一种电源系统健康状态计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电源健康状态技术领域，具体涉及一种电源系统健康状态计算方法及装置。该方法从大量的充放电数据中提取出充电分组，针对其中的充电分组以及充电分组前的多条数据，从中筛选出静态电压数据，利用静态电压数据以及SOC

【技术实现步骤摘要】
一种电源系统健康状态计算方法及装置


[0001]本专利技术属于电源健康状态
，具体涉及一种电源系统健康状态计算方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源车辆的广泛普及，部分车辆进入到寿命末期，电池的安全问题、二次利用及残值评估等问题也越来越受到整个行业的重视。但电池健康度的精准评估一直是行业内一个难题，因对每台车辆进行完整的深充需要耗费大量成本，所以急需一种基于运营数据的数据技术准确评估电池的健康状态SOH(State of Healthy，为实际容量和额定容量的比值)。
[0003]LFP(磷酸铁锂)电源系统在新能源车辆上应用广泛，但因其材料特性，存在电压平台期，在平台期无法精确估算SOC，导致SOH计算困难。基于电池模型的SOH计算方法，因为缺少对现实工况和时间老化的动态考虑，导致无法精确计算车辆SOH。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电源系统健康状态计算方法，用以解决现有技术计算健康状态不准确的问题；同时，本专利技术还提供了一种用于实现上述电源系统健康状态计算方法的电源系统健康状态计算装置。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：
[0006]本专利技术的一种电源系统健康状态计算方法，包括如下步骤：
[0007]1)获取电源系统的不同时刻对应的多条充放电数据，一条充放电数据包括充/放电时刻、显示荷电状态、充/放电电流、最高单体电压和最低单体电压，从中提取出满足要求的充电场景数据，所述充电场景数据包括多个充电分组，一个充电分组的数据为一次充满电的数据；
[0008]2)对于一个充电分组，进行如下计算：
[0009]依据各个时刻及其对应的充电电流，确定该次充电的充电容量C
N
；
[0010]若此次充电的充电电流大于等于设定充电电流阈值A1，提取该充电分组前的多条充放电数据，从中筛选出放电电流小于设定静态电流阈值A2且持续时间最长的一段充放电数据，依据该段充放电数据中最后一条数据的最高单体电压V
静高
/最低单体电压V
静低
、以及SOC
‑
OCV关系，确定与最后一条数据的最高单体电压V
静高
/最低单体电压V
静低
对应的最高静态电压真实荷电状态SOC
静高
/最低静态电压真实荷电状态SOC
静低
；依据如下公式计算得到此次充电的充电开始最高单体的真实荷电状态SOC
高始
和充电开始最低单体的真实荷电状态SOC
低始
：
[0011]SOC
高始
＝SOC
静高
+(SOC
1显
‑
SOC
静显
)，SOC
低始
＝SOC
静真
+(SOC
1显
‑
SOC
静显
)
[0012]式中，SOC
静显
表示所述一段充放电数据中最后一条数据的显示荷电状态SOC
静显
，
SOC
1显
表示该充电分组第一条数据的显示荷电状态；
[0013]3)按照如下公式计算最高单体的健康状态SOH
单
：SOH
单
＝C
N
/[(100％
‑
SOC
高始
)*C
额
]，C
额
表示最高单体的额定容量；
[0014]4)按照如下公式计算电源系统的健康状态SOH
系统
：SOH
系统
＝SOH
单
*k
一致性
，k
一致性
表示一致性系数，k＝100％
‑
SOC
高始
‑
SOC
低始
。
[0015]上述技术方案的有益效果为：本专利技术从大量的充放电数据中提取出充电分组，针对其中的充电分组以及充电分组前的多条数据，从中筛选出静态电压数据，利用静态电压数据以及SOC
‑
OCV关系，便可确定静态电压数据对应的真实荷电状态，在得到该真实荷电状态后，又对其进行修正与补偿，从而得到充电开始最高单体的真实荷电状态SOC
高始
和充电开始最低单体的真实荷电状态SOC
低始
；结合该次充电的充电容量C
N
，便可计算得到最高单体的健康状态SOH
单
；最后，考虑到电池之间的一致性，计算得到电源系统的健康状态SOH
系统
。
[0016]该方法整体考虑到多方面因素：首先，并不是直接使用充电开始时的显示荷电状态作为充电开始荷电状态进行后续计算，而是考虑到静态电压取值时刻和充电开始时刻之间可能存在的充放电行为，利用补偿后的静态电压数据所计算得到的荷电状态作为充电开始荷电状态，保证了后续健康状态计算的准确性；其次，在计算电池单体的健康状态时，计算的是最高单体的健康状态，这么处理是因为最高单体一般都充满电，相对来说数据获取较容易且方便后续计算；最后，考虑到多个单体之间的一致性，计算得到电源系统的健康状态，使得计算得到的健康状态更为准确。
[0017]进一步地，还包括步骤5)～6)；
[0018]5)利用如下公式修正SOC
‑
OCV关系：
[0019]SOC＝A
×
e
B
×
OCV
[0020]A＝A1
×
e
A2
×
t
[0021]B＝B1
×
e
B2
×
t
[0022]式中，SOC表示与静态电压OCV对应的荷电状态，A1、A2、B1、B2均表示老化参数，t表示使用时间；
[0023]6)利用修正后的SOC
‑
OCV关系，重新执行步骤2)～4)，以得到修正后的电源系统的健康状态SOH
系统
。
[0024]上述技术方案的有益效果为：考虑到电池老化作用对SOC
‑
OCV关系进行修正，利用修正的SOC
‑
OCV关系来计算得到电源系统的健康状态SOH
系统
，保证了健康状态计算的准确性。
[0025]进一步地，使用时间t采用如下公式计算得到：
[0026][0027]式中，k1和k2均表示使用时间参数，SOH表示电源系统的健康状态，为步骤4)得到的电源系统的健康状态。
[0028]上述技术方案的有益效果为：利用电源系统的健康状态来表征电源系统的使用时间，而不是当前时间减去出厂时间或销售时间作为使用时间，是考虑到时间不准确和电池更换都让这种方法计算的使用时间没有意义，因而本专利技术方法保证了使用时间计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源系统健康状态计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取电源系统的不同时刻对应的多条充放电数据，一条充放电数据包括充/放电时刻、显示荷电状态、充/放电电流、最高单体电压和最低单体电压，从中提取出满足要求的充电场景数据，所述充电场景数据包括多个充电分组，一个充电分组的数据为一次充满电的数据；2)对于一个充电分组，进行如下计算：依据各个时刻及其对应的充电电流，确定该次充电的充电容量C
N
；若此次充电的充电电流大于等于设定充电电流阈值A1，提取该充电分组前的多条充放电数据，从中筛选出放电电流小于设定静态电流阈值A2且持续时间最长的一段充放电数据，依据该段充放电数据中最后一条数据的最高单体电压V
静高
/最低单体电压V
静低
、以及SOC
‑
OCV关系，确定与最后一条数据的最高单体电压V
静高
/最低单体电压V
静低
对应的最高静态电压真实荷电状态SOC
静高
/最低静态电压真实荷电状态SOC
静低
；依据如下公式计算得到此次充电的充电开始最高单体的真实荷电状态SOC
高始
和充电开始最低单体的真实荷电状态SOC
低始
：SOC
高始
＝SOC
静高
+(SOC
1显
‑
SOC
静显
)，SOC
低始
＝SOC
静真
+(SOC
1显
‑
SOC
静显
)式中，SOC
静显
表示所述一段充放电数据中最后一条数据的显示荷电状态SOC
静显
，SOC
1显
表示该充电分组第一条数据的显示荷电状态；3)按照如下公式计算最高单体的健康状态SOH
单
：SOH
单
＝C
N
/[(100％
‑
SOC
高始
)*C
额
]，C
额
表示最高单体的额定容量；4)按照如下公式计算电源系统的健康状态SOH
系统
：SOH
系统
＝SOH
单
*k
一致性
，k
一致性
表示一致性系数，k＝100％
‑
SOC
高始
‑
SOC
低始
。2.根据权利要求1所述的电源系统健康状态计算方法，其特征在于，还包括步骤5)～6)；5)利用如下公式修正SOC
‑
OCV关系：SOC＝A
×
e
B
×
OCV
A＝A1
×
e
A2
×
t
B＝B1
×
e
B2
×
t
式中，SOC表示与静态电压OCV对应的荷电状态，A1、A2、B1、B2均表示老化参数，t表示使用时间；6)利用修正后的SOC
‑
OCV关系，重新执行步骤2)～4)，以得到修正后的电源系统的健康状态SOH
系统
。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，李云肖，陈雨晴，李静，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：