基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法，其包括：S1、根据不同的平均电压值采集电池系统放电时预设数量和预设单体电压范围内的D个电芯电压V

【技术实现步骤摘要】
基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法


[0001]本专利技术涉及电池使用状态评估领域，具体地涉及一种基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车发展迅速，特别是去年一年销量达到三百多万辆纯电动汽车，为主机厂配套的电池厂家也是出货量急剧增加，同样的储能领域也获得飞速发展，数量庞大的电池系统不停的充放电运行，给电池系统管理提出了前说未有的挑战，电池质量评估显得尤为重要。
[0003]目前大多数电池包采用SOH，SOC和电压，电流，温度及功率等电池参数达到预设临界条件来综合制定控制策略，确保车辆电池包的安全充、放电运行。电池的充，放电截止条件由控制策略根据电池本身的特性来制定，无论三元，磷酸铁锂，钠离子电池或其它电化学性质的电池基本拥有相似的电化学特性，在电池电量末端和接近满电处，电压和电量斜率曲线变化明显，同一电池包内的电芯，在这两段时会根据自身容量的不同表现出相应的电压差异，具体地，在电池包的电量末端或接近末端时，电压参数可以几乎准确的反应出电池的容量差异，在相同的温度范围内，电池厂家也主要是根据电压这一关键参数来制定的电池保护策略。需要说明的是，针对串联的电池组作为整体分析，若其中有一个电芯有故障，正常情况下所述电芯电压值会出现几种情况，当故障电芯在整体容量高时，与平均电压相比电压可能会高，也可能会低，当电量接近低点时，所述故障电芯与平均电压相比电压可能会高，也可能会低，根据高低电量时对应的可能两种高低的电压值，故障电芯根据组合会得到4种可能，这种可能性对电池的影响的权重也不一样，选取合适的临界值会准确的帮助判断电池的性能状态。
[0004]电池使用方面，普遍情况是，维修人员参考的数据少，更换电池及维护靠经验，更无法预判电池衰减趋势，做好维修准备等；车辆续航评估偏差较大，只根据SOH等简单的数据，无法适用于压差保护等具体问题；电池厂家只知道大概的电池更换原因，粗略的统计电池故障率，无法区分到底是什么原因导致电池不均衡，是自放电，还是能量衰减，还是其它原因，导致技术改进缓慢。每次电池充放电故障，可续航能力，及综合的故障状态，这些复杂的信息不能综合得到运用，不能规范的输出给维修人员，车辆续航评估，电池厂家提供可靠的分析数据是亟待解决的问题。总之，目前急需一个相对完善的方案解决以上问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法，具体地涉及一种通过对电池包单体电芯电压差别数值分析，得出电芯性能质量状态权重值，来区分和衡量电池系统实际的可使用状态的方法及装置。
[0006]具体地，本专利技术提供一种基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法，其包括以下步骤：
[0007]S1、根据不同的平均电压值采集电池系统放电时预设数量和预设单体电压范围内的D 个电芯电压V
H
和V
K
以及此时电池系统对应的平均电压值V
均1
和V
均2
，具体方法如下所述：
[0008]当V
e
‑
10mV≤V
均1
≤V
e
+10mV且电流值满足
‑
10A≤I≤10A时，采集此时电池系统平均电压V
均1
，最低单体电芯的电压值和最高单体电芯的电压值各D个，并将该电压标记为V
H
，将多个单体电芯电压值V
H
连同单体电芯的编号进行保存；
[0009]当V
f
‑
10mV≤V
均2
≤V
f
+10mV且电流值满足
‑
10A≤I≤10A，采集最低单体电芯的电压值和最高单体电芯的电压值各D个，并将该电压标记为V
K
，将多个单体电芯电压值V
K
连同单体电芯的编号进行保存；其中，V
e
和V
f
均为电压参考值；
[0010]S2、根据采集到的电芯电压值V
H
及V
K
的性能特征将电芯分为四类，设4类电芯分别为R类电芯、U类电芯、V类电芯以及W类电芯，并确定R类电芯为分析对象，其具体包括以下步骤：
[0011]S21、在步骤S1采集的全部V
H
值中，若某一个V
H
值满足|V
均1
‑
V
h
|≥20mV，则保存该V
H
值，否则消除该V
H
值；
[0012]S22、在步骤S1采集的全部V
K
值中，若某一个V
K
值满足|V
均2
‑
V
k
|≥20mV，则保存该 V
k
值，否则消除该V
K
值；
[0013]S23、确定分析对象：建立电池分类表格，经过分析得到不同故障电芯的特性，将保存的所有V
H
及V
k
值进行分析比较，得出U类电芯、V类电芯及W类电芯故障影响小，R类电芯影响大，确定R类电芯为分析对象并保留有价值的R类电芯的电压值；
[0014]S3、根据R类电芯的电压值以及优化的OCV数据库，计算R类电芯SOC占标准电芯SOC 的比例，其具体包括以下步骤：
[0015]S31、建立优化后OCV数据库：将普通OCV数据库中的SOC和电压值分别预设为5*M％和V
5*M
，并使电压值和SOC一一对应且成对出现，根据下式计算得到N+1组电压值和SOC值，将所述N+1组电压值和SOC值进行保存，得到优化后OCV数据库；
[0016]N＝5*M
[0017][0018]其中，i取1
‑
4的正整数，M的值为0到20的自然数，N为0到100的自然数；
[0019]S32、在电池系统放电过程中，根据步骤S1采集的电压值，并对应步骤S31中的优化后OCV数据库，计算R类电芯SOC占标准电芯SOC的比例，具体包括以下子步骤：
[0020]S321、根据下式计算电池系统放电时标准电芯电压从V
均1
到V
均2
的SOC电量差值ΔQ
标
：
[0021]ΔQ
标
＝Q
均1
‑
Q
均2
[0022]其中，Q
均1
和Q
均2
分别标准电芯的V
均1
和V
均2
电压值在优化后OCV数据库中时对应的SOC 值；
[0023]S322、根据下式计算R类电芯的SOC电量差值ΔQ
R
：
[0024]ΔQ
R
＝Q
H
‑
Q
K
[0025]其中，Q
H...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电池OCV数据库的电池不均衡度评估方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、根据不同的平均电压值采集电池系统放电时预设数量和预设单体电压范围内的D个电芯电压V
H
和V
K
以及此时电池系统对应的平均电压值V
均1
和V
均2
，具体方法如下所述：当V
e
‑
10mV≤V
均1
≤V
e
+10mV且电流值满足
‑
10A≤I≤10A时，采集此时电池系统平均电压V
均1
，最低单体电芯的电压值和最高单体电芯的电压值各D个，并将该电压标记为V
H
，将多个单体电芯电压值V
H
连同单体电芯的编号进行保存；当V
f
‑
10mV≤V
均2
≤V
f
+10mV且电流值满足
‑
10A≤I≤10A，采集最低单体电芯的电压值和最高单体电芯的电压值各D个，并将该电压标记为V
K
，将多个单体电芯电压值V
K
连同单体电芯的编号进行保存；其中，V
e
和V
f
均为电压参考值；S2、根据采集到的电芯电压值V
H
及V
K
的性能特征将电芯分为四类，设4类电芯分别为R类电芯、U类电芯、V类电芯以及W类电芯，并确定R类电芯为分析对象，其具体包括以下步骤：S21、在步骤S1采集的全部V
H
值中，若某一个V
H
值满足|V
均1
‑
V
h
|≥20mV，则保存该V
H
值，否则消除该V
H
值；S22、在步骤S1采集的全部V
K
值中，若某一个V
K
值满足|V
均2
‑
V
k
|≥20mV，则保存该V
k
值，否则消除该V
K
值；S23、确定分析对象：建立电池分类表格，经过分析得到不同故障电芯的特性，将保存的所有V
H
及V
k
值进行分析比较，得出U类电芯、V类电芯及W类电芯故障影响小，R类电芯影响大，确定R类电芯为分析对象并保留有价值的R类电芯的电压值；S3、根据R类电芯的电压值以及优化的OCV数据库，计算R类电芯SOC占标准电芯SOC的比例，其具体包括以下步骤：S31、建立优化后OCV数据库：将普通OCV数据库中的SOC和电压值分别预设为5*M％和V
5*M
，并使电压值和SOC一一对应且成对出现，根据下式计算得到N+1组电压值和SOC值，将所述N+1组电压值和SOC值进行保存，得到优化后OCV数据库；N＝5*M其中，i取1
‑
4的正整数，M的值为0到20的自然数，N为0到100的自然数；S32、在电池系统放电过程中，根据步骤S1采集的电压值，并对应步骤S31中的优化后OCV数据库，计算R类电芯SOC占标准电芯SOC的比例，具体包括以下子步骤：S321、根据下式计算电池系统放电时标准电芯电压从V
均1
到V
均2
的SOC电量差值ΔQ
标
：ΔQ
标
＝Q
均1
‑
Q
均2
其中，Q
均1
和Q
均2
分别标准电芯的V
均1
和V
均2
电压值在优化后OCV数据库中时对应的SOC值；S322、根据下式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳建学，郝战铎，于国鼎，李许鹏，刘正豪，杨昌富，
申请(专利权)人：上海优续新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：