[发明专利]用于评估混合动力车辆电池健康状态的方法

说明书

本发明涉及一种用于估计混合动力车辆的电池健康状态的(SOH)特性的方法，包括：在充电状态(SOC)窗口的上部区域充电和放电电池至少一次，其中该电池；在SOC窗口的下部区域充电和放电电池至少一次；利用达到的SOC窗以外的水平校准混合动力车辆的电池管理单元；和使用电池管理单元估计电池充电和放电期间的SOH的特性。

技术领域

本发明涉及用于估计混合动力车辆电池健康状态SOH的方法。进一步，本发明涉及一种功率变化大且快速的混合动力汽车用的高功率元件(100kW)。本发明在用于重型车辆，如卡车、公共汽车、施工车辆或类似物的电存储系统领域中特别有利。

背景技术

知晓电池剩余能量与电池充满状态能量的比值，向用户提供了一个在电池需要充电之前它可以持续运行多久的指示。这一比值被表示为电池充电状态或SOC。SOC表示为电池的可用容量与它的额定容量的百分比。混合动力汽车的电池具有的电压对比充电状态的特性，如图1的电压对SOC的曲线所示。电池SOC窗口表示的有用的范围，主要在特征曲线的“平台”区域。

SOC窗口显示可用的操作范围，其随着老化而缩小。老化的电池逐渐改变其特性以至于变得充电越来越困难。所述特性会随着老化轻微地改变，如图1所示，这种改变可用一个参数来表征，称作电池的健康状态或SOH。SOH是一种测量值，其反映了电池的一般状况和与新电池相比提供特定性能的能力。所述SOH参数考虑如充电接受，内阻/阻抗/电导率，容量，电能，自放电，接受电荷的能力和充放电循环周期数的因素。试图对一个越来越老化的电池充电的结果是，电压在较低的SOC水平上增加。这会导致触发高压监视器和故障代码而引起任务停止和/或损害混合动力车辆的部件。因此，估计电池的状态SOH并从而能够逐步降低电池的SOC窗口是非常重要的。

不同于SOC可以通过测量电池的实际电荷来确定，SOH没有绝对的定义。SOH是一个主观测量值，因为不同的用户从各种可测量的电池性能参数导出了SOH。SOH是一个蓄电池(或发电电池，或电池组)状态与理想状态相比的指标数值。SOH的单位是百分点，其中100％对应于电池状态匹配于电池的规格。通常，电池的SOH在制造时为100％，并会随时间和使用逐渐降低。

在正常操作期间，很难估计SOH。如果估计过高，可能会引起触发不必要的监视器故障和任务停止，如果估计过低，可能引起不必要的电池性能损失和过早的报废。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，用于混合动力车辆中电池的健康状态SOH的估计和校准，是一种至少部分地避免上述问题的方法。这个目的是通过任何独立权利要求的特征来实现。

一种用于估计混合动力车辆电池的健康状态SOH的方法，该车辆包括电池管理单元，该方法包括以下步骤：

-通过确定电池的当前充电状态(SOC)的窗口来校准电池管理单元，其包括以下步骤：

-电池充电，同时连续测量开路电压(OCV)相对于所述充电状态的微商dOCV/dSOC；

-当dOCV/dSOC高于最小dOCV/dSOC的两倍时，确定第一SOC水平；

-在预定时段期间，以第一高充电电流脉冲充电电池；

-放电电池，同时连续测量微商dOCV/dSOC；

-当微商dOCV/dSOC增加时，确一第二SOC水平；

-在预定的时段期间，以第二高电流脉冲放电电池；

-通过使用所确定的第一和第二SOC水平确定所述电池的当前SOC窗口；以及

-通过所确定的当前SOC窗口与标准的SOC窗口相比较，估计电池的SOH的特性。