电池健康状态的估算方法、电池管理装置及电池管理系统制造方法及图纸

本申请公开一种电池健康状态的估算方法、电池管理装置及电池管理系统，所述方法可以实现电池包中的任意一个或多个单体电池的老化状态进行估算。应用在智能汽车、新能源汽车、网联汽车上，当电池包不可用时，采用本申请提供的方案对每个单体电池进行老化状态的估算，得到的估算结果可以为单体电池提供回收利用指南，进而提升电池包内单体电池的二次利用率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池健康状态的估算方法、电池管理装置及电池管理系统
本专利技术主要涉及电池健康状态的检测技术，尤其涉及一种电池健康状态的估算方法、电池管理装置及电池管理系统。
技术介绍
现阶段电动车的驱动能量主要来源于动力电池。由于，驱动电动车行驶需要较高能量，故动力电池通常由多个单体电池串联而成。通常，将多个单体电池串联而成的动力电池称之为电池包。电池包在长期使用过程中不可避免地发生老化，因此需要对电池包的老化状况进行预估。目前可以通过SOH(stateofhealth，电池健康状态)预估电池包的老化状况。其预估过程如下：通过电池包在充电或放电过程中的电流积分计算电池包的实际充电或放电荷容量，通过电池包在充电或放电过程中的电压积分计算电池包的理论充电或放电荷容量，基于电池包的理论充电或放电荷容量和电池包的实际充电或放电荷容量计算所有单体电池的SOH。上述电池健康状态的估算方法中，由于基于电池包的理论充电或放电荷容量和电池包的实际充电或放电荷容量计算所有单体电池的SOH，因此每次计算SOH时，同一电池包的所有单体电池均需要充电或放电，无法控制单一/部分单体电池或放电来计算被控制单体电池的SOH。
技术实现思路
基于上述技术问题，本专利技术的专利技术目的在于提供一种电池健康状态的估算方法、电池管理装置及电池管理系统。第一方面，本专利技术实施例提供了一种电池健康状态的估算方法，包括：获取目标通电回路，所述目标通电回路为电池包中一个单体电池与负载或充电设备所形成的通电回路，所述电池包包括多个单体电池；计算所述目标通电回路中单体电池在充电过程或放电过程中的理论电荷容量和实际电荷容量；根据所述理论电荷容量和所述实际电荷容量，计算所述目标通电回路中单体电池的SOH。采用本实现方式，可以实现对电池包中的一个单体电池的老化状态进行估算。当电池包不可用时，采用本申请提供的方案对电池包内每个单体电池进行老化状态的估算，得到的估算结果可以为电池包内单体电池提供回收利用指南，进而提升电池包内单体电池的二次利用率。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述目标通电回路为均衡回路包括单体电池、均衡电阻和均衡开关，所述单体电池、均衡电阻和均衡开关串联。采用本实现方式，在无需外接设备的条件下也可以进行健康状态的估算，进一步提升了方案的适用性。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量的步骤包括：采集目标通电回路中单体电池的初始开路电压V1i，所述初始开路电压是均衡开关闭合前的开路电压；控制所述均衡开关闭合，以使得所述目标通电回路导通；检测时间后，控制所述均衡开关斩断；采集所述目标通电回路中单体电池的结束开路电压V2i，所述结束开路电压是均衡开关斩断时的开路电压；查找预置OCV-SOC表，得到SOC1i和SOC2i，所述SOC1i是新鲜电池在开路电压是V1i初始开路电压时对应的电荷状态，所述SOC2i新鲜电池在开路电压是V2i结束开路电压时对应的电荷状态SOC2i；根据SOC1i及SOC2i计算目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量。采用本实现方式，可以通过查表的方式计算出目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量，与现有技术示出的采用积分运算处理方式相比较，在一定程度上降低了系统的计算量。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，根据如下公式计算目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量Qi；Qi＝(SOC1i-SOC2i)×Qnew，其中，所述Qnew是新鲜电池的总电荷容量，单位是C。采用本实现方式，计算出目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量，与现有技术示出的采用积分运算处理方式相比较，在一定程度上降低了系统的计算量。结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述检测时间小于或等于所述目标通电回路中单体电池从完全充满状态到放电完全状态所需的时间。采用本实现方式，可以在一定程度上缩短估算的时间。结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量的步骤包括：针对所述初始开路电压和所述结束开路电压进行积分运算，得到所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量Qdis_i。采用本实现方式，可以实现对目标通电回路中单体电池的实际电荷容量进行计算。结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量的步骤包括：采集所述目标通电回路中单体电池的实时开路电压，所述实时开路电压是所述均衡开关处于闭合状态时，按照预置采样频率采集的开路电压；根据如下公式计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量：所述Qdis_i是目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量，单位是C；所述T是放电时间，单位是min；Vi_t是实时开路电压，单位是V；所述R是均衡电阻的阻值，单位是Ω；所述f是预置采样频率，单位是Hz。采用本实现方式，可以通过加和的方式计算出目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量，与现有技术示出的采用积分运算处理方式相比较，在一定程度上降低了系统的计算量。结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，根据如下公式计算出目标通电回路中单体电池的SOH；所述ki是映射比例系数，所述ki基于所述V1i和所述V2i，查找预置ki表得到。采用本实现方式，在SOH计算的过程中引入ki，可以提升本方案的预估结果的准确性。结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述预置OCV-SOC表用于记录开路电压和电荷状态的对应关系；所述查找预置ki表用于记录开路电压和映射比例系数的对应关系。采用本实现方式，可以根据需求调取记录开路电压和电荷状态的对应关系和记录开路电压和映射比例系数。结合第一方面，在第一方面的第九种可能的实现方式中，在所述目标通电回路导通的过程中，所述单体电池小电流放电。采用本实现方式，小电流放电可适当延长目标通电回路中单体电池的放电时间，可以在一定程度上避免目标通电回路中单体电池的开路电压迅速下降到放电截止电压以下而造成的目标通电回路中单体电池损坏问题的出现。第二方面，本专利技术实施例提供了一种电池管理装置，包括获取模块，用于获取目标通电回路，所述目标通电回路为电池包中一个单体电池与负载或充电设备所形成的通电回路，所述电池包包括多个单体电池；生成模块，用于计算所述目标通电回路中单体电池在充电过程或放电过程中的理论电荷容量和实际电荷容量；还用于根据所述理论电荷容量和所述实际电荷容量，计算所述目标通电回路中单体电池的SOH。采用本实现方式，可以实现对电池包中一个单体电池的老化状态进行估算。当电池包不可用时，采用本申请提供的方案对电池包内每个单体电池进行老化状态的估算，得到的估算结果可以为电池包内单体电池提供回收利用指南，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池健康状态的估算方法，其特征在于，包括：/n获取目标通电回路，所述目标通电回路为电池包中一个单体电池与负载或充电设备所形成的通电回路，所述电池包包括多个单体电池；/n计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程或充电过程中的理论电荷容量和实际电荷容量；/n根据所述理论电荷容量和所述实际电荷容量，计算所述目标通电回路中单体电池的SOH。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池健康状态的估算方法，其特征在于，包括：
获取目标通电回路，所述目标通电回路为电池包中一个单体电池与负载或充电设备所形成的通电回路，所述电池包包括多个单体电池；
计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程或充电过程中的理论电荷容量和实际电荷容量；
根据所述理论电荷容量和所述实际电荷容量，计算所述目标通电回路中单体电池的SOH。


2.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述目标通电回路为均衡回路，所述均衡回路包括单体电池、均衡电阻和均衡开关，所述单体电池、均衡电阻和均衡开关串联。


3.根据权利要求2所述的估算方法，其特征在于，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量的步骤包括：
采集所述目标通电回路中单体电池的初始开路电压，所述初始开路电压是均衡开关闭合前的开路电压；
控制所述均衡开关闭合，以使得所述目标通电回路导通；
检测时间后，控制所述均衡开关斩断；
采集所述目标通电回路中单体电池的结束开路电压，所述结束开路电压是均衡开关斩断时的开路电压；
查找预置OVC-SOC表，得到SOC1i和SOC2i，所述SOC1i是新鲜电池在开路电压是初始开路电压时对应的电荷状态，所述SOC2i是新鲜电池在开路电压是结束开路电压时对应的电荷状态；
根据所述SOC1i和SOC2i，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量。


4.根据权利要求3所述的估算方法，其特征在于，根据如下公式计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量；
Qi＝(SOC1i-SOC2i)×Qnew，其中，所述Qi是目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量，单位是C，所述Qnew是新鲜电池的总电荷容量，单位是C。


5.根据权利要求3-4任一项所述的估算方法，其特征在于，所述检测时间小于或等于所述目标通电回路中单体电池从完全充满状态到放电完全状态所需的时间。


6.根据权利要求3-5任一项所述的估算方法，其特征在于，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量的步骤包括：
针对所述初始开路电压和所述结束开路电压进行积分运算，得到所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量。


7.根据权利要求2-5任一项所述的估算方法，其特征在于，计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的理论电荷容量的步骤包括：
采集所述目标通电回路中单体电池的实时开路电压，所述实时开路电压是所述均衡开关处于闭合状态时，按照预置采样频率采集的开路电压；
根据如下公式计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量



所述Qdis_i是目标通电回路中单体电池在放电过程中的实际电荷容量，单位是C；所述T是放电时间，单位是min；所述Vi_t是实时开路电压，单位是V；所述R是均衡电阻的阻值，单位是Ω；所述f是预置采样频率，单位是Hz。


8.根据权利要求3-7任一项所述的估算方法，其特征在于，根据如下公式计算出目标通电回路中单体电池的SOH；



所述ki是映射比例系数，所述ki基于所述初始开路电压和所述结束开路电压，查找预置ki表得到。


9.根据权利要求3-8任一项所述的估算方法，其特征在于，所述预置OCV-SOC表用于记录开路电压与电荷状态的对应关系；所述预置ki表用于记录开路电压与映射比例系数的对应关系。


10.根据权利要求1-9任一项所述的估算方法，其特征在于，在所述目标通电回路导通的过程中，所述单体电池小电流放电。


11.一种电池管理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标通电回路，所述目标通电回路为电池包中一个单体电池与负载或充电设备所形成的通电回路，所述电池包包括多个单体电池；
生成模块，用于计算所述目标通电回路中单体电池在放电过程中或充电过程中的理论电荷容量和实际电荷容量；
还用于根据所述理论电荷容量和所述实际电荷容量，计算所述目标通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雅丹，刘利梁，房保金，鲁秀楠，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44