用于估计电池健康状态的方法技术

披露了一种用于估计电动或混合动力车辆的电池健康状态的方法，包括根据其荷电状态计算所述健康状态的步骤，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计电池健康状态的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于估计电池健康状态的方法。本专利技术更具体地涉及旨在为电动或混合动力机动车辆供电的电池。
[0002]确定电池的健康状态或老化是对于表征电池状态以便优化能量的放电/充电以及蓄电池的使用寿命来说必不可少的条件。
[0003]在本申请中，“电池健康状态”是指在给定时刻估计的电池能量健康状态或SOHE的指标，该指标反映了尤其是电池的使用年限及其使用状况导致的电池自主性的劣化程度。
[0004]一旦该参数达到阈值，则电池被认为是过于老旧，并且可以从负载电路中移除，例如用于非车载的二次寿命用途。SOHE还用于BMS(电池管理系统)特定的其他内部计算。作为提醒，BMS是可以管理和控制电池的各种参数(如例如，其荷电状态或SOC)的电子系统。
[0005]SOHE通常由BMS在电池使用时、尤其是在车辆行驶时的放电时段或车辆连接到充电终端时的充电时段期间进行计算。此时，电池健康状态的“在线”估计也称为“车载”估计，因为该估计是由车载BMS自主进行的。目前，这些在线计算往往不是很可靠，有时相对于SOHE的真实值观察到的差异相对较大。
[0006]电池健康状态可以由各种量来进行量化。最常用的是所研究电池的容量、电阻或实际阻抗的变化。
[0007]无论使用什么参数进行定义，电池健康状态都必须精确，以避免发生不合时宜的故障的风险或由所述电池供电的系统性能意外劣化的风险。这对于电动或混合动力机动车辆电池来说尤其重要。此外，取决于制造商，电动车辆出售时可能不带电池。此时电池就需要单独的租赁/维护合同。在这种情况下，电池健康状态是电池租赁/维护合同中包括的保修的主要输入数据。
[0008]由于该问题的技术和经济重要性，已经提出了很多用于估计电池健康状态的方法。因此，文献US 2011112781披露了一种用于基于从用于管理设有传感器的电池的系统采集的与电池行为相关的动态量、尤其是与SOC和温度相关的量来估计车辆电池健康状态的方法。根据一个示例性实施例，该方法使用第一算法(称为基于时间的算法)和第二算法(称为基于事件的算法)来估计电池健康状态。基于时间的算法周期性地(例如，每毫秒一次、每秒一次等)接收所采集的量(例如SOC)，并提供相应的输出。基于事件的算法可以从电池采集的量中提取特定数据，通常是与SOC的变化相关的数据，并将它们与SOC的最大值或最小值进行比较，并提供相应的输出。然后结合基于时间的算法和基于事件的算法的输出来估计电池的能量健康状态。
[0009]这种在线方法的好处是补偿基于时间的算法的局限性，具体地，该基于时间的算法可能没有考虑可能发生的某些内部采样事件，因为该算法仅使用周期性采样的电池信息作为输入。通常，如果每秒获取一次电池单体的SOC，并且SOC在两次获取之间短暂地达到峰值，那么基于时间的算法将不会考虑该信息，这可能会影响对健康状态的整体预测。基于事件的算法通过将给定时刻荷电状态的变化作为输入并将其与先前已知的值进行比较缓解了这种情况。
[0010]然而，所获得的估计的精确度随着电池的使用寿命增加而变得不可靠，并且根据
来自电池的具体使用数据(即，取决于电池的具体使用状况)存在显著估计漂移的风险。该估计无法实现选择最接近该参数真实值的SOHE的计算值以及消除远离真实值的值。
[0011]换言之，需要能够消除对电池能量健康状态的在线估计的潜在漂移。
[0012]本专利技术的一个目的是提出一种对电池、特别是电动或混合动力车辆配备的电池能量健康状态的估计，通过考虑电池的具体使用状况，这种估计在电池的整个使用期间是精确的。
[0013]为此，本专利技术涉及一种用于估计电动或混合动力车辆的电池健康状态的方法，该方法包括基于在电池上测量的包括其充电状态在内的至少一个参数计算所述健康状态的步骤，该方法的特征在于，该方法包括以下步骤：
[0014]‑
选择车辆的典型使用情况，包括总是对应于基本相同的行驶距离的放电事件或总是对应于基本相同的在充电终端处再充电的时段的充电事件，每次放电或充电事件后都有比该电池的给定弛豫时间更长的休息时段；
[0015]‑
确定控制值，该控制值在给定的初始时刻代表所选择的使用情况的放电或充电事件期间电池荷电状态的变化；
[0016]‑
基于控制值与所选择的使用情况的事件结束时荷电状态的变化之间的比较，估计所述电池的能量健康状态。
[0017]这种通过使用除车载BMS以外的计算机，以离线或非车载方式获得的对电池健康状态的估计是特别有利的，因为它可以提供电池健康状态的参考值，从而有可能检测到电池健康状态的在线估计的潜在漂移，这通过车载BMS中的已知方法实现。
[0018]有利地，该方法包括以下在先步骤：
[0019]‑
从包括所述电动或混合动力车辆的一组车辆采集使用数据，所述数据至少与每次放电事件时所覆盖的行驶距离或每次充电事件时的再充电时段相关；
[0020]‑
通过应用用于过滤所采集的使用数据的至少一个条件来选择所述电动或混合动力车辆，这使得可以确定所述电动或混合动力车辆的典型使用情况。
[0021]凭借过滤来自一组车辆的使用数据，可以选择一个或多个目标车辆获得其在给定时段内的常规行驶行为，并且因此确定可以以最高的可能置信度采用对于计算电池健康状态有益的数据的充电或放电事件。
[0022]根据所确定的包括放电事件的典型使用情况的一个实施例，电池健康状态的估计由以下关系确定：
[0023][0024]其中，ΔSOC
BOL
表示所述控制值；
[0025]ΔSOC是所确定的典型使用情况下所考虑的放电事件期间荷电状态的变化。
[0026]根据所确定的包括充电事件的典型使用情况的另一个实施例，电池健康状态的估计由以下关系确定：
[0027][0028]其中，表示所述控制值，ΔE
ch，BOL
对应于在所述给定初始时刻充电事件期
间充电的能量，并且ΔSOC
BOL
表示在该充电事件期间电池荷电状态的变化；
[0029]表示在所确定的典型使用情况下所考虑的充电事件期间充电的能量与荷电状态变化的比率。
[0030]有利地，用于过滤车辆使用数据的所述至少一个条件可以基于给定时段的放电或充电事件的最小数量。
[0031]有利地，用于过滤车辆使用数据的所述至少一个条件可以基于给定时段内的最小累积使用时间。
[0032]有利地，所述控制值对应于代表电池寿命开始时电池荷电状态变化的值。
[0033]有利地，该方法包括在电池寿命开始时校准所述控制值的步骤。
[0034]有利地，在典型使用情况的事件期间的荷电状态变化是通过基于在开始时刻和结束时刻开路中的电池两端的电压直接确定在所述事件的所述开始时刻和结束时刻的荷电状态来获得的。
[0035]通过以下参照附图指示性地和完全非限制性地给出的描述，本专利技术的其他特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计电动或混合动力车辆的电池能量健康状态的方法，该方法包括基于在该电池上测量的包括其荷电状态在内的至少一个参数计算所述健康状态的步骤，该方法的特征在于，该方法包括以下步骤：
‑
选择该车辆的典型使用情况，包括总是对应于基本相同的行驶距离的放电事件或总是对应于基本相同的在充电终端处再充电的时段的充电事件，每次放电或充电事件后都有比该电池的给定弛豫时间更长的休息时段；
‑
确定控制值，该控制值在给定的初始时刻代表所选择的使用情况的放电或充电事件期间该电池荷电状态的变化；
‑
基于该控制值与所选择的使用情况的事件结束时该荷电状态的变化之间的比较，估计所述电池的能量健康状态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下在先步骤：
‑
从包括所述电动或混合动力车辆的一组车辆采集使用数据，所述数据至少与每次放电事件时所覆盖的行驶距离或每次充电事件时的再充电时段相关；
‑
通过应用用于过滤所采集的使用数据的至少一个条件来选择所述电动或混合动力车辆，这使得可以确定所述电动或混合动力车辆的典型使用情况。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所确定的包括放电事件的典型使用情况，该电池的能量健康状态的估计由以下关系确定：其中，ΔSOC
BOL
表示所述控制值；ΔSOC是所确定的典型使用情...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：