[发明专利]估算电池健康状态的方法和电池管理装置

说明书

本发明提供了一种在线估算电池健康状态的方法和可估算电池健康状态的电池管理装置，能够根据能量交换次数计算电池剩余寿命，再以内阻与电池SOH关系曲线为辅助对电池SOH进行简单、有效的估算，可以充分满足电池SOH估算精确度的要求，同时不必对电池进行长时间静置即可测得，耗时短、实时性好、且易于实现，可以拓展到电池包甚至储能系统寿命的估算。

技术领域

本发明涉及电池管理领域，特别是涉及一种估算电池健康状态的方法和电池管理装置。

背景技术

随着动力电池在电动汽车、电站储能等方面应用越来越广泛，对电池的管理也越来越重视；其中，对电池健康状态(State of Health，SOH)的预估是电池管理中不可忽视的一环，电池的SOH参数以新电池为比较标准，衡量电池储存和输送电能的能力，描述电池最大可放出电量的衰减程度，对于电动汽车控制性能提高和行驶里程的预测或储能电站响应电网调度都具有重要意义。

目前动力电池在线估算SOH的方法有直接放电法和等效电路模型法。其中直接放电法需要对电池进行长时间静置后才能测得，耗时过长、无法用于实时估计且不易实施；等效电路模型法需要适当的电池模型和精确测定的参数，还需要大规模计算能力和精确的初始化才能保证估值的精确度，其针对性强，对于不同的电池，模型具有不确定性，不易扩展到其他电池从而不适合实际应用场景。

因此，亟需一种简单、有效、应用范围更广的可在线估算电池健康状态的方法和电池管理装置。

发明内容

本发明提供了一种估算电池健康状态的方法，包括以下步骤：

S1，建立电池内阻与电池SOH的关系曲线库；S2，读取数据库中存储的电池参数；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；S4，实时测量电池内阻，查询曲线库获取此时内阻值对应的电池SOH值作为第二SOH数据；S5，根据所述第一SOH数据和所述第二SOH数据，计算获取电池的SOH估值。

优选的，所述步骤S1建立电池内阻与电池SOH关系曲线库，包括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。

优选的，从数据库中读取的电池参数包括：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。

优选的，所述步骤S3中，计算所述历史充放电循环次数具体包括以下步骤：

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。

优选的，所述步骤S3中，计算所述第一SOH数据包括以下步骤：

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。

优选的，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，，检索得出测量内阻值r对应的第二SOH数据SOH_r(t)。

优选的，所述步骤S5包括以下步骤：通过以下表达式计算获取电池SOH的估值；