[发明专利]估算电池健康状态的方法和电池管理装置

权利要求书

1.一种估算电池健康状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立电池内阻与电池SOH的关系曲线库和电池参数数据库，将被测电池的内阻与电池SOH的拟合曲线存储在所述数据库中；

S2，读取所述数据库中存储的电池参数，所述电池参数包括：电池输出功率P及以该功率工作的时长T、电池内阻r、电池额定容量C_rated、电池额定电压U_rated，其中，所述电池内阻r由电池管理系统测得后存储在所述数据库中；

S3，计算电池的历史充放电循环次数，然后根据所述历史充放电循环次数计算出此刻电池的SOH值作为第一SOH数据；

所述步骤S3中，计算所述历史充放电循环次数包括以下步骤：

利用以下表达式计算所述电池历史充放电循环次数：

其中，N_history(t)为累计到t时刻电池充放电循环次数；N_history(t-1)为累计到t-1时刻电池充放电循环次数；T为t-1时刻到t时刻的时长；P为t-1时刻到t时刻电池输出功率；

S4，实时测量电池内阻，查询曲线库获取此刻内阻值对应的电池SOH值作为第二SOH数据；

S5，根据第一SOH数据SOH_N(t)和第二SOH数据SOH_r(t)，计算获取电池的SOH估值，所述第一SOH数据SOH_N(t)为t时刻的与历史充放电循环次数相关的SOH数据，所述第二SOH数据SOH_r(t)为t时刻与电池内阻相关的SOH数据；

所述步骤S5包括以下步骤：

通过以下表达式计算获取所述电池SOH估值：

SOH(t)＝α×SOH_N(t)+β×SOH_r(t)

上式中：SOH(t)为t时刻的电池SOH估值；α为电池循环次数法的权重系数；β为内阻匹配法的权重系数；

所述电池循环次数法的权重系数α和所述内阻匹配法的权重系数β的计算方法包括：

令D_r为内阻匹配法可靠性评估系数；D_N为电池循环次数法可靠性评估系数，则权重系数α和β可通过以下算式计算得出：

其中：

上式中：i＝1,2,3,……,n为电池到从初始到t-1时刻累计计算SOH的次数；SOH_i为第i次估算对应的所述电池SOH估值；SOH_r,i为第i次经所述步骤S4获取的第二SOH数据；SOH_N,i为第i次经所述步骤S3获取的第一SOH数据。

2.根据权利要求1所述的估算电池健康状态的方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算所述第一SOH数据具体包括以下步骤：

利用以下表达式计算所述第一SOH数据：

其中，SOH_N(t)为t时刻的电池的第一SOH数据；N_total为电池出厂预设的到寿命结束时的总充放电循环次数。

3.根据权利要求2所述的估算电池健康状态的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

将t时刻测量内阻值r与所述关系曲线库中内阻与SOH曲线数据匹配，检索得出所述t时刻测量内阻值对应的第二SOH数据SOH_r(t)。

4.一种可执行如权利要求1所述估算电池健康状态的方法的电池管理装置，其特征在于，所述电池管理装置包括数据库、第一SOH数据获取单元、第二SOH数据获取单元和SOH估值运算单元；其中，

所述数据库用于存储所述电池内阻与电池SOH关系曲线库和电池参数；

所述第一SOH数据获取单元用于读取所述数据库中的电池参数，利用所述电池参数计算电池历史充放电循环次数，并根据所述历史充放电循环次数计算出第一SOH数据；

计算所述电池历史充放电循环次数包括以下步骤：

利用以下表达式计算所述电池历史充放电循环次数：

其中，N_history(t)为累计到t时刻电池充放电循环次数；N_history(t-1)为累计到t-1时刻电池充放电循环次数；T为t-1时刻到t时刻的时长；P为t-1时刻到t时刻电池输出功率；

第二SOH数据获取单元用于采集当前电池的内阻值，对比所述数据库中存储的电池包内阻与SOH关系曲线获取第二SOH数据；

所述SOH估值运算单元用于根据所述第一SOH数据和所述第二SOH数据计算所述的SOH估值，第一SOH数据SOH_N(t)为t时刻的与历史充放电循环次数相关的SOH数据，第二SOH数据SOH_r(t)为t时刻与电池内阻相关的SOH数据；

所述SOH估值运算单元通过以下表达式计算获取电池SOH的估值；

SOH＝α×第一SOH数据+β×第二SOH数据

上式中：SOH为此刻的电池SOH估值；α为电池循环次数法的权重系数β为内阻匹配法的权重系数

其中，

内阻匹配法可靠性评估系数：

电池循环次数法可靠性评估系数：

其中，i＝1,2,3,……,n为电池到从初始到上一时刻累计计算SOH的次数；SOH_i为所述SOH估值运算单元第i次估算对应的所述电池SOH估值；SOH_r,i为所述第二SOH数据获取单元第i次经内阻匹配法得到的第二SOH数据；SOH_N,i为所述第一SOH数据获取单元第i次经所述步骤S3获取的第一SOH数据。