專利名稱：電池健康狀態(tài)檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池健康狀態(tài)檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著電動車、儲能領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，對于電池組性能的監(jiān)控和保護(hù)也越來越得到重視，電壓、電流、溫度、單電芯一致性等早已實(shí)現(xiàn)，電池荷電狀態(tài)SOC (State OfHealth)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高精度的預(yù)測,而電池健康狀態(tài)SOH(State Of Health)以及剩余容量的高精度預(yù)測成為下一個(gè)必須要攻破的課題。所述電池健康狀態(tài)SOH比值，即電池當(dāng)前實(shí)際容量值與額定容量值的百分比，當(dāng)然地，在已知電池額定容量值的情況下，電池當(dāng)前實(shí)際容量值同樣能夠反映電池的健康狀態(tài)。所述電池荷電狀態(tài)S0C，其數(shù)值表現(xiàn)為電池當(dāng)前荷電容量與當(dāng)前實(shí)際容量的百分比。現(xiàn)有的預(yù)測電池SOH的方法主要有內(nèi)阻法(電導(dǎo)法)、完全放電法、短時(shí)放電法等。所述內(nèi)阻法為直接通過專業(yè)的測試設(shè)備，測量電池內(nèi)阻(電導(dǎo))，分析測量值的分布狀態(tài)來預(yù)測電池健康狀態(tài)S0H。然而，內(nèi)阻(電導(dǎo))本身并不能完全反映當(dāng)前電池的容量狀態(tài)，內(nèi)阻(電導(dǎo))判為異常的電池在容量上仍可能表現(xiàn)優(yōu)秀，且測量值跟探頭接觸狀態(tài)等相關(guān)，不同測試設(shè)備的測量結(jié)果不同，復(fù)現(xiàn)性較差，所以總體而言內(nèi)阻法(電導(dǎo)法)實(shí)施簡單，但是預(yù)測的電池健康狀態(tài)SOH誤差較大。所述完全放電法是對電池進(jìn)行完全放電，直接計(jì)算電池當(dāng)前容量，并與額定容量比較，得出電池健康狀態(tài)S0H，此方法預(yù)測的精度高，但其缺點(diǎn)在于需要對電池完全放電，在線備電時(shí)有掉站的風(fēng)險(xiǎn)，且測試間隔較長，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池突發(fā)性衰減。所述短時(shí)放電法主要應(yīng)用在UPS系統(tǒng)，對在線電池進(jìn)行5分鐘左右的短時(shí)放電，通過電壓降、計(jì)算得出的內(nèi)阻等數(shù)據(jù)，來估算其整體完全放電時(shí)的容量，此方法規(guī)避了完全放電的掉電風(fēng)險(xiǎn)。但其缺點(diǎn)為出于站點(diǎn)備電安全起見，放電時(shí)間須盡量短，導(dǎo)致估算精度難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種高精度、短間隔、無需人為放電的電池健康狀態(tài)檢測方法
及裝置。第一方面，提供電池健康狀態(tài)檢測方法，所述方法包括:監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn ；利用所述容量值Cn，所述容量區(qū)間SOCt,計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值Cr。在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算電池當(dāng)前實(shí)際容量值Cr時(shí)利用公式Cr=Cn+SOCt進(jìn)行計(jì)算。在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，利用公式Cp=PX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)κτ，利用公式Cp=PXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括:
對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=P XKcXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Κτ，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=PXKeXKTX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；之后還包括以下步驟:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cw在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cm之后還包括以下步驟:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值CM，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOHe=C,彳Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；之后還包括以下步驟:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOH=G^Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測方法在計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值之后還包括以下步驟:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。第二方面，本發(fā)明提供了一種電池健康狀態(tài)檢測裝置，包括容量監(jiān)測模塊和實(shí)際容量值計(jì)算模塊；所述容量監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn;所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊用于利用所述容量值cn，所述容量區(qū)間SOCt,計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C,。
在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊通過公式Cr=Cn^SOCt計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。在第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。在第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Kt，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKcXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。在第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Kt，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKcXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加 計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在第二方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cw 在第二方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測裝置還包括一個(gè)第一電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cre，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOHe=C^iCtl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。在第二方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOH=Cr^C0計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。在第二方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測裝置還包括一個(gè)第二電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。本發(fā)明實(shí)施例中，通過監(jiān)測電池正常充放電過程中特征容量區(qū)間內(nèi)吸收或釋放的容量來檢測電池當(dāng)前實(shí)際容量值和SOH比值，并可以通過多次電池實(shí)際容量值和SOH比值的平均和有效性判斷提高檢測精度。每次充電或者放電都可以更新一次，可以有效的預(yù)防短期電池突降。由于檢測過程中的電池出于正常循環(huán)，無需人為強(qiáng)制放電。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電池健康狀態(tài)檢測方法的原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的第一種電池健康狀態(tài)檢測方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的第二種電池健康狀態(tài)檢測方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的第三種電池健康狀態(tài)檢測方法的流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的第一種電池健康狀態(tài)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的第一種容量監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的第二種容量監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例的第三種容量監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例的第四種容量監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例的第二種電池健康狀態(tài)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例的第三種電池健康狀態(tài)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明電池健康狀態(tài)檢測方法的原理示意圖，如圖1所示，橫坐標(biāo)為電池SOC狀態(tài)，縱坐標(biāo)為電池電壓，LI為充電曲線，L2為放電曲線，SOC1為監(jiān)測起點(diǎn)的荷電狀態(tài)值，SOC2監(jiān)測終點(diǎn)荷電狀態(tài)值，SOC1和SOC2之間的區(qū)間即為SOCt,容量值為Cn。本發(fā)明可以通過監(jiān)測電池正常充放電循環(huán)過程中某一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放容量值Cn的變化，綜合考慮溫度系數(shù)和倍率系數(shù)等因素，來計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值或健康狀態(tài)SOH比值。如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池健康狀態(tài)檢測方法包括以下步驟:S1:監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn ；S2:利用所述容量值Cn，所述容量區(qū)間SOCt,計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。在步驟S2中，計(jì)算電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；時(shí)可以利用公式(；=Cn+S0Ct進(jìn)行計(jì)算。所述容量區(qū)間SOCt為電池監(jiān)測起點(diǎn)荷電狀態(tài)值SOC1和監(jiān)測終點(diǎn)荷電狀態(tài)值SOC2的差值，當(dāng)電池充電時(shí)，SOC2大于SOC1, SOCt=SOC2 - SOC1 ;當(dāng)電池放電時(shí)，SOC2小于SOC1,SOCt=SOC1 - S0C2。所述容量區(qū)間SOCt可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景盡可能選取較大的范圍，以帶來更高的計(jì)算精度，一般應(yīng)大于50%。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI包括以下步驟:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，利用公式Cp=PX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。為了提高檢測精度或?qū)τ谌萘渴軠囟扔绊戄^大的電池，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟Si包括以下步驟:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)κτ，利用公式Cp=PXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。所述周期P可以根據(jù)需要來確定，對于容量受溫度影響較大的電池周期P取值盡量小，以取得更高精度。所述電池溫度系數(shù)Kt為電池溫度對電池實(shí)際容量的影響系數(shù)，其取值一般為電池當(dāng)前溫度下實(shí)際容量值與標(biāo)準(zhǔn)溫度(一般為25攝氏度)下實(shí)際容量值的比值，即Kt=CtkA^所述Ctk為當(dāng)前溫度下實(shí)際容量值，所述Cci為標(biāo)準(zhǔn)溫度下實(shí)際容量值。在實(shí)際操作中，可以對各類型電池進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)得到該類電池在不同溫度下的電池溫度系數(shù)Kt的對照表，使用時(shí)根據(jù)最接近電池實(shí)際溫度的對照表內(nèi)溫度對應(yīng)值來確定電池溫度系數(shù)
Kj ο同理，為了提高檢測精度或?qū)τ谌萘渴艹浞烹姳堵?即電池充放電時(shí)電流大小的比率，一般為充放電電流 與電池額定容量的比值)影響較大的電池，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟Si包括以下步驟:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=P XKcXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。所述周期P可以根據(jù)需要來確定，對于容量受充放電倍率影響較大的電池周期P取值盡量小，以取得更高精度。所述電池倍率系數(shù)K。為電池不同充放電倍率下實(shí)際容量值與標(biāo)準(zhǔn)充放電倍率下實(shí)際容量值的比值，即Ke=Ca^Ctl，所述Cra為當(dāng)前充放電倍率下實(shí)際容量值，Ctl為標(biāo)準(zhǔn)充放電倍率下實(shí)際容量值。在實(shí)際操作中，可以對各類型電池進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)得到該類電池在不同充放電倍率下的電池倍率系數(shù)K。的對照表，使用時(shí)根據(jù)最接近電池實(shí)際充放電倍率的對照表內(nèi)充放電倍率對應(yīng)值來確定電池倍率系數(shù)K。。當(dāng)然地，為了提高檢測精度或?qū)τ谌萘渴軠囟群统浞烹姳堵视绊戄^大的電池，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟Si包括以下步驟:對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Κτ，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=PXKeXKTX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。如圖3所示，為了提高檢測精度，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測方法在步驟S2之后還包括步驟S31:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值CM。為了取得電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe，步驟S31之后還可以包括步驟S41:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值CM，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOHe=C,彳Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。當(dāng)然地，如圖4所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測方法在步驟S2之后還包括步驟S32:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl,利用公式SOH=G^Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。為了提高檢測精度，所述檢測方法在步驟S32還包括步驟S42:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。上述檢測方法不僅可以應(yīng)用于鋰離子電池，還可以應(yīng)用于鉛酸、鎳氫、鎳鎘、液流、鈉鹽、鈉硫等類型的電池。不僅適用于電池，還可適用于電池組或電芯?；谏鲜鰴z測方法，如圖5所示，本發(fā)明提供了一種電池健康狀態(tài)檢測裝置，該裝置包括容量監(jiān)測模塊和實(shí)際容量值計(jì)算模塊；所述容量監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn ;所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊用于利用所述容量值cn，所述容量區(qū)間SOCt,計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊可以通過公式Cr=CfSOCt計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值cr。如圖6所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。如圖7所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述容量監(jiān)測模塊還包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Kt，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電池溫度系數(shù)確定單元存儲了不同類型電池在不同溫度下的電池溫度系數(shù)Kt的對照表，工作時(shí)根據(jù)最接近電池實(shí)際溫度的對照表內(nèi)溫度對應(yīng)值來確定電池溫度系數(shù)Kt。如圖8所示， 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述容量監(jiān)測模塊還包括電流值采集單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKcXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電池倍率系數(shù)確定單元存儲了不同類型電池在在不同充放電倍率下的電池倍率系數(shù)K。的對照表，工作時(shí)根據(jù)最接近電池實(shí)際充放電倍率的對照表內(nèi)充放電倍率對應(yīng)值來確定電池倍率系數(shù)K。。如圖9所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述容量監(jiān)測模塊還包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Kt，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKcXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。如圖10所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cf在此基礎(chǔ)上，所述檢測裝置還可以包括一個(gè)第一電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值CM，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOHe=C,彳Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。如圖11所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOH=Cr-C0計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。在此基礎(chǔ)上所述檢測裝置還可以包括一個(gè)第二電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。所述檢測裝置適用于鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、液流電池、鈉鹽電池、鈉硫電池等多種電池類型。同時(shí)，所述檢測裝置不僅適用于電池，而且適用于電池組或電芯。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明的各個(gè)方面、或各個(gè)方面的可能實(shí)現(xiàn)方式可以被具體實(shí)施為系統(tǒng)、方法或者計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面、或各個(gè)方面的可能實(shí)現(xiàn)方式可以采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例(包括固件、駐留軟件等等)，或者組合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式，在這里都統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或者“系統(tǒng)”。此夕卜，本發(fā)明的各方面、或各個(gè)方面的可能實(shí)現(xiàn)方式可以采用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是指存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包含但不限于電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或者裝置，或者前述的任意適當(dāng)組合，如隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或者快閃存儲器)、光纖、便攜式只讀存儲器(CD-ROM)。計(jì)算機(jī)中的處理器讀取存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，使得處理器能夠執(zhí)行在流程圖中每個(gè)步驟、或各步驟的組合中規(guī)定的功能動作；生成實(shí)施在框圖的每一塊、或各塊的組合中規(guī)定的功能動作的裝置。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼可以完全在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為單獨(dú)的軟件包、部分在用戶的計(jì)算機(jī)上并且部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器上執(zhí)行。也應(yīng)該注意，在某些替代實(shí)施方案中，在流程圖中各步驟、或框圖中各塊所注明的功能可能不按圖中注明的順序發(fā)生。例如，依賴于所涉及的功能，接連示出的兩個(gè)步驟、或兩個(gè)塊實(shí)際上可能被大致同時(shí)執(zhí)行，或者這些塊有時(shí)候可能被以相反順序執(zhí)行。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn ； 利用所述容量值cn，所述容量區(qū)間SOCt,計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。
2.如權(quán)利要求1所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，計(jì)算電池當(dāng)前實(shí)際容量值Cr時(shí)利用公式Cr=CfSOCt進(jìn)行計(jì)算。
3.如權(quán)利要求1所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括: 對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，利用公式Cp=PX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
4.如權(quán)利要求1所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括: 對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Κτ，利用公式Cp=PXKtXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
5.如權(quán)利要求1所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi) 吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括: 對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=P XKcXIp計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
6.如權(quán)利要求1所述的電池健康狀態(tài)檢測方法,其特征在于,所述監(jiān)測電池充放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn的步驟進(jìn)一步包括: 對電池充電或放電任一容量區(qū)間SOCt的過程進(jìn)行周期性地測量，測得每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip和電池溫度值T，根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Kt，根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，利用公式Cp=PXKeXKTX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；之后還包括以下步驟:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cf
8.如權(quán)利要求7所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cm之后還包括以下步驟:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值Cre,以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOHe=C^iCtl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值 SOHe。
9.如權(quán)利要求1-6任一所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述檢測方法在計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；之后還包括以下步驟:利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOH=G^Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。
10.如權(quán)利要求9所述的電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述檢測方法在計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值之后還包括以下步驟:多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0He。
11.一種電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，包括容量監(jiān)測模塊和實(shí)際容量值計(jì)算模塊；所述容量監(jiān)測模塊用于監(jiān)測電池充電或放電過程中任一容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn ;所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊用于利用所述容量值Cn，所述容量區(qū)間S0Ct，計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。
12.如權(quán)利要求11所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述實(shí)際容量值計(jì)算模塊通過公式Q=Cn^SOCt計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；。
13.如權(quán)利要求11所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
14.如權(quán)利要求11所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)κτ，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PXKtX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值Cn。
15.如權(quán)利要求11所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PX&X Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
16.如權(quán)利要求11所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述容量監(jiān)測模塊包括電流值采集單元、溫度傳感器、電池溫度系數(shù)確定單元、電池倍率系數(shù)確定單元和計(jì)算單元，所述電流值采集單元用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電流值Ip，所述溫度傳感器用于測量每個(gè)周期P內(nèi)的電池溫度值T，所述電池溫度系數(shù)確定單元用于根據(jù)電池溫度值T確定電池溫度系數(shù)Κτ，所述電池倍率系數(shù)確定單元用于根據(jù)電流值Ip確定電池倍率系數(shù)K。，所述計(jì)算單元用于利用公式Cp=PX&XKTX Ip計(jì)算每個(gè)周期P內(nèi)吸收或釋放的容量值Cp，對容量區(qū)間SOCt內(nèi)所有周期的容量值Cp進(jìn)行累加計(jì)算得到容量區(qū)間SOCt內(nèi)吸收或釋放的容量值cn。
17.如權(quán)利要求11-16任一所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，對所述若干個(gè)電池當(dāng)前實(shí)際容量值(；進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際 容量的平均值Cf
18.如權(quán)利要求17所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括一個(gè)第一電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量的平均值C,e，以及電池額定容量值Ctl,利用公式SOHe=C,彳Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值S0H#
19.如權(quán)利要求11-16任一所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括一個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值計(jì)算模塊，用于利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值C；，以及電池額定容量值Ctl，利用公式SOH=G^Ctl計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH比值。
20.如權(quán)利要求19任一所述的電池健康狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括一個(gè)第二電池健康狀態(tài)SOH比值的平均值SOHe計(jì)算模塊，用于多次監(jiān)測并計(jì)算得到若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值，對所述若干個(gè)電池健康狀態(tài)SOH比值進(jìn)行平均值計(jì)算或者先進(jìn)行有效值判定再進(jìn)行平均值計(jì)算得到電池健康狀態(tài)SOH 比值的平均值S0He。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池健康狀態(tài)檢測方法及裝置，所述方法通過監(jiān)測電池正常充電或放電過程中任一容量區(qū)間內(nèi)吸收或釋放的容量值；利用所述容量值，所述容量區(qū)間計(jì)算得到電池當(dāng)前實(shí)際容量值，并且可以利用電池當(dāng)前實(shí)際容量值以及電池額定容量值計(jì)算電池健康狀態(tài)SOH比值。所述裝置能夠利用本發(fā)明的方法檢測電池健康狀態(tài)，本發(fā)明通過監(jiān)測電池正常充放電過程中特征容量區(qū)間內(nèi)吸收或釋放的容量來檢測電池當(dāng)前實(shí)際容量值和SOH比值以檢測電池的健康狀態(tài)，并通過多次電池實(shí)際容量值和SOH比值的平均和有效性判斷提高檢測精度，有效地實(shí)現(xiàn)了電池健康狀態(tài)的檢測。
文檔編號G01R31/36GK103197257SQ20131011580
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者樂斌, 王興杰, 歐陽明光 申請人:華為技術(shù)有限公司