电池容量估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了电池容量估计方法及系统。涉及电池领域，其中，方法包括:获取以第一预设电流对一电池单体进行恒流充电，使的电池单体的电池荷电状态从0％达到100％时，整个充电过程的第一充电数据，获取以第二预设电流对电池组进行恒流充电时的第二充电数据，根据第一充电数据和第二充电数据计算得到电池组中对应的电池单体的容量估计值。通过初始状态下电池单体完整的充电数据曲线即可实现串联电池组中电池单体的容量估计，对电池单体的SOC不一致和老化机理不一致具有较高的适应性，降低电池使用成本。使用成本。使用成本。

【技术实现步骤摘要】
电池容量估计方法及系统


[0001]本专利技术涉及电池领域，尤其是涉及一种电池容量估计方法及系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池组在使用过程中，通常由若干个电池单体串联组成。由于每个电池单体在电池组中的位置不同、电池组温度场分布不均匀等因素，造成了每个电池单体容量衰退的不一致，因此，有必要在电池组使用过程中估计每一个串联电池单体的容量，以保证电池组的安全稳定运行。
[0003]由于电池的容量增量(incremental capacity，IC)曲线上的峰面积、峰值高度等参数与电池容量的衰退密切相关，因此现有技术中多提取IC曲线上的某些特征参数，结合相关数据驱动算法，建立电池的容量估计模型。相关方法已经在电池单体上进行了验证。但是，相关方法估计串联电池的容量时，由于电池组中不一致性的存在特别是容量和荷电状态(state of charge,SOC)的不一致导致电池单体容量增量的某些特征参数难以获得。其次，由于电池的老化存在老化机理的不一致，每一种老化机理在IC曲线上的表现也有所不同，导致对电池组中所有电池采用同一容量估计模型将会带来较大的估计误差。另外，现有的容量估计方法中多采用基于数据驱动的方法，如支持向量机、神经网络等方式建立特征参数关于电池容量的模型。然而，这种方式为了建立准确的容量估计模型，往往需要进行大量测试以获得相应的训练数据，将增加电池使用的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电池容量估计方法，对串联电池组中电池单体的SOC不一致和老化机理不一致具有较高的适应性，同时不依赖测试数据进行模型训练，降低电池使用成本。
[0005]第一方面，本专利技术的一个实施例提供了：一种电池容量估计方法，包括：
[0006]获取以第一预设电流对一电池单体进行恒流充电，使的所述电池单体的电池荷电状态从0％达到100％时，整个充电过程的第一充电数据；
[0007]根据所述第一充电数据计算得到所述电池单体的第一电压充电电量曲线和第一容量增量电压曲线；
[0008]获取以第二预设电流对电池组进行恒流充电时的第二充电数据，所述电池组由若干个与所述电池单体同类型电池单体串联组成；
[0009]根据所述第二充电数据得到：所述电池组中一电池单体的第二容量增量电压曲线、容量增量测量值和所述电池单体在所述电池组停止充电时刻的第一电压，并根据所述第一电压充电电量曲线和所述第一电压计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的第一电量；
[0010]根据所述第一容量增量电压曲线、所述第二容量增量电压曲线、所述容量增量测量值、所述第一电量计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的容量估计值。
[0011]进一步地，所述根据所述第一容量增量电压曲线、所述第二容量增量电压曲线、所述容量增量测量值、所述第一电量计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的容量估计值，包括：
[0012]若所述容量增量测量值大于等于预设临界值，则所述容量估计值表示为：
[0013][0014]若所述容量增量测量值小于预设临界值，则所述容量估计值表示为：
[0015][0016]其中，表示所述容量估计值，Q1表示第一电量，Q2表示第二电量，Q3表示第三电量，Q4表示第四电量，Q5表示第五电量，Q6表示第六电量，Q7表示第七电量，Q8表示第八电量。
[0017]进一步地，计算所述第一电量的方法为：
[0018]Q1＝f-1
(V
cutoff
)-f-1
(V
T
)
[0019]其中，f(
·
)表示第一电压充电电量曲线表示的电压电量关系函数，V
cutoff
表示所述截止电压，V
T
表示所述第一电压；
[0020]所述电池单体的电压达到所述截止电压时，所述电池荷电状态达到100％。
[0021]进一步地，根据所述电池单体在充电过程中的相变反应确定所述第一容量增量电压曲线，并根据所述第一容量增量电压曲线上峰对应的电量计算得到所述单体电量，所述单体电量包括：第二电量、第三电量、第四电量和第五电量；
[0022]所述第二电量为第二个峰对应的电量；
[0023]所述第三电量为第四个峰、第三个峰和第二个峰对应的电量之和；
[0024]所述第四电量为第三个峰对应的电量；
[0025]所述第五电量为第四个峰和第三个峰对应电量之和。
[0026]进一步地，根据所述电池单体在电池组充电过程的相变反应确定所述第二容量增量电压曲线，并根据所述第二容量增量电压曲线上峰对应的电量得到串联单体电量，所述串联单体电量包括：第六电量、第七电量和第八电量；
[0027]所述第六电量为第二个峰对应的电量；
[0028]所述第七电量为第一个峰对应的电量；
[0029]所述第八电量为第三个峰对应的电量。
[0030]进一步地，获得所述预设临界值的过程包括：
[0031]对一新电池单体进行老化测试，得到测试容量与电池容量衰减的变化规律，当所述容量增量测量值不随着所述电池容量降低而降低时，此时的容量增量测量值作为所述预设临界值；
[0032]或，
[0033]获取电池组的历史充电数据，若本次充电过程中，电池单体的容量增量测量值小于上一次充电过程中测量得到的容量增量测量值，则认为本次容量增量测量值大于预设临界值。
[0034]进一步地，所述电池单体为磷酸铁锂电池。
[0035]第二方面，本专利技术的一个实施例提供了：一种电池容量估计系统，包括：
[0036]第一获取单元：用于获取以第一预设电流对一电池单体进行恒流充电，使的所述电池单体的电池荷电状态从0％达到100％时，整个充电过程的第一充电数据；
[0037]第一计算单元：用于根据所述第一充电数据计算得到所述电池单体的第一电压充电电量曲线和第一容量增量电压曲线；
[0038]第二获取单元：用于获取以第二预设电流对电池组进行恒流充电时的第二充电数据，所述电池组由若干个与所述电池单体同类型电池单体串联组成；
[0039]第二计算单元：用于根据所述第二充电数据得到：所述电池组中一电池单体的第二容量增量电压曲线、容量增量测量值和所述电池单体在所述电池组停止充电时刻的第一电压，并根据所述第一电压充电电量曲线和所述第一电压计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的第一电量；
[0040]容量估计单元：用于根据所述第一容量增量电压曲线、所述第二容量增量电压曲线、所述容量增量测量值、所述第一电量计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的容量估计值。
[0041]第三方面，本专利技术的一个实施例提供了：一种电池容量估计设备，包括：
[0042]至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0043]其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池容量估计方法，其特征在于，包括：获取以第一预设电流对一电池单体进行恒流充电，使的所述电池单体的电池荷电状态从0％达到100％时，整个充电过程的第一充电数据；根据所述第一充电数据计算得到所述电池单体的第一电压充电电量曲线和第一容量增量电压曲线；获取以第二预设电流对电池组进行恒流充电时的第二充电数据，所述电池组由若干个与所述电池单体同类型电池单体串联组成；根据所述第二充电数据得到：所述电池组中一电池单体的第二容量增量电压曲线、容量增量测量值和所述电池单体在所述电池组停止充电时刻的第一电压，并根据所述第一电压充电电量曲线和所述第一电压计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的第一电量；根据所述第一容量增量电压曲线、所述第二容量增量电压曲线、所述容量增量测量值、所述第一电量计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的容量估计值。2.根据权利要求1所述的一种电池容量估计方法，其特征在于，所述根据所述第一容量增量电压曲线、所述第二容量增量电压曲线、所述容量增量测量值、所述第一电量计算得到所述电池组中对应的所述电池单体的容量估计值，包括：若所述容量增量测量值大于等于预设临界值，则所述容量估计值表示为：若所述容量增量测量值小于预设临界值，则所述容量估计值表示为：其中，表示所述容量估计值，Q1表示第一电量，Q2表示第二电量，Q3表示第三电量，Q4表示第四电量，Q5表示第五电量，Q6表示第六电量，Q7表示第七电量，Q8表示第八电量。3.根据权利要求2所述的一种电池容量估计方法，其特征在于，计算所述第一电量的方法为：Q1＝f-1
(V
cutoff
)-f-1
(V
T
)其中，f(
·
)表示第一电压充电电量曲线对应的电压电量关系函数，V
cutoff
表示截止电压，V
T
表示所述第一电压；所述电池单体的电压达到所述截止电压时，所述电池荷电状态达到100％。4.根据权利要求2所述的一种电池容量估计方法，其特征在于，根据所述电池单体在充电过程中的相变反应确定所述第一容量增量电压曲线，并根据所述第一容量增量电压曲线上峰对应的电量计算得到所述单体电量，所述单体电量包括：第二电量、第三电量、第四电量和第五电量；所述第二电量为第二个峰对应的电量；所述第三电量为第四个峰、第三个峰和第二个峰对应的电量之和；所述第四电量为第三个峰对应的电量；所述第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜研，姜久春，张彩萍，高洋，张维戈，吴铁洲，王鹿军，廖力，吴智强，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：