合判定条件，则进行下一步；S2，S21，读取电池包最后一次满放电的数据，包括放电时间td和放电电流Id，满放电的定义为：从电池包SOC为100％的状态放电至SOC为0％的状态。S22，依据计算公式：计算电池包满放电的放电容量Qd，S23，依据计算公式：SOH＝Qd/Q0×100％得到电池包的SOHfd，Q0为电池包的初始额定容量，S24，若SOHfd＜80％，则判定电池包已处于非健康状态；若SOHfd≥80％，则进行下一步；S3，读取电池包的当前SOC，若SOC≤50％，则通过内阻测试法、恒压放电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVD和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值；若SOC＞50％，则通过内阻测试法、恒压充电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVC和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值；S4，根据S3得出的电池包的SOH值，若SOH＜80％，则判定电池包处于非健康状态；若80％≤SOH＜90％，则判定电池包处于二级健康状态；若90％≤SOH≤100％，则判定电池包处于一级健康状态；内阻测试法SOHR的评估方式为：计算Ra＝△U/I，其中，在恒定的电流下，采集标准电位下电压的变化值，标准时间为500ms或者更短时间采集数据与标称阻值进行计算A＝Ra/R0，其中Ra表示当前电池阻值，R0表示标称电池阻值。若A＞2，则SOHR＜80％；若1＜A≤2，则80％≤SOHR＜90％；若A≤1，则90％≤SOHR≤100％。容量比对法的SOHC评估方式为：SOHC＝K*(CT/CTRUE)*100％，其中，K为放电效率，计算公式为K＝CENG/CBMS，CENG为电机最大输出功率由整车记录仪提供数据，CBMS为电池输入最大功率，由电池管理系统系统提供数据。K值的确定范围：0.85～1.1，如K值不在此范围则默认为1。CT为电池放电容量，计算公式为Id为放电电流，t0为初始时间，td为放电截止时间。CTRUE＝(SOC0-SOCF)*CR，CR为电池的额定容量，SOCF为电池放电结束时所显示的SOC状态，SOC0为电池放电前所显示的SOC状态。SOHC计算取值4次，结果取平均值。恒压充电法的SOHVC评估方式为：以电池的某一电位为基准，给定标准电压下进行充电当电流减小到设定值(1A或者更小)或达到设定截止值一定时间即认为充电完成，计算充电时间TVC。若TVC＞2h，则SOHVC＜80％；若1h＜TVC≤2h，则80％≤SOHVC＜90％；若TVC≤1h，则90％≤SOHVC≤100％。恒压放电法的SOHVD评估方式为：以电池的某一电位为基准，给定标准电压下进行放电当电流减小到设定值(例如1A或者更小)即认为放电完成，计算放电时间TVD。若TVD＜30min，则SOHVD＜80％；若30min≤TVD＜45min，则80％≤SOHVD＜90％；若TVD≥45min，则90％≤SOHVD≤100％。优选的，在步骤S1中，所述电池电压阀值为单体电池电压的最大阀值和单体电池电压的最小阀值，若读取的电池包各串单体电池电压数据全部介于所述单体电池电压最大阀值和所述单体电池电压最小阀值之间，则为电压数据符合判定条件；否则，为电压数据不符合判定条件。优选的，在步骤S1中，对于磷酸铁锂锂离子电池包，所述单体电池电压最大阀值为3.85V～4.2V，所述单体电池电压最小阀值为1.5V～1.8V。优选的，在步骤S1中，所述电池电压阀值为一电压差值阀值，若读取的电池包各串单体电池电压数据中最大值与最小值的差值不大于所述电压差值阀值，则为电压数据符合判定条件；否则，为电压数据不符合判定条件。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池包健康状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，预设一电池电压阀值判定条件，读取电池包各串电池的电压数据，若读取的电压数据不符合判定条件，则判定电池包已处于非健康状态；若读取的电压数据符合判定条件，则进行下一步； S2， S21，读取电池包最后一次满放电的数据，包括放电时间td和放电电流Id， S22，依据计算公式：计算电池包满放电的放电容量Qd，S23，依据计算公式：SOH＝Qd/Q0×100％得到电池包的SOHfd，Q0为电池包的初始额定容量， S24，若SOHfd＜80％，则判定电池包已处于非健康状态；若SOHfd≥80％，则进行下一步； S3，读取电池包的当前SOC， 若SOC≤50％，则通过内阻测试法、恒压放电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVD和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值； 若SOC＞50％，则通过内阻测试法、恒压充电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVC和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值； S4，根据S3得出的电池包的SOH值， 若SOH＜80％，则判定电池包处于非健康状态； 若80％≤SOH＜90％，则判定电池包处于二级健康状态； 若90％≤SOH≤100％，则判定电池包处于一级健康状态。...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池包健康状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，预设一电池电压阀值判定条件，读取电池包各串电池的电压数据，若读取的电压数据不符合判定条件，则判定电池包已处于非健康状态；若读取的电压数据符合判定条件，则进行下一步；
S2，
S21，读取电池包最后一次满放电的数据，包括放电时间td和放电电流Id，
S22，依据计算公式：计算电池包满放电的放电容量Qd，
S23，依据计算公式：SOH＝Qd/Q0×100％得到电池包的SOHfd，Q0为电池包的初始额定容量，
S24，若SOHfd＜80％，则判定电池包已处于非健康状态；若SOHfd≥80％，则进行下一步；
S3，读取电池包的当前SOC，
若SOC≤50％，则通过内阻测试法、恒压放电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVD和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值；
若SOC＞50％，则通过内阻测试法、恒压充电测试法和容量比对测试法三种方法分别计算得出电池包的健康状态值SOHR、SOHVC和SOHC，然后取三者最小值作为电池包的SOH值；
S4，根据S3得出的电池包的SOH值，
若SOH＜80％，则判定电池包处于非健康状态；
若80％≤SOH＜90％，则判定电池包处于二级健康状态；
若90％≤SOH≤100％，则判定电池包处于一级健康状态。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池包健康状态评估方法，其特征在于，在步骤S1中，所述电池电压阀值为单体电池电压的最大阀值和单体电池电压的最小阀值，
若读取的电池包各串单体电池电压数据全部介于所述单体电池电压最大阀值和所述单体电池电压最小阀值之间，则为电压数据符合判定条件；
否则，为电压数据不符合判定条件。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池包健康状态评估方法，其特征在于，在步骤S1中，对于磷酸铁锂锂离子电池包，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，
申请(专利权)人：北京普莱德新能源电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11