一种基于电池电压变化模式而估计ＳＯＨ的装置。数据存储单元，在每次ＳＯＨ的估计，从感测器获得并存储电池电压、电流以及温度数据。第一ＳＯＣ估计单元通过使用电池电流数据的电流积分来估计第一ＳＯＣ。第二ＳＯＣ估计单元根据电压变化模式来估计开路电压，并使用开路电压与ＳＯＣ之间以及温度与ＳＯＣ之间的相关性来计算及存储对应于开路电压及温度的第二ＳＯＣ。加权平均值收敛计算单元计算并存储第二ＳＯＣ的变化与第一ＳＯＣ的变化的比率的加权平均值的收敛值。ＳＯＨ估计单元使用加权平均收敛值与电池容量之间的相关性来估计出对应于加权平均收敛值的电池容量，估计出所估计的电池容量相对于初始容量的相对比率并将该相对比率存储为ＳＯＨ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于估计电池健康状态(State of Health, S0H)的装置及方法， 并且更具体而言，涉及用于基于充电状态(State Of Charge, S0C)来估计电池健康状态的 装置及方法，其中，健康状态是代表电池的容量衰退的参数，充电状态是代表电池的剩余容 量的参数。
技术介绍
一般来说，电动车辆或混合动力车辆(下文中均称为电力驱动车辆)使用存储在 电池中的电能、以电力驱动模式来驱动。使用化石燃料的车辆利用液态燃料来操作发动机，因此测量燃料的剩余量并不 难。但对于电力驱动车辆来说，电池的剩余能量并不容易精确地测量出来。电力驱动车辆使用充电于电池中的能量来移动，所以检查电池的剩余容量是非常 重要的。因此，由检查电池的SOC来告知驾驶人例如可能的行驶距离等信息的技术已经蓬 勃地发展。举例来说，有一种方法是当电池充电/放电时，对其电压进行测量；在未负载的状 态下，由测量到的电压来估计电池的开路电压，然后参考对每个开路电压均定义SOC的SOC 表格，对应于所估计的开路电压来映射S0C。然而，当电池充电/放电时，由于压降效应aR drop effect)，所估计出的电池电压与实际的电压有显著地差异，因此，除非校正该误差， 否则无法获得精确的S0C。其中，压降效应是指当电池连接至负载来开始放电、或由外部电力源开始充电时， 其电压快速变化的现象。即，当电池开始放电时，其电压会快速降低，而当电池开始充电时， 其电压会快速增加。另一示例是一种由对电池的充电、放电电流进行积分来对其电池的SOC进行估计 的方法。使用该方法时，由于电流测量过程中所产生的测量误差持续地累积，因该SOC的精 确度会随时间而下降。同时，除了前述的SOC，SOH是代表电池的状态的另一参数。SOH是量化地表示因老 化效应而造成的电池容量变化的参数，以及其允许用于检查电池的容量衰退了多少。因此， 如果检查S0H，即可以在适当的时间点处更换电池，且还可根据电池的使用期限控制电池的 充电/放电容量，以避免电池被过度充电或过度放电。电池容量特征的变化反映在电池内部电阻的变化上，因此一般皆知可由电池的内 部电阻及温度来估计S0H。换言之，通过充电/放电实验，由电池的每个内部电阻及其温度 来测量出电池的容量。接着，基于电池的初始容量将所测量出的容量估计为相对的数值，以 得出用于SOH映射的查找表。然后，在实际的电池使用环境下，电池的内部电阻及温度均被 测量，然后由前述的查找表映射出对应于内部电阻及温度的SOH以估计电池的S0H。在前述的SOH估计方法中，最重要的是如何精确获得电池内部电阻。然而，当电池 充电/放电时，事实上不可能直接测量出电池内部电阻。因此，通常是测量电池电压及充电/放电电流，以间接地根据欧姆定律计算出电池内部电阻。然而，由于压降效应造成电池电 压与实际电压不一致，且电池电流还有测量误差，根据欧姆定律简单计算出的内部电阻、以 及由内部电阻估计出的SOH并不确保足够的可信度。
技术实现思路
本专利技术被设计成解决现有技术的问题，并因此本专利技术的目的是提供具有高精确性 的估计SOH的装置及方法。本专利技术的另一目的是提供一种估计SOH的装置及方法，其是当SOH为由数学模型 所估计时，由使用从电池电压变化模式所估计的SOC来提高SOH估计的精确度。本专利技术的又一目的是提供一种估计SOH的装置及方法，其是当SOH由数学模型所 估计时，通过一起考虑以不同方式所估计出的S0C，可以提高SOH估计的精确度。为了达成上述目的，本专利技术提供一种用于基于电池电压变化模式估计电池的SOH 的装置。该装置包括数据存储单元，其用于在估计SOH时，获得并存储来自电压感测单元、 电流感测单元以及温度感测单元的电池电压、电流以及温度数据，且该电压感测单元、该电 流感测单元以及该温度感测单元耦合至该电池；第一 SOC(充电状态)估计单元，其用于通 过使用存储的电池电流数据的安培计算方式来估计出第一 SOC ；第二 SOC估计单元，其用 于由存储的电池电压变化模式估计开路电压，以及使用开路电压与SOC之间的相关性、以 及电池温度与SOC之间的相关性来计算并存储对应于该开路电压以及该电池温度的第二 SOC ；加权平均值收敛计算单元，其用于计算并存储第二 SOC的变化与第一 SOC的变化的比 率(或SOC变化比率)的加权平均值的收敛值；SOH估计单元，其通过用于使用SOC变化比 率的加权平均收敛值与电池容量之间的相关性来估计对应于存储的SOC变化比率的加权 平均收敛值的电池容量，估计所估计出的电池容量与初始电池容量的相对比率，以及存储 该相对比率作为S0H。在本专利技术的一方面中，SOC变化比率的加权平均收敛值与电池容量之间的相关性 是查找表，其中对SOC变化比率的每个加权平均收敛值均定义电池容量。在这种情况下， SOH估计单元是根据该查找表通过映射进行对应于存储的SOC变化比率的加权平均收敛值 的电池容量的估计。在本专利技术的另一方面，SOC变化比率的加权平均收敛值与电池容量之间的相关性 为函数，该函数分别使用SOC变化比率的加权平均收敛值以及电池容量作为输入参数以及 输出参数。在这种情况下，该SOH估计单元通过将存储的SOC变化比率的加权平均收敛值 作为输入参数代入该函数以估计电池容量。选择性地，当计算出当前电池容量与初始电池容量的相对比率时，该SOH估计单 元基于最低允许电池容量计算出相对比率。优选地，第二 SOC估计单元包括开路电压变化计算单元，其用于通过应用数学模 型以由现在及以往所测量的存储电池电压的变化模式来计算开路电压变化，当中该数学模 型定义电池电压的变化模式与开路电压变化之间的相关性，以及把对应于电池温度的校正 因子反映到所计算出的开路电压变化以估计现阶段的开路电压变化；开路电压计算单元， 其用于把已估计的开路电压变化反映到前一阶段所估计出的电池开路电压以估计现阶段 的电池开路电压；以及SOC估计单元，其用于使用开路电压与SOC之间的相关性、以及温度与SOC之间的相关性，以估计并存储对应于所估计的开路电压及测量温度的S0C。优选地，开路电压计算单元通过增加差值至现阶段的开路电压以校正开路电压 值，该差值是当前及先前电池电压的加权平均值(较早测量得的电池电压被赋予较大的权 数)和前一阶段的开路电压之间的差值。此时，先前电池电压是前一阶段所测量出的电池 电压。优选地，该估计开路电压变化通过将所计算出的开路电压变化乘以根据温度的校 正因子来计算。优选地，构造变化模式的电池电压至少包括现阶段所测量出的电压Vn、前一阶段 所测量出的电压Vlri、以及前一阶段的前一阶段所测量出的电压\_2。在本专利技术中，该数学模型是利用数学运算来定义，数学运算在现在阶段及前一阶 段之间的电池电压变化和由电池电压变化模式中的每一电压所定义的模式函数之间的数学运算。在本专利技术中，校正因子是将电池温度作为输入参数代入数学模型以计算得之，该 数学模型使用电池温度(T)作为输入参数且使用电池开路电压变化的校正因子作为输出参数。为达成上述目的，本专利技术还提供一种基于电池电压变化模式估计电池的SOH的方 法，包括(a)每当估计S0H，都可获得并存储来自电压感测单元、电流感测单元及温度感测 单元的电池电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于电池电压变化模式而估计健康状态的装置，包括：数据存储单元，所述数据存储单元用于在每当估计所述健康状态时，都获得并存储来自电压感测单元、电流感测单元以及温度感测单元的电池电压、电流以及温度数据，所述电压感测单元、所述电流感测单元以及所述温度感测单元被耦合至所述电池；第一充电状态估计单元，所述第一充电状态估计单元用于通过安培计算方式、使用存储的电池电流数据来估计出第一充电状态；第二充电状态估计单元，所述第二充电状态估计单元用于根据存储的电池电压变化模式来估计开路电压，以及使用开路电压与充电状态之间的相关性以及电池温度与充电状态之间的相关性来计算并存储对应于所述估计的开路电压及所述电池温度的第二充电状态；加权平均值收敛计算单元，所述加权平均值收敛计算单元用于计算并存储所述第二充电状态的变化与所述第一充电状态的变化的比率（或充电状态变化比率）的加权平均值的收敛值；以及健康状态估计单元，所述健康状态估计单元用于通过使用充电状态变化比率的加权平均收敛值与电池容量之间的相关性来估计出对应于存储的充电状态变化比率的加权平均收敛值的电池容量，估计出所估计的电池容量相对于初始电池容量的相对比率，并存储所述相对比率作为健康状态。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：康桢洙，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR
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