專利名稱：蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，特別是涉及一種可供使用者直觀得知電池健康狀況的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
隨著人類對(duì)自身生存環(huán)境的重視，對(duì)現(xiàn)代文明帶來的巨大副作用危機(jī)的理解，對(duì)將來人類社會(huì)工業(yè)文明及物質(zhì)文明的重新定義和認(rèn)識(shí)的改變，人們深刻意識(shí)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)必須遵循兩大原則環(huán)境保護(hù)和不可再生資源的合理使用。電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車等正是順應(yīng)這兩大主題概念而產(chǎn)生和發(fā)展的社會(huì)產(chǎn)品，是人類對(duì)自身保護(hù)的使然，是人與自然關(guān)系正確處理的必然。蓄電池在電力通信行業(yè)中作為后備電源使用，主要應(yīng)用于變電站、儲(chǔ)能電站、機(jī)房、移動(dòng)基站、UPS等；電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車等應(yīng)用領(lǐng)域也都需要將單體蓄電池串聯(lián)成組使用，以適應(yīng)高電壓的需求。不論何種使用環(huán)境下，蓄電池最重要的性能標(biāo)準(zhǔn)為蓄電池的容量。作為蓄電池容量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，核對(duì)性容量放電測(cè)試是最為標(biāo)準(zhǔn)的、有效的電池性能測(cè)試方法，它能真實(shí)反映蓄電池所具有的放電能力。但遺憾的是，核對(duì)性容量放電測(cè)試工作量非常大，操作麻煩，放電時(shí)間長(zhǎng)。現(xiàn)在市場(chǎng)上的蓄電池監(jiān)測(cè)設(shè)備一般只有整組蓄電池容量的顯示，少部分有整組蓄電池健康狀態(tài)SOH的顯示；即使少有部分有顯示蓄電池SOH信息的，但是界面顯示信息極不直觀且精度不高，也沒有細(xì)致地顯示各個(gè)單體蓄電池的健康狀態(tài)檢測(cè)的相關(guān)信息。由于沒有對(duì)蓄電池健康狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)、完整地定義并提供具體的計(jì)算方法，無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，導(dǎo)致不具備一定專業(yè)知識(shí)的消費(fèi)者根本無法判斷出電池是否已經(jīng)報(bào)廢。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問題由于沒有對(duì)蓄電池健康狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)、完整地定義并提供具體的計(jì)算方法，無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，無法對(duì)蓄電池健康狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)和預(yù)警，導(dǎo)致不具備蓄電池相關(guān)專業(yè)知識(shí)的消費(fèi)者根本無法獲悉蓄電池的健康情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，特別是涉及一種可供使用者直觀得知蓄電池健康狀況的電池SOH預(yù)警方法，可以在電池長(zhǎng)期使用過程中，及時(shí)監(jiān)測(cè)電池的健康狀態(tài)(SOH)并及時(shí)警示，使消費(fèi)者無需專業(yè)知識(shí)也能清楚得知電池的健康情況。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，包括下述步驟(1)將蓄電池循環(huán)次數(shù)到達(dá)最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)時(shí)置為0，開始進(jìn)行循環(huán)時(shí)置為1， 將當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye ；將蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)到達(dá)最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)時(shí)置為0，開始進(jìn)行使用時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien ；將蓄電池實(shí)際容量達(dá)到或低于截止使用容量時(shí)置為0，蓄電池實(shí)際容量大于等于標(biāo)稱容量時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap ；
(2)將蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye、蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)len、蓄電池實(shí)際容量指數(shù) cap依據(jù)各自權(quán)重相加而得到取值為0 1的健康狀態(tài)指數(shù)SOH ；(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。本發(fā)明中，使用時(shí)長(zhǎng)是指蓄電池的實(shí)際投放運(yùn)行時(shí)間。循環(huán)次數(shù)的定義是當(dāng)電池充放電累積容量相當(dāng)于兩倍標(biāo)稱容量時(shí)計(jì)為一個(gè)循環(huán)。優(yōu)選地，步驟O)中按式⑴計(jì)算得出蓄電池的健康狀態(tài)指數(shù)S0H，SOH = A1. eye+ λ 2 · Ien+ λ 3 · cap (1)其中λ i、λ 2、λ 3為調(diào)節(jié)系數(shù)，且滿足λ 1+ λ 2+ λ 3 = 1 ；當(dāng)蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)eye 或蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien或蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap任意一個(gè)為零時(shí)，健康狀態(tài)指數(shù)SOH 置為0;(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。 優(yōu)選地，步驟O)中，λ i = cap · len, λ 2 = cap · (1-len)，λ 3 = l_capc優(yōu)選地，步驟O)中，設(shè)eye =min eye,len, cap，len =minlen, cap，
則^1 =1-cyc，入2 = eye ·(1-len)，入3=eye ·len .
設(shè)eye =min eye,len, cap，cap =minlen, cap，
則^1 =1-cyc,入3 = eye ·(1-cap)，入2=eye ·cap .
設(shè)len =min eye,len, cap，eye =mineye, cap，
則^2 =1-len,入x = len ·(1-cyc)，入3=len ·eye
設(shè)len =min eye,len, cap，cap =mineye, cap，
則^2 =1-len,入3 = len ·(1-cap)，=len ·cap .
設(shè)cap =min eye,len, cap，eye =mineye, len，
則^3 =l_cap，入x = cap ·(1-cyc)，入2=cap ·eye
設(shè)cap =min eye,len, cap，len =mineye, len，
則^3 =l_cap，入2 = cap ·(1-len)，=cap ·Ien0優(yōu)選地，步驟(1)的歸一化處理采用線性函數(shù)轉(zhuǎn)換，蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye = 1-當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)/最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)，蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)len = I"當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)/最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)，蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap =(當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量-截止使用容量)/ (標(biāo)稱容量-截止使用容量)；若eye或Ien或cap低于0，則置為0 ；若eye或 Ien或cap大于1，則置為1。優(yōu)選地，步驟(1)的歸一化處理采用常用對(duì)數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明提供了一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，特別是涉及一種可供使用者直觀得知蓄電池健康狀況的電池SOH預(yù)警方法，可以在電池長(zhǎng)期使用過程中，及時(shí)監(jiān)測(cè)電池的健康狀態(tài)(SOH)并及時(shí)警示，使消費(fèi)者無需專業(yè)知識(shí)也能清楚得知電池的健康情況。


圖1是本發(fā)明預(yù)警方法的工藝流程圖。
圖2是實(shí)施例1蓄電池循環(huán)次數(shù)歸一化處理示意圖。圖3是實(shí)施例1蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)歸一化處理示意圖。圖4是實(shí)施例1蓄電池實(shí)際容量歸一化處理示意圖。圖5是實(shí)施例2蓄電池循環(huán)次數(shù)歸一化處理示意圖。圖6是實(shí)施例2蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)歸一化處理示意圖。圖7是實(shí)施例2蓄電池實(shí)際容量歸一化處理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，包括(1)將蓄電池循環(huán)次數(shù)到達(dá)最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)時(shí)置為0，開始進(jìn)行循環(huán)時(shí)置為1， 將當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye ；將蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)到達(dá)最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)時(shí)置為0，開始進(jìn)行使用時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien ；將蓄電池實(shí)際容量達(dá)到或低于截止使用容量時(shí)置為0，蓄電池實(shí)際容量大于等于標(biāo)稱容量時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap ；步驟(1)的歸一化處理采用線性函數(shù)轉(zhuǎn)換，蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye = 1_當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)/最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)=(最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)-當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù))/最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)，蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien = 1-當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)/最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng) =(最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)-當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng))/最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)，蓄電池實(shí)際容量指數(shù) cap =(當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量-截止使用容量)/(標(biāo)稱容量-截止使用容量)。若eye或 Ien或cap低于0，則置為0 ；若eye或Ien或cap大于1，則置為1。圖2表示蓄電池循環(huán)次數(shù)線性函數(shù)歸一化處理示意圖，圖3表示蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)線性函數(shù)歸一化處理示意圖，圖4表示蓄電池實(shí)際容量線性函數(shù)歸一化處理示意圖。(2)按式(1)計(jì)算得出蓄電池的健康狀態(tài)指數(shù)S0H，SOH = A1. eye+ λ 2 · Ien+ λ 3 · cap (1)其中λ^ λ2、λ 3為調(diào)節(jié)系數(shù)，，且滿足λ1+λ2+λ3 = 1 ；當(dāng)蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù) eye或蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien或蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap任意一個(gè)為零時(shí)，健康狀態(tài)指數(shù) SOH = 0 ；設(shè)蓄電池最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)=2000次，最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)=2年，標(biāo)稱容量計(jì)為 100%，截止使用容量為80% ；當(dāng)前循環(huán)次數(shù)=1000次，使用時(shí)長(zhǎng)=1年，實(shí)際容量為85%， 則 eye = 0. 5, Ien = 0. 5, cap = 0. 25, λ 3 = 1-cap = 0· 75, λ i = cap · (1-cyc) = 0. 125, λ 2 = cap · eye = 0. 125，從而 SOH = 0. 3125。(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。健康狀態(tài)預(yù)警閥值是可以按照實(shí)際情況調(diào)節(jié)的，如果健康狀態(tài)預(yù)警閥值=0. 4，則此時(shí)進(jìn)行預(yù)警；如果健康狀態(tài)預(yù)警閥值=0. 3，則此時(shí)不預(yù)警。實(shí)施例2
一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，包括(1)將蓄電池循環(huán)次數(shù)到達(dá)最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)時(shí)置為0，開始進(jìn)行循環(huán)時(shí)置為1， 將當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye ；將蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)到達(dá)最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)時(shí)置為0，開始進(jìn)行使用時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien ；將蓄電池實(shí)際容量達(dá)到或低于截止使用容量時(shí)置為0，蓄電池實(shí)際容量大于等于標(biāo)稱容量時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap ；步驟(1)的歸一化處理采用常用對(duì)數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)的底數(shù)為10，真數(shù)計(jì)算公式為y = Ig ((0. 9x+0. l)X10)，x為實(shí)施例1的線性函數(shù)值。若eye或Ien或cap低于0，則置為0 ；若eye或Ien或cap大于1，則置為1。圖5表示蓄電池循環(huán)次數(shù)對(duì)數(shù)函數(shù)歸一化處理示意圖，圖6表示蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)對(duì)數(shù)函數(shù)歸一化處理示意圖，圖7表示蓄電池實(shí)際容量對(duì)數(shù)函數(shù)歸一化處理示意圖。設(shè)蓄電池最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)=2000次，最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)=2年，標(biāo)稱容量計(jì)為 100%，截止使用容量為80%;當(dāng)前循環(huán)次數(shù)=500次，使用時(shí)長(zhǎng)=1.5年，實(shí)際容量為90%， 則 eye = Ig((0. 9*1500/2000+0. 1)*10) = 0. 89，Ien = Ig((0. 9*0. 5/2+0. 1)*10) = 0. 51， cap = Ig ((0. 9*1/2+0. 1)*10) = 0. 74，(2)按式(1)計(jì)算得出蓄電池的健康狀態(tài)指數(shù)S0H，SOH = A1* eye+ λ 2 · Ien+ λ 3 · cap (1)其中λ^ λ2、λ3為調(diào)節(jié)系數(shù)，滿足λ1+λ2+λ3= 1 ；當(dāng)蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)cyc 或蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien或蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap任意一個(gè)為零時(shí)，健康狀態(tài)指數(shù)SOH =0 ；本實(shí)施例中，λ 2 = I-Ien = 0. 49，λ 3 = Ien · (l_cap) = 0. 13，λ ！ = Ien · cap = 0· 38，從而 SOH = 0. 68。(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。健康狀態(tài)預(yù)警閥值是可以按照實(shí)際情況調(diào)節(jié)的，如果健康狀態(tài)預(yù)警閥值=0. 7，則此時(shí)進(jìn)行預(yù)警；如果健康狀態(tài)預(yù)警閥值=0. 6，則此時(shí)不預(yù)警。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于包括下述步驟(1)將蓄電池循環(huán)次數(shù)到達(dá)最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)時(shí)置為0，開始進(jìn)行循環(huán)時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)Cyc ；將蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)到達(dá)最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)時(shí)置為0，開始進(jìn)行使用時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien ；將蓄電池實(shí)際容量達(dá)到或低于截止使用容量時(shí)置為0，蓄電池實(shí)際容量大于等于標(biāo)稱容量時(shí)置為1，將當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap ；(2)將蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye、蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)len、蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap依據(jù)各自權(quán)重相加而得到取值為0 1的健康狀態(tài)指數(shù)SOH ；(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于步驟( 中按式(1) 計(jì)算得出蓄電池的健康狀態(tài)指數(shù)S0H，SOH =入 i · eye+ 入 2 · Ien+ 入 3 · cap (1)其中XpXyX3為調(diào)節(jié)系數(shù)，且滿足λ1+λ2+λ3= 1 ；當(dāng)蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)eye或蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien或蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap任意一個(gè)為零時(shí)，健康狀態(tài)指數(shù)SOH 置為0;(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于步驟(2)中，X1 = cap · len, λ 2 = cap · (I-Ien)，λ 3 = l_cap°
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于設(shè)eye =min eye,len, cap，len =minlen, cap，則^1 =1-cyc，入2 = eye ·(1-len)，入3=eye ·len設(shè)eye =min eye,len, cap，cap =minlen, cap，則^1 =1-cyc,入3 = eye ·(1-cap)，入2=eye ·cap設(shè) len =min eye,len, cap，eye =mineye, cap，則λ2 =l_len，入x = len ·(1-cyc)，入3=len ·eye設(shè) len =min eye,len, cap，cap =mineye, cap，則λ2 =l_len，入3 = len ·(1-cap)，=len ·cap設(shè)cap =min eye,len, cap，eye =mineye, len，則^3 =l_cap，入x = cap ·(1-cyc)，入2=cap ·eye設(shè)cap =min eye,len, cap，len =mineye, len，則^3 =l_cap，入2 = cap ·(1-len)，=cap ·Ien0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于步驟(1)的歸一化處理采用線性函數(shù)轉(zhuǎn)換，蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)eye = 1-當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)/最大設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)，蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)Ien= 1-當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)/最大設(shè)計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)，蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap =(當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量-截止使用容量)/ (標(biāo)稱容量-截止使用容量)；若eye或Ien或cap低于0，則置為0 ；若eye或Ien或cap大于1，則置為1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，其特征在于步驟(1)的歸一化處理采用常用對(duì)數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓄電池健康狀態(tài)預(yù)警方法，包括下述步驟(1)將當(dāng)前蓄電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)cyc；將當(dāng)前蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)len；將當(dāng)前蓄電池實(shí)際容量進(jìn)行歸一化處理而得蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap；(2)將蓄電池循環(huán)次數(shù)指數(shù)cyc、蓄電池使用時(shí)長(zhǎng)指數(shù)len、蓄電池實(shí)際容量指數(shù)cap依據(jù)各自權(quán)重相加而得到健康狀態(tài)指數(shù)SOH；(3)當(dāng)SOH低于健康狀態(tài)預(yù)警閥值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，提醒此刻電池已經(jīng)報(bào)廢。本發(fā)明可以在電池長(zhǎng)期使用過程中，及時(shí)監(jiān)測(cè)電池的健康狀態(tài)(SOH)并及時(shí)警示，使消費(fèi)者無需專業(yè)知識(shí)也能清楚得知電池的健康情況。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102508164SQ20111030541
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者徐劍虹, 鄭益 申請(qǐng)人:杭州高特電子設(shè)備有限公司