电池单体的SOH计算系统及方法与流程

【技术领域】

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体的soh计算系统及方法。

背景技术：

在电池管理系统中，电池的soh(stateofhealth，健康状态)是预测电池组200使用寿命的重要参数。现有的电池的soh估算方法算法复杂且准确性差。

鉴于此，实有必要提供一种电池单体的soh计算系统及方法以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种算法简单且准确性高的电池单体的soh计算系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池单体的soh计算系统，所述电池单体的soh计算系统用于计算电池组中每个电池单体的soh且包括控制模块、均流器及充放电模块，所述均流器包括多个均流单元及多个电流感测单元，所述均流单元及所述电流感测单元与所述电池组中电池单体的数量相等且一一对应，所述充放电模块通过相应的电流感测单元及相应的均流单元与相应的电池单体相连，所述控制模块与每个均流单元、每个电流感测单元及所述充放电模块相连，所述控制模块控制每个均流单元闭合均流功能，并控制所述充放电模块通过相应的电流感测单元及相应的均流单元对相应的电池单体进行充电或放电，每个电流感测单元感测相应的电池单体的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块，所述控制模块计算每个电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分，且根据计算出的每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体的额定容量计算每个电池单体的soh。

本发明的目的是还提供一种算法简单且准确性高的电池单体的soh计算方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池单体的soh计算系统方法，所述电池单体的soh计算方法包括：

提供包括控制模块、均流器及充放电模块的电池单体的soh计算系统，其中，所述均流器包括多个均流单元及多个电流感测单元，所述充放电模块通过相应的电流感测单元及相应的均流单元与电池组中相应的电池单体相连，所述控制模块与每个均流单元、每个电流感测单元及所述充放电模块相连；

所述控制模块控制每个均流单元闭合均流功能，并控制所述充放电模块通过相应的电流感测单元及相应的均流单元对相应的电池单体进行充电或放电；

每个电流感测单元感测相应的电池单体的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块；

所述控制模块计算每个电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分；以及

所述控制模块根据计算出的每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体的额定容量计算每个电池单体的soh。

相比于现有技术，本发明通过每个电流感测单元感测相应的电池单体的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块；还通过所述控制模块计算每个电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分，且根据计算出的每个电池单体在一个充放电周期内相应的电流感测单元感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体的额定容量计算每个电池单体的soh，从而采用简单的算法就可以准确地计算出所述电池组中每个电池单体的soh。

【附图说明】

图1为本发明的实施例提供的电池单体的soh(stateofhealth，健康状态)计算系统的原理框图。

图2及图3为本发明的实施例提供的电池单体的soh计算方法的流程图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1为本发明的实施例提供的电池单体的soh(stateofhealth，健康状态)计算系统100的原理框图。所述电池单体的soh计算系统100用于计算电池组200中每个电池单体220的soh。所述电池单体的soh计算系统100包括控制模块10、均流器20及充放电模块30。所述均流器20包括多个均流单元22及多个电流感测单元26。所述均流单元22及所述电流感测单元26与所述电池组200中电池单体220的数量相等且一一对应。所述充放电模块30通过相应的电流感测单元26及相应的均流单元22与相应的电池单体220相连。所述控制模块10与每个均流单元22、每个电流感测单元26及所述充放电模块30相连。所述控制模块10控制每个均流单元22闭合均流功能，并控制所述充放电模块30通过相应的电流感测单元26及相应的均流单元22对相应的电池单体220进行充电或放电。每个电流感测单元26感测相应的电池单体220的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块10。所述控制模块10计算每个电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分，且根据计算出的每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体220的额定容量计算每个电池单体220的soh。在本实施方式中，当每个均流单元22的均流功能关闭时，每个均流单元22等效于传输信号的传输线。

在本实施方式中，每个电池单体220的soh＝(2q0-q1)/2q0，其中，q0代表每个电池单体220的额定容量，q1代表每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果。在其它实施方式中，所述控制模块10根据计算出的每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体220的额定容量计算每个电池单体220的soh的公式可根据实际情况进行相应的调整。

在本实施方式中，所述电池单体的soh计算系统100还包括与所述控制模块10相连的显示模块60。所述控制模块10判断每个电池单体220的soh是否小于相应的参考值。当某一电池单体的soh小于相应的参考值时，所述控制模块10控制所述显示模块60显示soh小于相应的参考值的电池单体220的位置信息。可以理解，电池组200的每个电池单体220的识别码及位置信息可以预先录入所述控制模块10。当所述控制模块10判断出某一电池单体220的soh小于相应的参考值时，表明该电池单体220已经老化得比较严重，为了延长所述电池组200的使用寿命，需要更换已经老化严重的电池。所述控制模块10控制所述显示模块60显示soh小于相应的参考值的电池单体220的位置信息，以便相关人员在对所述电池组200进行周期性的维护时，能快速且准确地找出需要更换的电池单体220。

可以理解，电池单体220的soh越小，表明电池单体220老化得越严重，其充电电流和放电电流会增大。然而，充电电流和放电电流的增大不仅加速了电池单体220的老化，而且还会引起发热等问题。因此，在本实施方式中，为了减缓每个电池单体220的老化速度且避免发热等问题，在计算出每个电池单体220的soh后，所述控制模块10还判断每个电池单体220的soh是否小于相应的参考值，当某一电池单体220的soh小于相应的参考值时，所述控制模块10在所述电池组200进行充放电时(而非计算每个电池单体220的soh时，计算每个电池单体220的soh时，每个均流单元22的均流功能必须关闭，这样每个电流感测单元26才能感测出相应的电池单体220充电电流及放电电流的真实值)控制每个均流单元22开启均流功能，以使每个电池单体220的充电电流一致及放电电流一致，从而有效地避免了因某一电池单体220的充电电流过大或放电电流过大而导致的电池单体220老化加速及发热等问题。

请一并参阅图2及图3，图2及图3为本发明的实施例提供的电池单体的soh计算方法的流程图。根据不同的需求，图1所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。

步骤s1，提供包括控制模块10、均流器20及充放电模块30的电池单体的soh计算系统100，其中，所述均流器20包括多个均流单元22及多个电流感测单元26，所述充放电模块30通过相应的电流感测单元26及相应的均流单元22与电池组200中相应的电池单体220相连，所述控制模块10与每个均流单元22、每个电流感测单元26及所述充放电模块30相连。

步骤s2，所述控制模块10控制每个均流单元22闭合均流功能，并控制所述充放电模块30通过相应的电流感测单元26及相应的均流单元22对相应的电池单体220进行充电或放电。

步骤s3，每个电流感测单元26感测相应的电池单体220的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块10。

步骤s4，所述控制模块10计算每个电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分。

步骤s5，所述控制模块10根据计算出的每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体220的额定容量计算每个电池单体220的soh。

步骤s6，所述控制模块10判断每个电池单体220的soh是否小于相应的参考值。当某一电池单体220的soh小于相应的参考值时，执行步骤s7；当没有电池单体220的soh小于相应的参考值时，执行步骤s6。

步骤s7，所述控制模块10控制所述电池单体的soh计算系统100中的显示模块60显示soh小于相应的参考值的电池单体220的位置信息，以便相关人员在对所述电池组200进行周期性的维护时，能快速且准确地找出需要更换的电池单体220。

步骤s8，所述控制模块10在所述电池组200进行充放电时(而非计算每个电池单体220的soh时，计算每个电池单体220的soh时，每个均流单元22的均流功能必须关闭，这样每个电流感测单元26才能感测出相应的电池单体220充电电流及放电电流的真实值)控制每个均流单元22开启均流功能，以使每个电池单体220的充电电流一致及放电电流一致，从而有效地避免了因某一电池单体220的充电电流过大或放电电流过大而导致的电池单体220老化加速及发热等问题。

可以理解，步骤s1至步骤s5是计算每个电池单体220的soh的步骤，骤s6至步骤s7是根据计算出的每个电池单体220的soh对所述电池组200进行相应保护的步骤。

本发明通过每个电流感测单元26感测相应的电池单体220的充电电流及放电电流，并将感测到的电流值传输给所述控制模块10；还通过所述控制模块10计算每个电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值，并计算每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分，且根据计算出的每个电池单体220在一个充放电周期内相应的电流感测单元26感测到的电流值与相应的预设值的差值的绝对值的微积分结果以及每个电池单体220的额定容量计算每个电池单体220的soh，从而采用简单的算法就可以准确地计算出所述电池组200中每个电池单体220的soh。

本发明还通过所述控制模块10在判断出某一电池单体220的soh小于相应的参考值时，控制所述显示模块60显示soh小于相应的参考值的电池单体220的位置信息，以便相关人员在对所述电池组200进行周期性的维护时，能快速且准确地找出需要更换的电池单体220。

本发明还在判断出某一电池单体220的soh小于相应的参考值时，通过所述控制模块10在所述电池组200进行充放电时控制每个均流单元22开启均流功能，以使每个电池单体220的充电电流一致及放电电流一致，从而有效地避免了因某一电池单体220的充电电流过大或放电电流过大而导致的电池单体220老化加速及发热等问题。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人士而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。