一種鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電池監(jiān)測技術(shù)，特別涉及一種鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界工業(yè)化進程的不斷加快，煤炭、石油等不可再生能源被大量消耗以至日 益枯竭，全球的石油儲量按照現(xiàn)在的發(fā)展要求將在40年后枯竭，而現(xiàn)今全球的交運設(shè)備的 石油需求量占總需求量的60%。為此，發(fā)展新能源汽車已是大勢所趨。
[0003] 動力電池作為電動汽車作為新能源汽車的核心，電池管理系統(tǒng)（BMS)作為電動汽 車監(jiān)管電池的重要部件，目前并沒發(fā)展成熟，電池健康狀態(tài)估計是目前研宄的薄弱環(huán)節(jié)，已 經(jīng)成為當(dāng)前電池管理系統(tǒng)的最大缺陷，直接影響了電池容量的有效發(fā)揮，降低了電池使用 的安全性和可靠性，并且影響了電池均衡系統(tǒng)的功能發(fā)揮，使得電池充放電控制缺乏足夠 參考依據(jù)，最終會影響到電池的性能和使用壽命。
[0004] 電池的健康狀態(tài)是一個緩慢的、不可逆的變化過程，與電池內(nèi)阻、充放電能力、平 衡電動勢等多種因素有關(guān)。電池在使用過程中發(fā)生老化，導(dǎo)致在不同時期具有不同的電池 特性，而健康狀態(tài)直觀地反映了電池的整體性能以及在一定條件下釋放電能的能力，為提 高整車的控制性能和預(yù)測續(xù)駛里程具有重要意義。在實驗室條件下可通過充放電實驗獲取 電池健康狀態(tài)，但此方法無法應(yīng)用于電動汽車中電池工作情況下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是針對電池使用過程中健康狀態(tài)難檢測的問題，提出了一種鋰離子電池健 康狀態(tài)在線估算方法，能夠根據(jù)電池工況下的電池的充電電壓、平衡電動勢、充電電流和充 電時間等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理處理，最終能夠獲得電池的直流內(nèi)阻、最 大放電功率和剩余容量，即為電池的健康狀態(tài)。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法，具體包括如下步 驟：
[0007] 1)、電池工況下，采用先恒定大電流，后恒定小電流對電池進行兩個階段充電，采 集并記錄充電過程中，充電時電池兩端的充電電壓、電池正負極的平衡電動勢、充電電流和 充電時間數(shù)據(jù)；
[0008] 2)、根據(jù)所獲取的電池充電截止電壓、電池充電截止時正負極平衡電動勢和恒定 小電流計算出電池的直流內(nèi)阻；
[0009] 3)、根據(jù)步驟2)所獲取的電池直流內(nèi)阻、電池充電截止時正負極平衡電動勢和電 池廠商提供的電池放電截止電壓，計算出電池的最大放電電流；
[0010] 4)、根據(jù)步驟3)所獲取的電池最大放電電流和廠商提供的該電池最大安全放電 電流，取其中較小的電流值作為電池最大工作電流；
[0011] 5)、根據(jù)步驟4)所獲取的電池最大工作電流，電池直流內(nèi)阻和電池充電截止時正 負極平衡電動勢計算出電池的最大放電功率；
[0012] 6)、根據(jù)充電前后所獲取的電池正負極平衡電動勢，充電電流和充電時間，計算出 電池的剩余容量；
[0013]7)、所得的電池直流內(nèi)阻、最大放電功率和剩余容量即為電池的健康狀態(tài)。
[0014] 所述恒定大電流為0. 2C，恒定小電流為0. 033C，C為電池標(biāo)稱容量。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法，利用電池老 化過程中剩余容量，直流電阻和最大可用功率三個指標(biāo)作為電池健康狀態(tài)。與傳統(tǒng)單一的 參數(shù)相比，更直觀的了解電池的健康狀態(tài)，有助于提高電池電荷狀態(tài)估算精度，準(zhǔn)確判斷電 池的剩余電量，從而更準(zhǔn)確預(yù)測電動汽車可續(xù)航的里程。此外，對于健康狀況較低的電池予 以及時更換，保證了電動汽車的性能。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1所示鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法流程圖，對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳 細說明，包括如下步驟：
[0018] (1)在電池工況下，采用先恒定大電流，后恒定小電流對電池進行兩個階段充電， 采集并記錄充電過程中，充電時電池兩端的充電電壓、電池正負極的平衡電動勢、充電電流 和充電時間數(shù)據(jù)；恒定大電流為0. 2C，恒定小電流為0. 033C，C為電池標(biāo)稱容量。
[0019] (2)根據(jù)所獲取的電池充電電壓、電池充電截止時正負極平衡電動勢和充電電流 計算出電池的直流內(nèi)阻。計算電池直流內(nèi)阻關(guān)系式為：
【主權(quán)項】
1. 一種鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法，其特征在于，具體包括如下步驟： 1) 、電池工況下，采用先恒定大電流，后恒定小電流對電池進行兩個階段充電，采集并 記錄充電過程中，充電時電池兩端的充電電壓、電池正負極的平衡電動勢、充電電流和充電 時間數(shù)據(jù)； 2) 、根據(jù)所獲取的電池充電截止電壓、電池充電截止時正負極平衡電動勢和恒定小電 流計算出電池的直流內(nèi)阻； 3) 、根據(jù)步驟2)所獲取的電池直流內(nèi)阻、電池充電截止時正負極平衡電動勢和電池廠 商提供的電池放電截止電壓，計算出電池的最大放電電流； 4) 、根據(jù)步驟3)所獲取的電池最大放電電流和廠商提供的該電池最大安全放電電流， 取其中較小的電流值作為電池最大工作電流； 5) 、根據(jù)步驟4)所獲取的電池最大工作電流，電池直流內(nèi)阻和電池充電截止時正負極 平衡電動勢計算出電池的最大放電功率； 6) 、根據(jù)充電前后所獲取的電池正負極平衡電動勢，充電電流和充電時間，計算出電池 的剩余容量； 7 )、所得的電池直流內(nèi)阻、最大放電功率和剩余容量即為電池的健康狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法，其特征在于，所述恒定大 電流為0. 2C，恒定小電流為0. 033C，C為電池標(biāo)稱容量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子電池健康狀態(tài)在線估算方法，根據(jù)電池工況下的電池的充電電壓、平衡電動勢、充電電流和充電時間等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理，最終能夠獲得電池的直流內(nèi)阻、最大放電功率和剩余容量反應(yīng)電池的健康狀態(tài)。利用電池老化過程中剩余容量，直流電阻和最大可用功率三個指標(biāo)作為電池健康狀態(tài)。與傳統(tǒng)單一的參數(shù)相比，更直觀的了解電池的健康狀態(tài)，有助于提高電池電荷狀態(tài)估算精度，準(zhǔn)確判斷電池的剩余電量，從而更準(zhǔn)確預(yù)測電動汽車可續(xù)航的里程。此外，對于健康狀況較低的電池予以及時更換，保證了電動汽車的性能。
【IPC分類】G01R31-40
【公開號】CN104749533
【申請?zhí)枴緾N201510133580
【發(fā)明人】陳嵐, 熊付強, 章薇
【申請人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月25日