用于估计电池的健康状态的方法技术

一种用于校准电池的方法，所述方法允许存储与所述电池的健康状态链接的校准数据，其特征在于，所述方法包括以下步骤：E1：通过在对所述电池充电或放电时检测所述电池的开路电压的导数的变化的峰来确定介于完全充电与完全放电之间的所述电池的至少一个特征状态，或者确定当所述电池被完全充电或完全放电时的至少一个特征状态，或者由在对所述电池充电或放电时在恒定电流或恒定电压阶段中的电压或电流阈值的交叉定义的至少一个特征状态；E2：基于该特征状态来定义所述电池的参考状态；E4‑E7：测量处于多个不同健康状态SOHi的所述参考状态中的所述电池的所述开路电压OCVi，并且将这些校准数据存储在电子存储器中，所述校准数据包括至少一些由实际健康状态/开路电压(SOHi、OCVi)值构成的对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于估计电池健康状态的方法。其还涉及用于校准电池的方法和用于管理电池的方法。最后，其还涉及实施用于估计电池的健康状态的该方法的电池管理系统。
技术介绍
现有技术中电池的管理利用表示电池老化的指标，经常被称为其健康状态或SOH。该指标，有时也称为其生命状态，通常被表达为当电池是新的时候的初始容量的百分比，所述容量在该初始状态中被测量或由电池的生产商提供。SOH常常被用在电池的诊断中。它的评价对于有效控制电池的操作以及最佳地管理它的寿命结束是重要的。在第一种方法中，SOH的实际值通过执行容量测试来检测，包括在选定的电流和温度条件下顺序地对电池进行完全充电然后进行完全放电。当放电时，释放的电荷量被检测，由此得到电池的实际容量，并且因此推断出它的SOH。该方法的优点在于获得了SOH的实际值，因为它是基于真实的测量的。然而，其缺点是它耗费了大量时间，消耗了能量，并且需要在电池中的介入，该介入有时与其正常使用不兼容，所述正常使用即供应能量以实施特定的实际应用：它接着需要该应用被暂停，使得电池测试可以被执行。出于该最后的原因，该第一种方法被认为是侵入式的，因为它通常需要电池的正常使用被暂停。为了克服测量实际SOH的缺点，存在基于对其的估计的其他的更少侵入的方法。通过示例，一种用于估计SOH的常用方法包括跟踪电池的电阻的变化，或甚至于，跟踪电池的一个或多个阻抗参数。电池疲劳实际上通常伴随着这些参数的变化。该方法的缺点是电池的容量的损失不是直接测量的，而是代替地基于不同参数的变化而估计的，同时高度依赖于温度的测量。然而，容量的损失的变化和电阻或阻抗的增加的变化并不遵循可以归纳用于所有电池的规律电，所述规律也不用于电池的所有老化状态。因此，实际上具有这样的情况，其中，电池的电阻的增加有时是可忽略得，而电池经历容量的大量损失，反之亦然。该估计方法因此不够可靠，并且经常是复杂的，因为它需要基于例如在前学习的额外计算，以便试图克服其缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的总体目的是提出估计电池的SOH的方法，其不包括现有技术的任何或一些缺点。更具体地，本专利技术的目的是提出可靠的、快速地和非侵入式方案以用于估计电池的SOH。为此，本专利技术基于一种用于校准电池的方法，所述方法允许存储与所述电池的健康状态链接的校准数据，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-通过在对所述电池充电或放电时检测所述电池的开路电压的导数的变化的峰来确定介于完全充电与完全放电之间的所述电池的至少一个特征状态，或者确定当所述电池被完全充电或完全放电时的至少一个特征状态，或者由在对所述电池充电或放电时在恒定电流或恒定电压阶段中的电压或电流阈值的交叉定义的至少一个特征状态；-基于该特征状态来定义所述电池的参考状态；-测量处于多个不同健康状态SOHi的所述参考状态中的所述电池的所述开路电压OCVi，并且将这些校准数据存储在电子存储器中，所述校准数据包括至少一些由实际健康状态/开路电压(SOHi、OCVi)值构成的对。确定所述电池的至少一个特征状态的步骤可以考虑所述电池的开路电压关于由所述电池蓄积的电荷量或关于时间的所述导数。所述参考状态可以是在接近于所检测的特征状态的所述峰的所述开路电压的所述导数的稳定区域中选择的。所述参考状态可以通过在由所述电池蓄积的电荷中关于在所检测的峰处的所述电池的电荷的固定电荷Q1的偏移来定义。用于校准电池的方法可以包括针对至少一个电池的多个不同的健康状态重复以下步骤：-将电池置于已知的和选定的健康状态SOHi中；-对所述电池充电或放电，测量和/或估计所述电池的所述开路电压的所述导数并检测所述导数中的预定义的峰；-继续基于所述预定义的峰充电或放电预定义的电荷量，以便达到所述电池的所述参考状态，并且测量在该参考状态中的所述电池的开路电压VOCi；-在包括所述校准数据的电子存储器中存储由包括与所述电池的所述参考状态相关联的所述开路电压OCVi和所述健康状态SOHi的值的值构成的对。用于校准电池的方法可以实施所述电池的缓慢充电或放电的阶段，以便促进对所述开路电压的测量。所述电池的所述开路电压可以经由以下步骤中的一项来获得：-测量在多于一个小时的弛豫时间之后当没有将所述电池连接到负载时跨所述电池的端子的电压；-测量在小于或等于一个小时的弛豫时间之后当没有将所述电池连接到负载时跨所述电池的端子的电压；或-测量跨所述电池的端子的电压，而不管由所述电池递送或接收的电流非常微弱；或-测量在理论的开路电压的不同条件下跨所述电池的端子的电压，并且实施针对所测量的电压的校正，以便估计所述开路电压；-基于所述电池的一个或多个测量的电量来估计所述电池的所述开路电压。用于校准电池的方法可以包括确定所述电池的所述健康状态与在所述参考状态下的所述电池的开路电压之间的规律的步骤，具体而言，通过线性内插和/或对图表的构建，所述图表基于实际健康状态/开路电压(SOHi、OCVi)所构成值的对来将所述电池的所述健康状态的值与在参考状态中的所述电池的所述开路电压的值相关联。用于校准电池的方法可以使用在新状态下的电池的族中的至少一个电池，并且在至少一个老化状态下使用相同的电池来实施。本专利技术还涉及一种用于估计电池的健康状态的方法，其特征在于，所述方法包括：校准阶段，其实施根据前述权利要求中的一项所述的校准方法；以及估计所述电池的所述健康状态的阶段，其包括在所述参考状态中的所述电池的开路电压的测量和根据在所述校准阶段中获得的校准数据并且根据所测量的开路电压推导所述电池的健康状态的估计。第二估计阶段可以包括为了确定其触发的目的的以下预备步骤中的全部或一些：-在来自用户的经由其中使用了所述电池的设备的或电池充电设备的人机接口的请求之后触发命令；和/或-以预定义的频率自动地触发；和/或-当所述电池的电条件是有利时自动触发；-在对电池充电的一个阶段中自动触发；和/或，其特征在于，所述方法可以包括以下预备步骤：-自动检测所述电池的电情况以便检测特征状态的步骤(E12)；或-修改所述电池的配置以便将所述电池置于接近于所述参考状态的步骤。用于估计电池健康状态的方法可以实施以下步骤：-在对所述电池充电或放电时测量或估计所述开路电压的导数；-检测在所述开路电压的该导数中的峰；-基于所述开路电压的所述导数中的所述峰将所述电池置于其参考状态中，并且测量所述电池的所述开路电压；-根据所述校准数据并且根据所测量的开路电压推导所述电池的所述健康状态。本专利技术还涉及一种能够由管理单元读取的计算机介质，其特征在于，所述计算机介质包括记录的计算机程序，所述计算机程序包括用于实施诸如前面描述的用于估计电池的健康状态的方法的计算机程序代码模块。本专利技术还涉及一种包括至少一个电池和一个管理单元的设备，其特征在于，所述管理单元实施诸如前面描述的用于估计至少一个电池的健康状态的方法。所述设备可以是自动化车辆或移动对象，例如计算机、电话、平板电脑或个人数字助理。本专利技术还涉及一种用于校准电池的设备，其特征在于，其执行诸如以上描述的校准方法。附图说明本专利技术的这些主题、特征和优点将在结合附图非限制性提供的一个特定实施方式的以下描述中进行详述，其中：图1示出了针对电池的多个相应的健康状态SOH值的，作为充电阶段中输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准电池的方法，所述方法允许存储与所述电池的健康状态链接的校准数据，其特征在于，所述方法包括以下步骤：E1：通过在对所述电池充电或放电时检测所述电池的开路电压的导数的变化的峰来确定介于完全充电与完全放电之间的所述电池的至少一个特征状态，或者确定当所述电池被完全充电或完全放电时的至少一个特征状态，或者由在对所述电池充电或放电时在恒定电流或恒定电压阶段中的电压或电流阈值的交叉定义的至少一个特征状态；E2：基于该特征状态来定义所述电池的参考状态；E4‑E7：测量处于多个不同健康状态SOHi的所述参考状态中的所述电池的所述开路电压OCVi，并且将这些校准数据存储在电子存储器中，所述校准数据包括至少一些由实际健康状态/开路电压(SOHi、OCVi)值构成的对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 FR 14534081.一种用于校准电池的方法，所述方法允许存储与所述电池的健康状态链接的校准数据，其特征在于，所述方法包括以下步骤：E1：通过在对所述电池充电或放电时检测所述电池的开路电压的导数的变化的峰来确定介于完全充电与完全放电之间的所述电池的至少一个特征状态，或者确定当所述电池被完全充电或完全放电时的至少一个特征状态，或者由在对所述电池充电或放电时在恒定电流或恒定电压阶段中的电压或电流阈值的交叉定义的至少一个特征状态；E2：基于该特征状态来定义所述电池的参考状态；E4-E7：测量处于多个不同健康状态SOHi的所述参考状态中的所述电池的所述开路电压OCVi，并且将这些校准数据存储在电子存储器中，所述校准数据包括至少一些由实际健康状态/开路电压(SOHi、OCVi)值构成的对。2.根据前述权利要求所述的用于校准电池的方法，其特征在于，确定所述电池的至少一个特征状态的步骤考虑所述电池的开路电压关于由所述电池蓄积的电荷量或关于时间的所述导数。3.根据前述权利要求中的一项所述的用于校准电池的方法，其特征在于，所述参考状态是在接近于所检测的特征状态的所述峰的所述开路电压的所述导数的稳定区域中选择的。4.根据前述权利要求所述的用于校准电池的方法，其特征在于，所述参考状态通过在由所述电池蓄积的电荷中关于在所检测的峰处的所述电池的电荷的固定电荷Q1的偏移来定义。5.根据前述权利要求中的一项所述的用于校准电池的方法，其特征在于，所述方法包括针对至少一个电池的多个不同的健康状态重复以下步骤：E4：将电池置于已知的和选定的健康状态SOHi中；E5：对所述电池充电或放电，测量和/或估计所述电池的所述开路电压的所述导数并检测所述导数中的预定义的峰；E6：继续基于所述预定义的峰充电或放电预定义的电荷量，以便达到所述电池的所述参考状态，并且测量在该参考状态中的所述电池的开路电压VOCi；E7：在包括所述校准数据的电子存储器中存储由包括与所述电池的所述参考状态相关联的所述开路电压OCVi和所述健康状态SOHi的值的值构成的对。6.根据前述权利要求中的一项所述的用于校准电池的方法，其特征在于，所述方法实施所述电池的缓慢充电或放电的阶段，以便促进对所述开路电压的测量。7.根据前述权利要求中的一项所述的用于校准电池的方法，其特征在于，所述电池的所述开路电压经由以下步骤中的一项来获得：-测量在多于一个小时的弛豫时间之后当没有将所述电池连接到负载时跨所述电池的端子的电压；-测量在小于或等于一个小时的弛豫时间之后当没有将所述电池连接到负载时跨所述电池的端子的电压；或-测量跨所述电池的端子的电压，而不管由所述电池递送或接收的电流非常微弱；或-测量在理论的开路电压的不同条件下跨所述电池的端子的电压，并且实施针对所测量的电压的校正，以便估计所述开路电压；-基于所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·蒙塔鲁，
申请(专利权)人：雷诺两合公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR