锂电池健康状态估算方法技术

本发明专利技术公开了锂电池健康状态估算方法，本发明专利技术以电池的电压、电流、内阻和温度为输入量，荷电状态作为输出，建立四输入一输出的测算模型，再以荷电状态为基础，估算电池的健康状况，有利于准确评估电池的健康状况。有利于准确评估电池的健康状况。

【技术实现步骤摘要】
锂电池健康状态估算方法


[0001]本专利技术属于电池管理
，尤其涉及锂电池健康状态估算方法。

技术介绍

[0002]电池健康状态(SOH)直接影响到电池组的实用性、经济性及安全性，电池健康状态(SOH)是缓慢且不可逆的过程，随着循环使用次数的不断增加，电池的容量、内阻、温升等会逐渐向不利的方向发展，直至不能满足设计的要求。
[0003]电池荷电状态(SOC)是蓄电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。只能告诉用户电量剩余百分比，不能告诉用户确切的剩余电量，因此无法快速准确的估算动力电池组的电池健康状态。
[0004]目前，动力电池的电池健康状态的估算方法主要有三类。
[0005]一、完全放电法，完全放电法是基于离线条件下，对动力电池组进行完全放电对电池健康状态进行估算。缺陷在于测试负载笨重，操作不便；而且估算过程中，完全放电法对动力电池组的使用寿命会造成一定影响。
[0006]二、内阻估算法，利用电池健康状态和电池内阻之间的对应关系对电池健康状态进行估算。缺陷在于电池内阻很小，一般是毫欧级的小信号，但内阻和电池健康状态并不构成线性关系，在动力电池组容量降为80％前的范围内变化不大，想要准确测量电池内阻也比较困难，准确性较差。
[0007]三、电化学模型法，电化学模型法通过分析电池内部所发生的反应，建立电化学模型，根据模型计算容量的衰减。缺陷在于需要通过大量的实验建立模型，实验数据测试周期长，估算结果误差大。
[0008]因此，如何快速、准确估算动力电池的健康状态是企业亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术的问题，提出技术方案如下：
[0010]锂电池健康状态估算方法，包括如下步骤：
[0011]获取t时刻及t
‑
1时刻下的电池的荷电状态；
[0012]计算Δt时间内K值与评价系数m，
[0013]当m<0时，
[0014]当m>0时，Δt为t时刻与t
‑
1时刻之间的时间差，Δy为Δt内电池的荷电状态变化量；
[0015]判断K＞n是否成立，若成立，则说明存在锂电池健康问题。
[0016]进一步的，电池在t
‑
1时刻至t时刻之间处于相同的工作状态。
[0017]进一步的，所述电池的荷电状态的获取方法为：
[0018]构建测算模型；
[0019]获取电池的充放电数据，并根据充放电数据计算出特征变量；
[0020]将特征变量输入测算模型获取电池的最大可用容量
[0021]获取电池的剩余容量，并根据最大可用容量与剩余容量估计电池的荷电状态。
[0022]进一步的，所述测算模型的构建方法为：
[0023]获取电池的寿命衰减数据；
[0024]根据所述寿命衰减数据构建电池的特征变量并计算容量数据序列；
[0025]基于最小二乘法拟合所述容量数据序列和特征变量，构建相关模型。
[0026]进一步的，所述特征变量包括：等压降放电安时和/或等压降充电安时；
[0027]所述等压降放电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降放电后所对应的安时数；
[0028]所述等压降充电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降充电后所对应的安时数。
[0029]进一步的，获取所述电池的剩余容量的步骤具体包括：
[0030]根据SOC
‑
OCV曲线计算所述待测电池的容量初值；
[0031]基于安时积分法计算所述待测电池的容量变化值；
[0032]根据所述容量初值和所述容量变化值计算所述剩余容量。
[0033]进一步的，所述充放电数据和所述寿命衰减数据包括以下参数：充放电过程中，电池的电压、电流、内阻和温度。
[0034]本专利技术的有益效果为：本专利技术以电池的电压、电流、内阻和温度为输入量，荷电状态作为输出，建立四输入一输出的测算模型，再以荷电状态为基础，估算电池的健康状况，有利于准确评估电池的健康状况。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。
[0036]锂电池健康状态估算方法，包括如下步骤：
[0037]获取t时刻及t
‑
1时刻下的电池的荷电状态；
[0038]计算Δt时间内K值与评价系数m，
[0039]当m<0时，
[0040]当m>0时，Δt为t时刻与t
‑
1时刻之间的时间差，Δy为Δt内电池的荷电状态变化量；
[0041]判断K＞n是否成立，若成立，则说明存在锂电池健康问题。
[0042]电池在t
‑
1时刻至t时刻之间处于相同的工作状态。
[0043]该方法的目的在于，第一先判断电池是处于充电状态还是放电状态，及m与0的关系，m<0则说明荷电状态随时间降低，为放电状态，此时K大于n则说明荷电状态随时间降低过快，容量利用出现一定问题，暗示存在锂电池健康问题；m>0则说明荷电状态随时间降升高，为充电状态，此时K大于n则说明荷电状态随时间升高缓慢，充电过程收到一定的阻碍，也暗示存在锂电池健康问题。n为经验值，根据不同的电池类型确定为不同的数值。
[0044]所述电池的荷电状态的获取方法为：
[0045]构建测算模型；
[0046]获取电池的充放电数据，并根据充放电数据计算出特征变量；
[0047]将特征变量输入测算模型获取电池的最大可用容量
[0048]获取电池的剩余容量，并根据最大可用容量与剩余容量估计电池的荷电状态。
[0049]所述测算模型的构建方法为：
[0050]获取电池的寿命衰减数据；
[0051]根据所述寿命衰减数据构建电池的特征变量并计算容量数据序列；
[0052]基于最小二乘法拟合所述容量数据序列和特征变量，构建相关模型。
[0053]所述特征变量包括：等压降放电安时和/或等压降充电安时；
[0054]所述等压降放电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降放电后所对应的安时数；
[0055]所述等压降充电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降充电后所对应的安时数。
[0056]获取所述电池的剩余容量的步骤具体包括：
[0057]根据SOC
‑
OCV曲线计算所述待测电池的容量初值；
[0058]基于安时积分法计算所述待测电池的容量变化值；
[0059]根据所述容量初值和所述容量变化值计算所述剩余容量。
[0060]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂电池健康状态估算方法，其特征在于，包括如下步骤：获取t时刻及t
‑
1时刻下的电池的荷电状态；计算Δt时间内K值与评价系数m，当m<0时，当m>0时，Δt为t时刻与t
‑
1时刻之间的时间差，Δy为Δt内电池的荷电状态变化量；判断K＞n是否成立，若成立，则说明存在锂电池健康问题。2.根据权利要求1所述的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，电池在t
‑
1时刻至t时刻之间处于相同的工作状态。3.根据权利要求1所述的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，所述电池的荷电状态的获取方法为：构建测算模型；获取电池的充放电数据，并根据充放电数据计算出特征变量；将特征变量输入测算模型获取电池的最大可用容量获取电池的剩余容量，并根据最大可用容量与剩余容量估计电池的荷电状态。4.根据权利要求3所述的锂电池健康状态估算方法，其特征在于，所述测算模型的构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮雳，况峰，杨建勋，张辽，杜瑞丛，
申请(专利权)人：安徽理士新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：