[发明专利]一种电池容量估计方法、计算机可读介质及车辆

说明书

本发明涉及一种电池容量估计方法，实时采集电池充电容量和电压，通过所述充电容量对所述电压求导以得到实时的充电容量变化率；确定充电过程中IC值最高的目标IC峰值点；计算目标IC峰值点对应的半峰面积，所述半峰面积为目标IC峰值点对应的电压至预定电压增量的区间内的容量增量；将所述半峰面积作为健康因子；根据健康因子与容量的基准映射关系，基于温度和倍率对健康因子进行修正，估计电池容量。本发明利用半峰面积作为健康因子，减少了存储和计算成本，尤其是利用递推更新法实现了健康因子的在线获取，减少了系统的存储和计算成本。此外本发明可应用于多体系动力电池，特别是OCV曲线随老化不明显的电池。

技术领域：

本发明涉及电池的管理技术，尤其涉及电池电池容量估计方法。

背景技术：

电池容量是电池健康状态的重要评价指标之一，现有电池容量估计方法主要分为三类：

第一种是定义法。该方法利用电池荷电状态(SOC)定义式(SOC＝剩余电量/容量*100％)的逆公式进行计算，即容量＝充入(放出)电量/SOC变化量。该方法虽然简单易行，可实现容量在线估计，但是当SOC估计误差增大时，容量估计误差也会相应增大。

第二种是模型法。该方法基于电池模型对SOC和容量进行联合估计，例如一种联合估计电池系统荷电状态与健康状态的方法(CN201610675853.4)，基于容量、荷电状态和开路电压的三维响应面，对电池SOC和容量在线联合估计。该类方法相较于定义法，鲁棒性和工况适用性更好，可进行实时的在线修正，针对开路电压(OCV)曲线随老化变化较为明显的电池估计精度较高，但是对于OCV曲线随老化变化不大的电池难以适用。

第三种是几何法。该类方法基于电池的容量增量曲线(IC曲线)或者差分电压曲线(DV曲线)进行容量估计，通过提取曲线中的健康因子(如曲线的峰值高度、峰的面积、峰的位置、不同峰的间隔等)，构建健康因子和电池容量的映射关系进行容量估计。然而，现有的几何法受限于以下原因难以实现容量的在线估计：1)曲线形状受温度、电流倍率影响较大，现有该类方法通常要求固定温度、固定小电流充放电条件下获取IC或DV曲线，而车用环境工况复杂，温度和充电电流倍率不定；2)健康因子难以在线获取，峰值高度通常波动较大、可靠性差，而为获取峰面积、峰位置和不同峰的间隔等要求存储大量曲线历史数据，对嵌入式系统而言难以实现。如现有技术WO2019018974A1，需要存储生成的IC曲线再进行健康因子的计算，所需的存储和计算成本高且工况适用性较差，对于电池系统而言难以在线应用。

发明内容：

基于此，本发明定义了半峰面积作为健康因子，以离线单一倍率、固定温度获取的不同容量下恒流充电IC曲线作为基准，构建了健康因子和容量的基准映射关系。同时，本发明针对IC曲线受温度、电流倍率影响较大的问题，通过温度、倍率修正量，实现了不同倍率和温度的恒流充电工况下容量的在线估计。

主要创新点如下：

1、利用半峰面积作为健康因子，减少了存储和计算成本，尤其是利用递推更新法实现了健康因子的在线获取，减少了系统的存储和计算成本。

2、相较于模型法，本发明可应用于多体系动力电池，特别是OCV曲线随老化不明显的电池。

3、通过温度和倍率修正，解决了传统几何法在不同温度、不同恒流倍率条件下不适用的问题。

附图说明：

图1电池容量在线估计方法流程图

图2电池充电IC曲线示例图

图3半峰面积示意图

图4健康因子与容量的基准映射关系图

图5电流倍率与健康因子拟合关系示例图

具体实施方式：