专利名称：一种电动汽车电池健康状态估算的方法
技术领域：
本发明属于电动汽车控制技术，涉及一种电动汽车电池健康状态估算的方法，具体涉及根据电池充电端电压特性来估算电池健康状态的方法。
背景技术：
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。因此，高效、节能、环保的电动汽车就成为汽车行业的发展趋势。电动车利用存储在电池中的电能作为能源，近年来随着锂离子电池的发展，越来越多的电动汽车采用锂离子电池作为储能装置。而准确测量电池的健康状态，对于电动汽车的整个控制策略的实施尤为重要。电池的SOH(State of Health)即电池的健康状态，是反映电池的整体性能以及在一定条件下释放电能能力的参数，定义为SOH = Qnow/Qnew,即某一条件下电池可放电总电量占新出厂电池可用容量的比值。随着电池的使用，尤其是循环次数程度，会有许多不可恢复物理化学因素造成电池老化，以致电池的健康度下降。对于一块新的电池，其SOH往往是大于等于100%，随着电池的老化，SOH逐渐下降，IEEE标准1188-1996中规定当电池容量能力下降到80%，即SOH < 80%时，电池就应该被更换。由于电池的健康程度SOH与内阻、阻抗、充电能力、自放电等多种因素有关，因此现有技术通过各种设备和手段测量或计算与SOH有关的各种电池参数，并通过一定的估算方法对SOH进行估算，该方法首先需要计算电池的参数，比如阻抗、内阻、开路电压等，其次需要确定各参数与SOH的关系，该方法的缺点是电池某些参数较难测量，而且电池SOH与各参数之间的关系需要先根据大量实验确定，形成经验公式，不同的电池经验公式不一样，因此公式不具普遍性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车电池健康状态估算的方法，以解决现有技术在估算时需要计算电池的阻抗、内阻等参数，比较麻烦的缺点。它包括下述步骤步骤一将待检测新出厂电池放空电，并再充满电，在该充满电的过程中，记录待检测新出厂电池充电的电压时间曲线和充电电量时间曲线；步骤二根据步骤一中获得的充电电量时间曲线，计算待检测新出厂电池的实际可用容量Qnew ；同时根据电压时间曲线计算dV/dQ曲线，并设置dV/dQ的阈值；其中V为充电过程中待检测新出厂电池的端电压，Q为充电过程中待检测新出厂电池的累计充电量；步骤三根据dV/dQ的阈值计算待检测电池在充电过程中，自达到dV/dQ的阈值到电池充满电过程中所充入的电量，由该充入的电量计算待检测新出厂电池在充电过程中达到dV/dQ阈值时的电池SOC
threshold ‘步骤四建立待检测新出厂电池的开路电压与SOC的关系曲线；步骤五通过步骤四建立的新出厂电池的开路电压与SOC的关系曲线估算S0C。cv，然后再利用公式
权利要求
1.一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一将待检测新出厂电池放空电，并再充满电，在该充满电的过程中，记录待检测新出厂电池充电的电压时间曲线和充电电量时间曲线；步骤二 根据步骤一中获得的充电电量时间曲线，计算待检测新出厂电池的实际可用容量Qnew ；同时根据电压时间曲线计算dV/dQ曲线，并设置dV/dQ的阈值；其中V为充电过程中待检测新出厂电池的端电压，Q为充电过程中待检测新出厂电池的累计充电量；步骤三根据dV/dQ的阈值计算待检测电池在充电过程中，自达到dV/dQ的阈值到电池充满电过程中所充入的电量，由该充入的电量计算待检测新出厂电池在充电过程中达到 dV/dQ阈值时的电池SOCthreshold ‘步骤四建立待检测新出厂电池的开路电压与SOC的关系曲线；步骤五通过步骤四建立的新出厂电池的开路电压与SOC的关系曲线估算soc。。v，然后再利用公式= ^nr Qtest_^nr 计算出衰减后电池理论可用容量(^st-full；其^ UC threshold ^ ^^ OCV中Qtest为自S0C。。v到S0Cthresh。ld所充入的电量；将所述待检测电池的衰减后理论可用容量 Qtest-Mi与使用后待检测电池的实际可用容量Qnrat进行比较， 若Qtest-full = Qmw，判定使用后待检测电池处于未衰减状态；若Qtes ull < Qmw，判定使用后待检测电池处于衰减状态，计算使用后待检测电池的衰减后理论实际可用容量Ald ；步骤六根据待检测电池的衰减后理论实际可用容量Ald与新出厂电池实际可用容量 Qnew获得待检测电池的健康状态。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于步骤一中待检测新出厂电池放空电的具体步骤为将待检测新出厂电池在23°C +2°C的通风环境条件下，以Ic电流恒流放电到终止电压，c为放电倍率，搁置ι小时； 步骤一中充电方法为将待检测新出厂电池以Ic电流恒流充电至上限截止电压，再 以上限截止电压恒压充电至电流小于0. OlC时截止，搁置1小时。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于步骤二中计算待检测新出厂电池的实际可用容量Qmw的具体步骤为根据步骤一中获得的充电电量时间曲线及1/3C电流恒流充电的库伦效率，由公式 Qnew = n1/3。haXQ1/3。ha，计算获得待检测新出厂电池的实际可用容量Qnrat，Hl73Cha为电流恒流充电的库伦效率，Ql73Cha为待检测电池的倍率充电容量； 步骤二中dV/dQ按照以下公式进行计算SOCthreshold =100%-^^χ100%,dv _ν2-ν, dQ~ fldt ‘Jfl式中V1为待检测电池在充满电的过程中t2时刻的端电压，V2为待检测电池在充满电的过程中tl时刻的端电压，dQ为tl时刻到t2时刻待检测电池累积的充电电量，dV/dQ的阈值为待检测电池充电过程中电压平台期的dV/dQ值中的最大值。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于步骤三中待检测新出厂电池在达到dV/dQ的阈值充电状态时的电池SOCthreshtjld的具体计算方法为根据公式QjhαQthreshold为待检测电池自达到dV/dQ的阈值到充满电过程中所充入的电量，采用电流积分法计算获得；^-threshold = IIdThhreshold式中tthresh。ld——电池达到dV/dQ阈值的时间； tfull——电池充满电的时间。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于步骤五中计算使用后待检测电池的理论可用容量(^swull的过程为α t =-—-卜式中.s^test-fiill QVO广CVO广 -L^J-Si 丁 ·^^^threshold ~ ^^^OCVSOCocv为利用待检测电池的开路电压-SOC曲线获得的待检测电池的S0C，衰减后的理论实际可用容量Ald为 Qtest + QslQold ~ .^nr 口 I threshold其中Qtest为自S0C。CT到S0Cttoesh。ld所充入的电量，Qsococv 为 QsOCocv = Qnew X ^^ocv °
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车电池健康状态估算的方法，其特征在于步骤六中使用后待检测电池的健康状态SOH为SOH = 2^x100%Qnew式中Qmw为新电池的实际可用容量， Qold为衰减后电池理论实际可用容量。
全文摘要
一种电动汽车电池健康状态估算的方法，它涉及根据电池充电端电压特性来估算电池健康状态的方法。解决现有技术在估算时需要计算电池的阻抗、内阻等参数的缺点。用于电池健康估算。方法为待检测新电池放空电再充满电，在充满电的过程中，记录待检测新电池充电的电压时间曲线和充电电量时间曲线；计算待检测新电池的实际可用容量Qnew；设置dV/dQ的阈值；根据dV/dQ的阈值计算待检测新电池在充电过程中，自达到dV/dQ的阈值到电池充满电过程中所充入的电量，计算电池SOCthreshold；建立待检测新电池的开路电压与SOC的关系曲线；估算SOCocv，然后计算出衰减后电池理论可用容量Qtest-full；根据衰减后理论实际可用容量Qold与电池实际可用容量Qnew获得待检测电池的健康状态。
文档编号G01R31/36GK102445663SQ20111030205
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者冯飞, 朱春波, 王天鸶, 裴磊, 逯仁贵 申请人:哈尔滨工业大学