电池健康状态的检测装置及方法与流程

技术特征：

1.一种电池健康状态的检测装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于确定在第一时间和第二时间测量电流值和电压值；还用于测量电池温度值；

控制单元，用于判断所述第一时间的电流值和所述第二时间的电流值是否小于预先设定的阈值；若判断结果为是，则选择基于第二模型算法获得电池健康状态，否则选择基于第一模型算法获得电池健康状态；

数据处理单元，用于根据控制单元的选择结果、所述第一时间的电流值和电压值计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和电池电荷状态值，根据控制单元的选择结果、所述第二时间的电流值和电压值计算获得与所述第二时间对应的电池开路电压值和电池电荷状态值；还用于计算获得基于所述第一时间与所述第二时间之间的表明当前电池保持容量的第一电池容量差值和表明未来电池保持容量的第二电池容量差值，然后根据所述电池温度值、所述第一电池容量差值和所述第二电池容量差值计算获得电池健康状态值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元选择所述第一模型算法；所述数据处理单元具体用于通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和与所述第二时间对应的电池开路电压值：OCV＝U(t)+R₀*I(t)+R₁*I(t)，

其中，OCV表示电池开路电压，U(t)和I(t)为所述检测单元测量的电压值和电流值，R₀和R₁是预先设定的模型参数。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元选择所述第二模型算法；所述数据处理单元具体用于通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和与所述第二时间对应的电池开路电压值：OCV＝U(t)+R₀*I(t)+R₁*I(t)+R₂*I(t)，

其中，OCV表示电池开路电压，U(t)和I(t)为所述检测单元测量的电压值和电流值，R₀、R₁和R₂是预先设定的模型参数。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元具体用于通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池电荷状态值和与所述第二时间对应的电池电荷状态值：

OCV＝a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b，

其中，OCV表示电池开路电压，SOC表示电池电荷状态，n、a₁、a₂、a_n和b是预先设定的常量参数，并且n是正整数。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元具体用于在获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和与所述第二时间对应的电池开路电压值后，根据电池容量与电池开路电压之间的对应关系，获得与所述第一时间对应的电池容量和与所述第二时间对应的电池容量，然后根据下述公式计算获得所述第一电池容量差值：

ΔQ₁＝|Q_终止-Q_起始|，

其中，ΔQ₁表示所述第一电池容量差值，Q_起始表示与所述第一时间对应的电池容量，Q_终止表示与所述第二时间对应的电池容量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电池容量与电池开路电压之间的对应关系通过下述公式表示：

Q＝d₁(OCV)ⁿ+d₂(OCV)^n-1+...+d_n(OCV)+g，

其中，Q表示电池容量，OCV表示电池开路电压，n、d₁、d₂、d_n和g是预先设定的常量参数，并且n是正整数。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元具体用于在获得与所述第一时间对应的电池电荷状态值和与所述第二时间对应的电池电荷状态值后，根据电池容量与电池电荷状态值之间的对应关系，获得与所述第一时间对应的电池容量和与所述第二时间对应的电池容 量，然后根据下述公式计算获得所述第一电池容量差值：ΔQ₁＝|Q_终止-Q_起始|，

其中，ΔQ₁表示所述第一电池容量差值，Q_起始表示与所述第一时间对应的电池容量，Q_终止表示与所述第二时间对应的电池容量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电池容量与电池电荷状态之间的对应关系通过下述公式表示：Q＝Q_f*SOC，

其中，Q表示电池容量，SOC表示电池电荷状态，Q_f表示电池出厂时的标称容量。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元根据下述公式，针对所述第一时间的电流值和所述第二时间的电流值进行积分运算获得所述第二电池容量差值：

其中，ΔQ₂表示所述第二电池容量差值，η表示电池的库仑效率，t_起始表示所述第一时间，t_终止表示所述第二时间。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元具体用于根据下述公式计算获得所述电池健康状态：

其中，SOH表示所述电池健康状态，ΔQ₂表示所述第一电池容量差值，ΔQ₂表示所述第二电池容量差值，k_T表示温度修正系数。

11.一种电池健康状态的检测方法，该方法由检测装置执行，其特征在于，包括：

确定在第一时间测量电流值和电压值；

判断所述第一时间的电流值是否小于预先设定的阈值；若判断结果为是，则选择基于第二模型算法获得电池健康状态，否则选择基于第一模型算法获得电池健康状态；

根据选择结果、所述第一时间的电流值和电压值计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和电池电荷状态值；

确定在第二时间测量电流值和电压值；

判断所述第二时间的电流值是否小于预先设定的阈值；若判断结果为是，则选择基于所述第二模型算法获得电池健康状态，否则选择基于所述第一模型算法获得电池健康状态；

根据选择结果、所述第二时间的电流值和电压值计算获得与所述第二时间对应的电池开路电压值和电池电荷状态值；

计算获得基于所述第一时间与所述第二时间之间的表明当前电池保持容量的第一电池容量差值和表明未来电池保持容量的第二电池容量差值；

测量电池温度值，然后根据所述电池温度值、所述第一电池容量差值和所述第二电池容量差值计算获得电池健康状态值。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在选择基于所述第一模型算法获得电池健康状态的情况下，通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值或者与所述第二时间对应的电池开路电压值：OCV＝U(t)+R₀*I(t)+R₁*I(t)，

其中，OCV表示电池开路电压，U(t)和I(t)为测量的电压值和电流值，R₀和R₁是预先设定的模型参数。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在选择基于所述第二模型算法获得电池健康状态的情况下，通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和与所述第二时间对应的电池开路电压值：OCV＝U(t)+R₀*I(t)+R₁*I(t)+R₂*I(t)，

其中，OCV表示电池开路电压，U(t)和I(t)为测量的电压值和电流值，R₀、R₁和R₂是预先设定的模型参数。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过下述公式计算获得与所述第一时间对应的电池电荷状态值和与所述第二时间对应 的电池电荷状态值：OCV＝a₁(SOC)ⁿ+a₂(SOC)^n-1+...+a_n(SOC)+b，

其中，OCV表示电池开路电压，SOC表示电池电荷状态，n、a₁、a₂、a_n和b是预先设定的常量参数，并且n是正整数。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在获得与所述第一时间对应的电池开路电压值和与所述第二时间对应的电池开路电压值后，根据电池容量与电池开路电压之间的对应关系，获得与所述第一时间对应的电池容量和与所述第二时间对应的电池容量，然后根据下述公式计算获得所述第一电池容量差值：ΔQ₁＝|Q_终止-Q_起始|，

其中，ΔQ₁表示所述第一电池容量差值，Q_起始表示与所述第一时间对应的电池容量，Q_终止表示与所述第二时间对应的电池容量。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电池容量与电池开路电压之间的对应关系通过下述公式表示：

Q＝d₁(OCV)ⁿ+d₂(OCV)^n-1+...+d_n(OCV)+g，

其中，Q表示电池容量，OCV表示电池开路电压，n、d₁、d₂、d_n和g是预先设定的常量参数，并且n是正整数。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在获得与所述第一时间对应的电池电荷状态值和与所述第二时间对应的电池电荷状态值后，根据电池容量与电池电荷状态值之间的对应关系，获得与所述第一时间对应的电池容量和与所述第二时间对应的电池容量，然后根据下述公式计算获得所述第一电池容量差值：ΔQ₁＝|Q_终止-Q_起始|，

其中，ΔQ₁表示所述第一电池容量差值，Q_起始表示与所述第一时间对应的电池容量，Q_终止表示与所述第二时间对应的电池容量。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电池容量与电池电荷状态之间的对应关系通过下述公式表示：Q＝Q_f*SOC，

其中，Q表示电池容量，SOC表示电池电荷状态，Q_f表示电池出厂时 的标称容量。

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，根据下述公式，针对所述第一时间的电流值和所述第二时间的电流值进行积分运算获得所述第二电池容量差值：

其中，ΔQ₂表示所述第二电池容量差值，η表示电池的库仑效率，t_起始表示所述第一时间，t_终止表示所述第二时间。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，根据下述公式计算获得所述电池健康状态：$SOH=k_T\frac{{\mathrm{\ΔQ}}_2}{{\mathrm{\ΔQ}}_1}\×100\%,$

其中，SOH表示所述电池健康状态，ΔQ₂表示所述第一电池容量差值，ΔQ₂表示所述第二电池容量差值，k_T为温度修正系数。