电池系统健康状态SOH的计算方法、装置及电池系统转让专利

申请号 : CN201811260327.7

文献号 : CN111103551B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 张春武锡斌

申请人 : 北汽福田汽车股份有限公司

摘要 :

本公开涉及一种电池系统健康状态SOH的计算方法、装置及电池系统。所述电池系统包括至少一个电池模组,所述方法包括:确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值。这样,可以提升SOH计算的准确性,为后续的例如电池使用寿命的预测等提供更加精确的依据。

权利要求 :

1.一种电池系统健康状态SOH的计算方法,所述电池系统包括至少一个电池模组,其特征在于,所述方法包括:

确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;

根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值;

其中,所述确定所述电池系统的基于充电容量SOH值,包括:在所述电池系统处于充电模式下,确定每个所述电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量;

根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个所述电池模组对应的SOH值;

根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值;

所述根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值,包括:确定所述基于充电容量SOH值对应的第一权重值、所述基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及所述基于放电电压SOH值对应的第三权重值;

按照如下公式(3)计算所述实际SOH值:SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压    (3)其中,SOH充电容量为所述基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为所述基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为所述基于放电电压SOH值,x为所述第一权重值,y为所述第二权重值,z为所述第三权重值,且x+y+z=1。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值,包括:按照由小到大的顺序对各个所述电池模组对应的SOH值进行排序,生成排序队列;

将所述排序队列中第K个SOH值确定为所述电池系统的基于充电容量SOH值,其中,所述K通过如下公式(1)计算:

K=[a*N]         (1)其中,N为电池模组个数,a为预设系数,且0

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值,包括:

在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程中,所述电池系统的第一放电功率、所述电池系统中每个电池模组的模组放电功率以及平均放电电流;

通过如下公式(2)计算所述电池系统的放电内阻R:其中,N为电池模组个数,Pi为第i个所述电池模组的模组放电功率,PALL为所述第一放电功率,I为所述平均放电电流,t为所述电池系统的SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程对应的时间变化量;

根据所述放电内阻、以及预设的放电内阻与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述电池系统的基于放电电压SOH值,包括:

在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程所对应的第二放电功率和放电容量;

根据所述第二放电功率和所述放电容量,确定所述电池系统的放电平均电压;

根据所述放电平均电压、以及预设的放电电压与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电电压SOH值。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述电池系统的实际SOH值的计算次数进行计数,得到计数值;

所述第一权重值x、所述第二权重值y、以及所述第三权重值z,通过以下公式(4)~公式(6)计算:

x=x0‑m*x1        (4)y=y0+m*y1        (5)z=z0+m*z1        (6)其中,x0、y0、z0、x1、y1、z1为预设值,x0+y0+z0=1,m为所述计数值,并且,在所述x降至第一临界值、且所述y升至第二临界值、且所述z升至第三临界值的情况下,所述x、y、z不再变化。

6.一种电池系统健康状态SOH的计算装置,所述电池系统包括至少一个电池模组,其特征在于,所述装置包括:

确定模块,用于确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;

计算模块,用于根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值;

其中,所述确定模块包括:

第一确定子模块,用于在所述电池系统处于充电模式下,确定每个所述电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量;

第二确定子模块,用于根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个所述电池模组对应的SOH值;

第三确定子模块,用于根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值;

所述计算模块包括:

第九确定子模块,用于确定所述基于充电容量SOH值对应的第一权重值、所述基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及所述基于放电电压SOH值对应的第三权重值;

第三计算子模块,用于按照如下公式(3)计算所述实际SOH值:SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压    (3)其中,SOH充电容量为所述基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为所述基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为所述基于放电电压SOH值,x为所述第一权重值,y为所述第二权重值,z为所述第三权重值,且x+y+z=1。

7.一种电池系统,其特征在于,所述电池系统包括权利要求6所述的电池系统健康状态SOH的计算装置。

说明书 :

电池系统健康状态SOH的计算方法、装置及电池系统

技术领域

[0001] 本公开涉及电池领域,具体地,涉及一种电池系统健康状态SOH的计算方法、装置及电池系统。

背景技术

[0002] 电池的SOH(state of health,健康状态)用于表示电池当前容量占额定容量的百分比,可以反映电池的健康状况。电池的SOH是预测电池使用寿命的重要参数。目前,常常利
用电池的容量衰减和循环寿命对电池的SOH进行估算,并对电池的使用寿命进行预测。但
是,由于电池内的电芯更新换代频率较快,因此,对于电池容量衰减以及循环寿命的数据收
集不够完整,无法准确估算SOH,从而也无法准确反映电池的剩余使用寿命。

发明内容

[0003] 本公开的目的是提供一种电池系统健康状态SOH的计算方法、装置及电池系统,以提升对电池系统的SOH的估算的准确性。
[0004] 为了实现上述目的,根据本公开的第一方面,提供一种电池系统健康状态SOH的计算方法,所述电池系统包括至少一个电池模组,所述方法包括:
[0005] 确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;
[0006] 根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值。
[0007] 可选地,所述确定所述电池系统的基于充电容量SOH值,包括:
[0008] 在所述电池系统处于充电模式下,确定每个所述电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量;
[0009] 根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个所述电池模组对应的SOH值;
[0010] 根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值。
[0011] 可选地,所述根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值,包括:
[0012] 按照由小到大的顺序对各个所述电池模组对应的SOH值进行排序,生成排序队列;
[0013] 将所述排序队列中第K个SOH值确定为所述电池系统的基于充电容量SOH值,其中,所述K通过如下公式(1)计算:
[0014] K=[a*N]   (1)
[0015] 其中,N为电池模组个数,a为预设系数,且0
[0016] 可选地,所述确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值,包括:
[0017] 在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程中,所述电池系统的第一放电功率、所述电池系统中
每个电池模组的模组放电功率以及平均放电电流;
[0018] 通过如下公式(2)计算所述电池系统的放电内阻R:
[0019]
[0020] 其中,N为电池模组个数,Pi为第i个所述电池模组的模组放电功率,PALL为所述第一放电功率,I为所述平均放电电流,t为所述电池系统的SOC从第一预设SOC值变化至第二
预设SOC值这一过程对应的时间变化量;
[0021] 根据所述放电内阻、以及预设的放电内阻与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值。
[0022] 可选地,所述确定所述电池系统的基于放电电压SOH值,包括:
[0023] 在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程所对应的第二放电功率和放电容量;
[0024] 根据所述第二放电功率和所述放电容量,确定所述电池系统的放电平均电压;
[0025] 根据所述放电平均电压、以及预设的放电电压与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电电压SOH值。
[0026] 可选地,所述根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值,包
括:
[0027] 确定所述基于充电容量SOH值对应的第一权重值、所述基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及所述基于放电电压SOH值对应的第三权重值;
[0028] 按照如下公式(3)计算所述实际SOH值:
[0029] SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压   (3)
[0030] 其中,SOH充电容量为所述基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为所述基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为所述基于放电电压SOH值,x为所述第一权重值,y为所述第二权重值,z为所述第
三权重值,且x+y+z=1。
[0031] 可选地,所述方法还包括:
[0032] 对所述电池系统的实际SOH值的计算次数进行计数,得到计数值;
[0033] 所述第一权重值x、所述第二权重值y、以及所述第三权重值z,通过以下公式(4)~公式(6)计算:
[0034] x=x0‑m*x1   (4)
[0035] y=y0+m*y1   (5)
[0036] z=z0+m*z1   (6)
[0037] 其中,x0、y0、z0、x1、y1、z1为预设值,x0+y0+z0=1,m为所述计数值,并且,在所述x降至第一临界值、且所述y升至第二临界值、且所述z升至第三临界值的情况下,所述x、y、z不
再变化。
[0038] 根据本公开的第二方面,提供一种电池系统健康状态SOH的计算装置,所述电池系统包括至少一个电池模组,所述装置包括:
[0039] 确定模块,用于确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;
[0040] 计算模块,用于根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH值。
[0041] 可选地,所述确定模块包括:
[0042] 第一确定子模块,用于在所述电池系统处于充电模式下,确定每个所述电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量;
[0043] 第二确定子模块,用于根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个所述电池模组对应的SOH值;
[0044] 第三确定子模块,用于根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值。
[0045] 可选地,所述第三确定子模块,包括:
[0046] 排序子模块,用于按照由小到大的顺序对各个所述电池模组对应的SOH值进行排序,生成排序队列;
[0047] 第一计算子模块,用于将所述排序队列中第K个SOH值确定为所述电池系统的基于充电容量SOH值,其中,所述K通过如下公式(1)计算:
[0048] K=[a*N]   (1)
[0049] 其中,N为电池模组个数,a为预设系数,且0
[0050] 可选地,所述确定模块,包括:
[0051] 第四确定子模块,用于在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程中,所述电池系统的第一放电
功率、所述电池系统中每个电池模组的模组放电功率以及平均放电电流;
[0052] 第二计算子模块,用于通过如下公式(2)计算所述电池系统的放电内阻R:
[0053]
[0054] 其中,N为电池模组个数,Pi为第i个所述电池模组的模组放电功率,PALL为所述第一放电功率,I为所述平均放电电流,t为所述电池系统的SOC从第一预设SOC值变化至第二
预设SOC值这一过程对应的时间变化量;
[0055] 第五确定子模块,用于根据所述放电内阻、以及预设的放电内阻与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值。
[0056] 可选地,所述确定模块,包括:
[0057] 第六确定子模块,用于在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程所对应的第二放电功率和放电
容量;
[0058] 第七确定子模块,用于根据所述第二放电功率和所述放电容量,确定所述电池系统的放电平均电压;
[0059] 第八确定子模块,用于根据所述放电平均电压、以及预设的放电电压与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电电压SOH值。
[0060] 可选地,所述计算模块包括:
[0061] 第九确定子模块,用于确定所述基于充电容量SOH值对应的第一权重值、所述基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及所述基于放电电压SOH值对应的第三权重值;
[0062] 第三计算子模块,用于按照如下公式(3)计算所述实际SOH值:
[0063] SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压   (3)
[0064] 其中,SOH充电容量为所述基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为所述基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为所述基于放电电压SOH值,x为所述第一权重值,y为所述第二权重值,z为所述第
三权重值,且x+y+z=1。
[0065] 可选地,所述装置还包括计数模块,用于对所述电池系统的实际SOH值的计算次数进行计数,得到计数值;
[0066] 所述第九确定子模块用于通过以下公式(4)~公式(6)计算所述第一权重值x、所述第二权重值y、以及所述第三权重值z:
[0067] x=x0‑m*x1   (4)
[0068] y=y0+m*y1   (5)
[0069] z=z0+m*z1   (6)
[0070] 其中,x0、y0、z0、x1、y1、z1为预设值,x0+y0+z0=1,m为所述计数值,并且,在所述x降至第一临界值、且所述y升至第二临界值、且所述z升至第三临界值的情况下,所述x、y、z不
再变化。
[0071] 根据本公开的第三方面,提供一种电池系统,所述电池系统包括本公开第二方面所提供的电池系统健康状态SOH的计算装置。
[0072] 通过上述技术方案,基于充电容量、放电内阻、放电电压三个方面确定相应的SOH值,并结合该基于充电容量SOH值、基于放电内阻SOH值以及基于放电电压SOH值计算出电池
系统的SOH值,这样,可以提升SOH计算的准确性,为后续的例如电池使用寿命的预测等提供
更加精确的依据。
[0073] 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0074] 附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
[0075] 图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算方法的流程图。
[0076] 图2是根据本公开的另一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算方法的流程图。
[0077] 图3是根据本公开的另一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算方法的流程图。
[0078] 图4是根据本公开的另一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算方法的流程图。
[0079] 图5是根据本公开的一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算装置的框图。

具体实施方式

[0080] 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
[0081] 图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算方法的流程图。该电池系统包括至少一个电池模组。如图1所示,该方法可以包括以下步骤。
[0082] 在步骤11中,确定电池系统的基于充电容量SOH值、电池系统的基于放电内阻SOH值、以及电池系统的基于放电电压SOH值。
[0083] 在一种可能的实施方式中,如图2所示,确定电池系统的基于充电容量SOH值,可以包括以下步骤。
[0084] 在步骤21中,在电池系统处于充电模式下,确定每个电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量。
[0085] 在电池系统中,可以设置有相应的管理单元(例如,电池管理单元),它可以对电池使用过程中的各种电性参数(例如,电流、电压、电容量、功率等)进行收集、计算等,以供使
用。
[0086] 示例地,在电池系统处于充电模式下,可以针对电池系统所包含的每个电池模组的充电容量进行确定。下面将针对单个的电池模组进行说明,针对电池系统中的每个电池
模组,其确定充电容量的方式是相同的。
[0087] 已知在电池系统充电过程中,其中的各个电池模组的电压会逐渐升高。因此,可以记录电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压这一时间段内的电流变化情况,并针对
这一时间段内对电流进行积分,从而可以得到这一时间段内的电量,也就是该电池模组从
第一预设电压升高至第二预设电压对应的充电容量。这样,就可以得到每个电池模组从第
一预设电压升高至第二预设电压对应的充电容量。
[0088] 在步骤22中,根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个电池模组对应的SOH值。
[0089] 针对不同材料、不同工艺的电池或者电池系统,可以预先分别对其进行全寿命周期的数据测试,得到各寿命周期电池模组充电容量与SOH值的对应关系,并存储至相应的电
池系统中。电池系统中存储的即为与该电池系统的材料、制作工艺所对应的电池模组充电
容量与SOH值二者之间的对应关系。示例地,该对应关系可以以表格的形式进行存储。因此,
根据步骤21中确定出的各个电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压对应的充电容
量,结合上述电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,则可以确定出每个电池模组对应
的SOH值。
[0090] 在步骤23中,根据各个电池模组对应的SOH值,确定电池系统的基于充电容量SOH值。
[0091] 在确定出每个电池模组对应的SOH值后,根据各个SOH值,可以确定电池系统的基于充电容量的SOH值。
[0092] 在一种实施方式中,可以对确定出的各个SOH值取平均值,并将该平均值作为电池系统的基于充电容量SOH值。通过这种方式,可以快捷得出电池系统的基于充电容量SOH值。
[0093] 在另一种实施方式中,可以通过以下步骤,确定电池系统的基于充电容量SOH值:
[0094] 按照由小到大的顺序对各个电池模组对应的SOH值进行排序,生成排序队列;
[0095] 将排序队列中第K个SOH值确定为电池系统的基于充电容量SOH值。
[0096] 示例地,K可以通过如下公式(1)进行计算:
[0097] K=[a*N]   (1)
[0098] 其中,N为电池模组个数,a为预设系数,且0
[0099] 由于各个电池模组对应的上述SOH值存在差别,每一个电池模组对应的SOH值可能都无法准确反映出整个电池系统的基于充电容量SOH值,因此,引入预设系数a来对这一情
况进行控制,以选择最优结果。若电池模组个数N为10,生成的排序队列为S1、S2、S3、S4、S5、
S6、S7、S8、S9、S10,预设系数a为0.25,那么对a与N的乘积进行取整,可以得到K为2,因此,可
以将排序队列中的第2个SOH值(即S2)确定为电池系统的基于充电容量SOH值。
[0100] 通过上述方式,通过设置预设系数来对最终确定的电池系统的基于充电容量SOH值进行选择,可以得到比较准确的电池系统的基于充电容量SOH值。
[0101] 通过上述方式,利用电池系统充电模式下的电参数变化情况,以及已有的通过实际测验得到的电参数与SOH之间的对应关系,可以确定出电池系统的基于充电容量SOH值,
迅速且准确。
[0102] 在一种可能的实施方式中,如图3所示,确定电池系统的基于放电内阻SOH值,可以包括以下步骤。
[0103] 在步骤31中,在电池系统处于放电模式下,确定电池系统的剩余电量SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程中,电池系统的第一放电功率、电池系统中每个电
池模组的模组放电功率以及平均放电电流。
[0104] SOC(state of charge,剩余电量)可以表示电池或电池系统占额定电量的百分比。它可以通过电池系统的相应单元(例如,电池管理单元)直接获得。在电池系统处于放电
模式下,其SOC会逐渐降低,因此,可以记录电池系统SOC从第一预设SOC值变化至第二预设
SOC值这一过程中,相关电参数的变化情况,以确定电池系统的第一放电功率、每个电池模
组的模组放电功率以及平均放电电流。示例地,第一预设SOC值可以为52%,第二预设SOC值
可以为48%。
[0105] 示例地,可以记录电池系统SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一时间段内的电流变化情况,并针对这一时间段对电流进行积分,得到这一时间段对应的放电电
量。同时可以记录这一时间段内电池系统的总输出电压,以及电池系统中各个电池模组的
各个输出电压。从而,第一放电功率即为上述放电电量以及上述总输出电压的乘积;通过将
上述各个输出电压与上述放电电量相乘,则可以得到每个电池模组的模组放电功率;平均
放电电流则可通过上述放电电量与上述时间段对应的时间变化量相除得出。
[0106] 在步骤32中,计算电池系统的放电内阻。
[0107] 示例地,可以通过如下公式(2)计算电池系统的放电内阻R:
[0108]
[0109] 其中,N为电池模组个数,Pi为第i个电池模组的模组放电功率, 即为电池系统中各个电池模组的模组放电功率之和,PALL为第一放电功率,I为平均放电电流,t为电池系
统的SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程对应的时间变化量。
[0110] 在步骤33中,根据放电内阻、以及预设的放电内阻与SOH值二者的对应关系,确定电池系统的基于放电内阻SOH值。
[0111] 针对不同材料、不同工艺的电池或者电池系统,可以预先分别对其进行全寿命周期的数据测试,得到各寿命周期放电内阻与SOH值的对应关系,并存储至相应的电池系统
中。电池系统中存储的即为与该电池系统的材料、制作工艺所对应的放电内阻与SOH值二者
之间的对应关系。示例地,该对应关系可以以表格的形式进行存储。
[0112] 需要说明的是,这里的放电内阻可以是整个电池系统对应的内阻,也可以是电池模组对应的内阻。若这里的对应关系为整个电池系统放电内阻与SOH值二者之间的对应关
系,则根据步骤32中计算所得的放电内阻,结合上述对应关系,可以直接确定出一SOH值,将
该SOH值确定为电池系统的基于放电内阻SOH值即可。而若这里的对应关系为电池模组内阻
与SOH值二者之间的对应关系,则根据步骤32中计算得到放电内阻后,还需要将其与电池系
统所包含的电池模组个数做除法,以得到单个电池模组对应的放电内阻,之后结合上述对
应关系,则可以将确定出的SOH值作为电池系统的基于放电内阻SOH值。
[0113] 通过上述方式,利用电池系统放电模式下的电参数变化情况,以及已有的通过实际测验得到的电参数与SOH之间的对应关系,可以确定出电池系统的基于放电内阻SOH值,
迅速且准确。
[0114] 在一种可能的实施方式中,如图4所示,确定电池系统的基于放电电压SOH值,可以包括以下步骤。
[0115] 在步骤41中,在电池系统处于放电模式下,确定电池系统的剩余电量SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程所对应的第二放电功率和放电容量。
[0116] 如上所述,在电池系统处于放电模式下,其SOC会逐渐降低,因此,可以记录电池系统SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程中,相关电参数的变化情况,以确定
电池系统的第二放电功率和放电容量。示例地,第一预设SOC值可以为90%,第二预设SOC值
可以为40%。
[0117] 示例地,可以记录记录电池系统SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一时间段内的电流变化情况,并针对这一时间段对电流进行积分,即可得到这一时间段对应
的放电容量。同时可以记录这一时间段内电池系统的放电电压,将上述放电容量与上述放
电电压相乘,即可得到电池系统SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一时间段内
的第二放电功率。
[0118] 在步骤42中,根据第二放电功率和放电容量,确定电池系统的放电平均电压。
[0119] 上述第二放电功率除以上述放电容量,即可得到电池系统的放电平均电压。
[0120] 在步骤43中,根据放电平均电压、以及预设的放电电压与SOH值二者的对应关系,确定电池系统的基于放电电压SOH值。
[0121] 针对不同材料、不同工艺的电池或者电池系统,可以预先分别对其进行全寿命周期的数据测试,得到各寿命周期放电电压与SOH值的对应关系,并存储至相应的电池系统
中。电池系统中存储的即为与该电池系统的材料、制作工艺所对应的放电电压与SOH值二者
之间的对应关系。示例地,该对应关系可以以表格的形式进行存储。
[0122] 根据步骤42中得到的电池系统SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一时间段内的放电平均电压,结合上述放电电压与SOH值二者的对应关系,可得到一SOH值,将其
确定为电池系统的基于放电电压SOH值即可。
[0123] 通过上述方式,利用电池系统放电模式下的电参数变化情况,以及已有的通过实际测验得到的电参数与SOH之间的对应关系,可以确定出电池系统的基于放电电压SOH值,
迅速且准确。
[0124] 回到图1,在步骤12中,根据电池系统的基于充电容量SOH值、电池系统的基于放电内阻SOH值、以及电池系统的基于放电电压SOH值,计算电池系统的实际SOH值。
[0125] 在一种实施方式中,可以直接对上述基于充电容量SOH值、基于放电内阻SOH值、基于放电电压SOH值取平均值,以计算出电池系统的实际SOH值。
[0126] 在另一种实施方式中,步骤12可以包括以下步骤:
[0127] 确定基于充电容量SOH值对应的第一权重值、基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及基于放电电压SOH值对应的第三权重值;
[0128] 计算电池系统的实际SOH值。
[0129] 由于充电容量、放电内阻、放电电压对于电池系统寿命的敏感度不同,并且三者所确定的SOH的精确度也可能存在差别,因此,可以为其分配不同的计算权重。其中,第一权重
值、第二权重值、第三权重值三者的和为1。示例地,第一权重值可以处于[0.3,0.5]所构成
的数值区间内,第二权重值可以处于[0.25,0.35]所构成的数值区间内,第三权重值可以处
于[0.25,0.35]所构成的数值区间内。
[0130] 在一种实施方式中,可以将第一权重值、第二权重值、第三权重值设为定值。例如第一权重值为0.3,第二权重值为0.35,第三权重值为0.35。
[0131] 在一种实施方式中,还可以动态确定权重值,以提升准确性。在这一实施方式中,可以通过如下方式对第一权重值x、第二权重值y、第三权重值z进行确定:
[0132] 对电池系统的实际SOH值的计算次数进行计数,得到计数值;
[0133] 通过以下公式(4)~公式(6)计算x、y、z:
[0134] x=x0‑m*x1   (4)
[0135] y=y0+m*y1   (5)
[0136] z=z0+m*z1   (6)
[0137] 其中,x0、y0、z0、x1、y1、z1为预设值,x0+y0+z0=1,m为上述计数值,并且,在x降至第一临界值、且y升至第二临界值、且z升至第三临界值的情况下,x、y、z不再变化。由于随着电
池的使用,充电容量对SOH的影响降低,而放电电压和放电内阻对SOH的影响升高,因此可以
以此为依据动态改变三者的计算权重。示例地,x0可以为0.5,y0可以为0.25,z0可以为0.25,
x1可以为2/3000,y1可以为1/3000,z1可以为1/3000,并且,第一临界值可以为0.3,第二临界
值可以为0.35,第三临界值可以为0.35。
[0138] 在确定充电容量、放电内阻、放电电压各自对应的计算权重后,可以计算电池系统的实际SOH值。
[0139] 示例地,可以按照如下公式(3)计算所述实际SOH值,即SOH实际:
[0140] SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压   (3)
[0141] 其中,SOH充电容量为基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为基于放电电压SOH值。
[0142] 通过上述方案,基于充电容量、放电内阻、放电电压三个方面确定相应的SOH值,并结合该基于充电容量SOH值、基于放电内阻SOH值以及基于放电电压SOH值计算出电池系统
的SOH值,这样,可以提升SOH计算的准确性,为后续的例如电池使用寿命的预测等提供更加
精确的依据。
[0143] 图5是根据本公开的一种实施方式提供的电池系统健康状态SOH的计算装置的框图。如图5所示,所述电池系统包括至少一个电池模组,所述装置50包括:
[0144] 确定模块51,用于确定所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值;
[0145] 计算模块52,用于根据所述电池系统的基于充电容量SOH值、所述电池系统的基于放电内阻SOH值、以及所述电池系统的基于放电电压SOH值,计算所述电池系统的实际SOH
值。
[0146] 可选地,所述确定模块51包括:
[0147] 第一确定子模块,用于在所述电池系统处于充电模式下,确定每个所述电池模组从第一预设电压升高至第二预设电压所对应的充电容量;
[0148] 第二确定子模块,用于根据确定出的各个充电容量、以及预设的电池模组充电容量与SOH值二者的对应关系,确定每个所述电池模组对应的SOH值;
[0149] 第三确定子模块,用于根据各个所述电池模组对应的SOH值,确定所述电池系统的基于充电容量SOH值。
[0150] 可选地,所述第三确定子模块,包括:
[0151] 排序子模块,用于按照由小到大的顺序对各个所述电池模组对应的SOH值进行排序,生成排序队列;
[0152] 第一计算子模块,用于将所述排序队列中第K个SOH值确定为所述电池系统的基于充电容量SOH值,其中,所述K通过如下公式(1)计算:
[0153] K=[a*N]   (1)
[0154] 其中,N为电池模组个数,a为预设系数,且0
[0155] 可选地,所述确定模块51,包括:
[0156] 第四确定子模块,用于在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第一预设SOC值变化至第二预设SOC值这一过程中,所述电池系统的第一放电
功率、所述电池系统中每个电池模组的模组放电功率以及平均放电电流;
[0157] 第二计算子模块,用于通过如下公式(2)计算所述电池系统的放电内阻R:
[0158]
[0159] 其中,N为电池模组个数,Pi为第i个所述电池模组的模组放电功率,PALL为所述第一放电功率,I为所述平均放电电流,t为所述电池系统的SOC从第一预设SOC值变化至第二
预设SOC值这一过程对应的时间变化量;
[0160] 第五确定子模块,用于根据所述放电内阻、以及预设的放电内阻与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电内阻SOH值。
[0161] 可选地,所述确定模块51,包括:
[0162] 第六确定子模块,用于在所述电池系统处于放电模式下,确定所述电池系统的剩余电量SOC从第三预设SOC值变化至第四预设SOC值这一过程所对应的第二放电功率和放电
容量;
[0163] 第七确定子模块,用于根据所述第二放电功率和所述放电容量,确定所述电池系统的放电平均电压;
[0164] 第八确定子模块,用于根据所述放电平均电压、以及预设的放电电压与SOH值二者的对应关系,确定所述电池系统的基于放电电压SOH值。
[0165] 可选地,所述计算模块52包括:
[0166] 第九确定子模块,用于确定所述基于充电容量SOH值对应的第一权重值、所述基于放电内阻SOH值对应的第二权重值、以及所述基于放电电压SOH值对应的第三权重值;
[0167] 第三计算子模块,用于按照如下公式(3)计算所述实际SOH值:
[0168] SOH实际=x*SOH充电容量+y*SOH放电内阻+z*SOH放电电压   (3)
[0169] 其中,SOH充电容量为所述基于充电容量SOH值,SOH放电内阻为所述基于放电内阻SOH值,SOH放电电压为所述基于放电电压SOH值,x为所述第一权重值,y为所述第二权重值,z为所述第
三权重值,且x+y+z=1。
[0170] 可选地,所述装置50还包括计数模块,用于对所述电池系统的实际SOH值的计算次数进行计数,得到计数值;
[0171] 所述第九确定子模块用于通过以下公式(4)~公式(6)计算所述第一权重值x、所述第二权重值y、以及所述第三权重值z:
[0172] x=x0‑m*x1   (4)
[0173] y=y0+m*y1   (5)
[0174] z=z0+m*z1   (6)
[0175] 其中,x0、y0、z0、x1、y1、z1为预设值,x0+y0+z0=1,m为所述计数值,并且,在所述x降至第一临界值、且所述y升至第二临界值、且所述z升至第三临界值的情况下,所述x、y、z不
再变化。
[0176] 关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
[0177] 本公开还提供一种电池系统,包括本公开任意实施例提供的电池系统健康状态SOH的计算装置。
[0178] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0179] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可
能的组合方式不再另行说明。
[0180] 此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。