本發(fā)明涉及電池管理，特別涉及一種鋰離子電池的健康狀態(tài)的估算方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、鋰離子電池作為電動汽車的動力源，具有比能量、比功率高、工作電壓高、壽命長等優(yōu)點。隨著鋰離子的廣泛使用，準確地對電池的soh(電池健康狀態(tài))進行估算，不僅能夠提高電池的實用性和安全性，還能在電動汽車換電運營上充分發(fā)揮電池的特性，延長電池的壽命，從而提高其經(jīng)濟性，降低企業(yè)運營成本。

2、影響電池的健康狀態(tài)soh的因素非常多，而且很多參數(shù)難以實時測量，使得soh的估算過程復雜且困難。目前電動汽車電池的健康狀態(tài)soh估算方法主要有：1)實驗充放電測試：對電池進行實驗室充放電測試來評估電池的soh；2)內(nèi)阻分析法：內(nèi)阻是影響電池容量的重要因素之一，隨著電池使用時間的增加，電池的內(nèi)阻逐漸增大，容量逐漸減少。根據(jù)內(nèi)阻和soh關系，可以估算電池的健康狀態(tài)；3)模型法：通過分析電池的老化歷程，結(jié)合動力電池壽命實驗數(shù)據(jù)，建立電池健康狀態(tài)估算模型來估算電池的健康狀態(tài)。

3、但是，上述的電動汽車鋰離子電池的健康狀態(tài)soh估算方法分別存在如下缺陷：1)實驗充放電測試方法，依靠負載，只能離線而不能實時測量，而且測試時間長；2)內(nèi)阻分析法，內(nèi)阻容易受到溫度的影響，且電池內(nèi)阻在前期變化非常小，這導致使用內(nèi)阻分析法估算soh難度增加，準確性下降；3)模型法，需獲取的影響因子較多，實驗量大，需投入較多的人力、物力和時間。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中的電動汽車鋰電池的健康狀態(tài)soh估算方法存在依靠負載，只能離線而不能實時測量、測試時間長，估算準確性不理想等缺陷，目的在于提供一種鋰離子電池的健康狀態(tài)的估算方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

3、本發(fā)明提供一種鋰離子電池的健康狀態(tài)的估算方法，所述估算方法包括：

4、獲取在對鋰離子電池進行初始測試時測得的額定容量、多個第一荷電狀態(tài)值和多個與所述第一荷電狀態(tài)值一一對應的第一開路電壓值；

5、獲取所述鋰離子電池在充電起始時與靜置時間對應的第二開路電壓值；

6、獲取所述第一開路電壓值中與所述第二開路電壓值相同的第一開路電壓值，并將對應的所述第一荷電狀態(tài)值作為所述鋰離子電池在充電起始時的目標荷電狀態(tài)值；

7、在所述鋰離子電池充電時，獲取所述鋰離子電池在充電時間內(nèi)的充電電流值；

8、根據(jù)所述充電電流值獲取所述鋰離子電池在所述充電時間內(nèi)的實際充電容量；

9、獲取所述鋰離子電池在充電截止時的充電截止荷電狀態(tài)值；

10、根據(jù)所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值、所述額定容量和所述實際充電容量，計算所述鋰離子電池的健康狀態(tài)值。

11、較佳地，其中，所述獲取所述鋰離子電池在充電起始時與靜置時間對應的第二開路電壓值的步驟包括：

12、在所述鋰離子電池充電起始前，將所述鋰離子電池靜置第一設定時間，并采集所述鋰離子電池在所述設定時間內(nèi)的不同時間點對應的第一靜置電壓值；

13、根據(jù)所述第一靜置電壓值與所述不同時間點之間的對應關系建立第一曲線；

14、對所述第一曲線進行擬合，根據(jù)擬合得到的所述第一曲線獲取所述鋰離子電池在充電起始時與靜置時間對應的第二開路電壓值。

15、較佳地，所述獲取所述鋰離子電池在充電截止時的充電截止荷電狀態(tài)值的步驟包括：

16、將電池管理系統(tǒng)中的所述鋰離子電池在充電截止時的荷電狀態(tài)值作為所述充電截止荷電狀態(tài)值；或，

17、所述獲取所述鋰離子電池在充電截止時的充電截止荷電狀態(tài)值的步驟包括：

18、在所述鋰離子電池充電截止時，將所述鋰離子電池靜置第二設定時間，并采集所述鋰離子電池在所述設定時間內(nèi)的不同時間點對應的第二靜置電壓值；

19、根據(jù)所述第二靜置電壓值與所述不同時間點之間的對應關系建立第二曲線；

20、對所述第二曲線進行擬合，獲取所述鋰離子電池在充電截止時的第三開路電壓值；

21、獲取所述第一開路電壓值中與所述第三開路電壓值相同的第一開路電壓值，并將對應的所述第一荷電狀態(tài)值作為所述鋰離子電池在充電截止時的所述充電截止荷電狀態(tài)值。

22、較佳地，所述根據(jù)所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值、所述額定容量和所述實際充電容量，計算所述鋰離子電池的健康狀態(tài)值的步驟包括：

23、計算所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值；

24、判斷所述差值是否超過設定閾值，若超過，則根據(jù)所述差值、所述額定容量和所述實際充電容量計算所述鋰離子電池的所述健康狀態(tài)值。

25、較佳地，所述根據(jù)所述充電電流值獲取所述鋰離子電池在所述充電時間內(nèi)的實際充電容量的步驟對應的計算公式如下：

26、

27、ca＝k*a*c

28、其中，t0表示充電開始時間，tn表示充電截止時間，i表示所述充電電流值，c表示通過所述充電電流值獲得的所述鋰離子電池的充電電容容量，k表示溫度系數(shù)，a表示充電倍率系數(shù)，ca表示所述鋰離子電池的實際充電容量；

29、所述根據(jù)所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值、所述額定容量和所述實際充電容量，計算所述鋰離子電池的健康狀態(tài)值的步驟對應的公式如下：

30、△soc＝socf-soc0

31、soh＝ca/(△soc*cr)*100％

32、其中，△soc表示所述差值，soc0表示所述目標荷電狀態(tài)值，socf表示所述充電截止荷電狀態(tài)值，soh表示所述健康狀態(tài)值，cr表示所述額定容量。

33、本發(fā)明還提供一種鋰離子電池的健康狀態(tài)的估算系統(tǒng)，所述估算系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取模塊、目標荷電狀態(tài)獲取模塊、充電電流值獲取模塊、實際充電容量獲取模塊、截止荷電狀態(tài)獲取模塊和健康狀態(tài)計算模塊：

34、所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取在對所述鋰離子電池進行初始測試時測得的額定容量、多個第一荷電狀態(tài)值和多個與所述第一荷電狀態(tài)值一一對應的第一開路電壓值；

35、所述目標荷電狀態(tài)獲取模塊包括第一開路電壓獲取單元和目標荷電狀態(tài)獲取單元；

36、所述第一開路電壓獲取單元用于獲取所述鋰離子電池在充電起始時與靜置時間對應的第二開路電壓值；

37、所述目標荷電狀態(tài)獲取單元用于獲取所述第一開路電壓值中與所述第二開路電壓值相同的第一開路電壓值，并將對應的所述第一荷電狀態(tài)值作為所述鋰離子電池在充電起始時的所述目標荷電狀態(tài)值；

38、所述充電電流值獲取模塊用于在所述鋰離子電池充電時，獲取所述鋰離子電池在充電時間內(nèi)的充電電流值；

39、所述實際充電容量獲取模塊用于根據(jù)所述充電電流值獲取所述鋰離子電池在所述充電時間內(nèi)的實際充電容量；

40、所述截止荷電狀態(tài)獲取模塊用于獲取所述鋰離子電池在充電截止時的充電截止荷電狀態(tài)值；

41、所述健康狀態(tài)計算模塊用于根據(jù)所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值、所述額定容量和所述實際充電容量，計算所述鋰離子電池的健康狀態(tài)值。

42、較佳地，所述目標荷電狀態(tài)獲取模塊還包括第一靜置電壓獲取單元和第一曲線建立單元；

43、所述第一靜置電壓獲取單元用于在所述鋰離子電池充電起始前，將所述鋰離子電池靜置設定時間，并采集所述鋰離子電池在所述設定時間內(nèi)的不同時間點對應的靜置電壓值；

44、所述第一曲線建立單元用于根據(jù)所述靜置電壓值與所述不同時間點之間的對應關系建立第一曲線所述第一開路電壓獲取單元具體用于采用最小二乘法對所述第一曲線進行擬合，根據(jù)擬合得到的所述第一曲線獲取所述鋰離子電池在充電起始時與靜置時間對應的第二開路電壓值。

45、較佳地，所述截止荷電狀態(tài)獲取模塊用于將電池管理系統(tǒng)中的所述鋰離子電池在充電截止時的荷電狀態(tài)值作為所述充電截止荷電狀態(tài)值；或，

46、所述截止荷電狀態(tài)獲取模塊包括第二靜置電壓獲取單元、第二曲線建立單元、第二開路電壓獲取單元和截止荷電狀態(tài)獲取單元；

47、所述第二靜置電壓獲取單元用于在所述鋰離子電池充電截止時，將所述鋰離子電池靜置第二設定時間，并采集所述鋰離子電池在所述設定時間內(nèi)的不同時間點對應的第二靜置電壓值；

48、所述第二曲線建立單元用于根據(jù)所述第二靜置電壓值與所述不同時間點之間的對應關系建立第二曲線；

49、所述第二開路電壓獲取單元用于對所述第二曲線進行擬合，獲取所述鋰離子電池在充電截止時的第三開路電壓值；

50、所述截止荷電狀態(tài)獲取單元用于獲取所述第一開路電壓值中與所述第三開路電壓值相同的第一開路電壓值，并將對應的所述第一荷電狀態(tài)值作為所述鋰離子電池在充電截止時的所述充電截止荷電狀態(tài)值。

51、較佳地，所述健康狀態(tài)計算模塊包括差值計算單元、判斷單元和健康狀態(tài)計算單元；

52、所述差值計算單元用于計算所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值；

53、所述判斷單元用于判斷所述差值是否超過設定閾值，若超過，則調(diào)用所述健康狀態(tài)計算單元根據(jù)所述差值、所述額定容量和所述實際充電容量計算所述鋰離子電池的所述健康狀態(tài)值。

54、較佳地，所述實際充電容量獲取模塊根據(jù)所述充電電流值獲取所述鋰離子電池在所述充電時間內(nèi)的實際充電容量對應的計算公式如下：

55、

56、ca＝k*a*c

57、其中，t0表示充電開始時間，tn表示充電截止時間，i表示所述充電電流值，c表示通過所述充電電流值獲得的所述鋰離子電池的充電電容容量，k表示溫度系數(shù)，a表示充電倍率系數(shù)，ca表示所述鋰離子電池的實際充電容量；

58、所述健康狀態(tài)計算模塊根據(jù)所述目標荷電狀態(tài)值和所述充電截止荷電狀態(tài)值之間的差值、所述額定容量和所述實際充電容量，計算所述鋰離子電池的健康狀態(tài)值對應的公式如下：

59、△soc＝socf-soc0

60、soh＝ca/(△soc*cr)*100％

61、其中，△soc表示所述差值，soc0表示所述目標荷電狀態(tài)值，socf表示所述充電截止荷電狀態(tài)值，soh表示所述健康狀態(tài)值，cr表示所述額定容量。

62、本發(fā)明的積極進步效果在于：

63、本發(fā)明中，修正了電池在充電起始時的荷電狀態(tài)值，避免了現(xiàn)有技術中因電池管理系統(tǒng)中的電池在充電起始時的荷電狀態(tài)值不準帶來的soh估算誤差；通過獲取電池的充電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基于該充電數(shù)據(jù)對電池的健康狀態(tài)進行實時在線估算，解決了現(xiàn)有的只能離線估算電池的健康狀態(tài)的問題，有效地減少了由于充電起始時的荷電狀態(tài)值、溫度和倍率變化給soh估算帶來的誤差，提高了估算的準確性；另外，本發(fā)明的估算方法適用性較廣，適用于不同充電溫度、不同充電倍率下的soh估算；且節(jié)省了人力、物力和時間。

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