电池系统的SOH值确定方法及装置与流程

本发明属于储能电池技术领域，尤其涉及电池系统的soh值确定方法及装置。

背景技术：

电化学储能电池在长期运行过程中，其容量会逐渐衰减。一般以电池系统的健康状态(stateofhealth，soh)值来表征其容量衰减程度。电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)需要准确估算soh，以进行更进一步地估算其它电池状态参数(如荷电状态soc)、优化控制策略、辅助系统维护等，保障储能系统的安全可靠运行。

soh值是指在标准条件下电池从充满状态以一定倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值，该比值能够反映电池的健康状况。

现有的soh值估算方案，大多依赖开路电压(opencircuitvoltage，ocv)数据或电压曲线数据估算soh值，实际这些数据、曲线也存在误差，尤其是电池老化后，误差也变大。因此，导致soh值估算结果误差较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供电池系统的soh值确定方法及装置，以解决目前soh值估算方案的估算结果误差大的技术问题。具体公开的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种电池系统的soh值确定方法，包括：

获取电池系统的当前状态对应的soh历史值；

依据所述电池系统的衰退数据计算得到所述电池系统的当前状态对应的soh计算值；

获取所述电池系统中存储的soh修正量，所述soh修正量是soh校正过程获得；

利用所述soh修正量对所述soh计算值进行修正得到soh更新值；

依据所述soh历史值及所述soh更新值确定出所述电池系统的soh输出值。

可选地，所述soh更新值为所述soh修正量与soh计算值之和。

可选地，依据所述soh历史值及所述soh更新值确定出所述电池系统的soh输出值，包括：

从所述soh历史值及所述soh更新值选取数值最小的soh值，确定为所述soh输出值。

可选地，获得soh修正量的过程，包括：

获取所述电池系统满足预设条件时对应的满充容量；

获取所述电池系统的标称容量；

依据所述标称容量和所述满充容量，计算得到所述电池系统的soh测量值；

计算所述soh测量值与所述soh历史值之间的差值；

依据所述差值得到所述soh修正量。

可选地，依据所述差值得到所述soh修正量，包括：

计算所述差值及预先获得的固定增益滤波系数的乘积，得到所述soh修正量。

可选地，在获得所述soh修正量之后，所述方法还包括：

将所述soh修正量存储至所述电池系统中。

可选地，获取所述电池系统满足预设条件时对应的满充容量，包括：

当检测到所述电池系统放空后，获取所述电池系统对应的第一累计充电量；

当检测到所述电池系统在充电过程的温度在预设温度范围内，且在所述电池系统充满后，获取所述电池系统对应的第二累计充电量；

计算所述第二累计充电量与所述第一累计充电量的差值，得到所述满充容量。

可选地，依据所述标称容量和所述满充容量，计算得到所述电池系统的soh测量值，包括：

计算所述满充容量与所述标称容量的比值，得到所述soh测量值。

可选地，依据所述电池系统的衰退数据计算得到所述电池系统的当前状态对应的soh计算值，包括：

获取所述电池系统的当前状态对应的循环衰退值及时间衰退值，所述循环衰退值表征电池系统的循环寿命导致衰退的程度，所述时间衰退值表征电池系统的日历寿命导致衰退的程度；

依据所述循环衰退值和所述时间衰退值计算得到所述soh计算值。

第二方面，本发明提供了一种电池系统的soh值确定装置，包括：

第一获取模块，用于获取电池系统的当前状态对应的soh历史值；

第一计算模块，用于依据所述电池系统的衰退数据计算得到所述电池系统的当前状态对应的soh计算值；

第二获取模块，用于获取所述电池系统中存储的soh修正量，所述soh修正量是soh校正过程获得；

修正模块，用于利用所述soh修正量对所述soh计算值进行修正得到soh更新值；

确定模块，用于依据所述soh历史值及所述soh更新值确定出所述电池系统的soh输出值。

可选地，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取所述电池系统满足预设条件时对应的满充容量；

第四获取模块，用于获取所述电池系统的标称容量；

第二计算模块，用于依据所述标称容量和所述满充容量，计算得到所述电池系统的soh测量值；

第三计算模块，用于计算所述soh测量值与所述soh历史值之间的差值；

第五获取模块，用于依据所述差值得到所述soh修正量。

可选地，所述修正模块具体用于：计算所述soh修正量与soh计算值之和得到soh更新值。

可选地，所述确定模块具体用于：从所述soh历史值及所述soh更新值选取数值最小的soh值，确定为所述soh输出值。

可选地，所述第五获取模块具体用于：计算所述差值及预先获得的固定增益滤波系数的乘积，得到所述soh修正量。

可选地，所述装置还包括：存储模块，用于将所述soh修正量存储至所述电池系统中。

可选地，所述第三获取模块具体用于：当检测到所述电池系统放空后，获取所述电池系统对应的第一累计充电量；

当检测到所述电池系统在充电过程的温度在预设温度范围内，且在所述电池系统充满后，获取所述电池系统对应的第二累计充电量；

计算所述第二累计充电量与所述第一累计充电量的差值，得到所述满充容量。

可选地，所述第二计算模块具体用于：计算所述满充容量与所述标称容量的比值，得到所述soh测量值。

可选地，所述第一计算模块具体用于：获取所述电池系统的当前状态对应的循环衰退值及时间衰退值，所述循环衰退值表征电池系统的循环寿命导致衰退的程度，所述时间衰退值表征电池系统的日历寿命导致衰退的程度；

依据所述循环衰退值和所述时间衰退值计算得到所述soh计算值。

本发明提供的电池系统的soh值确定方法，该方法利用电池系统的衰退数据得到对应的soh计算值，并利用校正过程得到的soh修正量对soh计算值进行修正得到soh更新值。最后，依据soh更新值和电池系统中存储的soh历史值确定出该电池系统最终的soh输出值。该方法利用电池系统的衰退数据得到soh计算值后，还利用soh修正量对该soh计算值进行修正，提高了soh值的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种电池系统的soh值确定方法的流程图；

图2是本发明提供的soh值校正过程的流程图；

图3是本发明提供的一种soh误差收敛速度示意图；

图4是本发明提供的一种电池系统的soh值确定装置的框图；

图5是本发明提供的另一种电池系统的soh值确定装置的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通技术人员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。

请参见图1，示出了本发明提供的一种电池系统的soh值确定方法的流程图，该方法应用于bms中，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

s110，获取电池系统的当前状态对应的soh历史值，即soh_old。

每次确定电池系统的soh值之后都会存储到bms的非易失性存储器(nvm)中，下一次运行时，直接从nvm中读取该电池系统当前状态对应的soh值，即soh历史值。

其中，新的电池对应的soh值为100％，在电池的长期运行过程中，电池在不断老化，其soh值逐渐降低。

s120，依据电池系统的衰退数据计算得到电池系统的当前状态对应的soh计算值，即soh_new。

通常可以从电池系统的循环寿命和日历寿命来刻画电池系统的衰退规律。因此，可以根据电池系统的循环衰退数据及时间衰退数据来估算电池系统的soh值。

其中，循环寿命是指在一定的充放电条件(例如，放电电流、放电环境温度、放电截止电压)下，电池容量衰减值某一规定值之前，电池系统能够经受的充放电循环次数。一次充放电循环是指一次满充和一次满放。

循环衰退数据是指电池的充放电循环次数与电池衰退百分比之间的对应关系，是电芯的基本参数。

日历寿命是指电池从生产之日起到寿命终止的这段时间，以年为计量单位。

时间衰退数据是指电池放置时间与电池衰退百分比之间的对应关系，是电芯的基本参数，

其中，循环衰退数据和时间衰退数据由电池的生产厂家在电池出厂前标定得到。

在本发明的一个实施例中，计算电池系统的soh计算值的过程如下：

(1)获取电池系统的当前状态对应的循环衰退值soh_cycle_fade。

其中，先获取该电池系统当前的充放电循环次数，然后，查找循环衰退数据获得该充放电循环次数对应的soh_cycle_fade。

(2)获取电池系统的当前状态对应的时间循环衰退值soh_time_fade。

其中，先获取该电池系统的出厂时间，然后，获得该电池系统从出厂至当前时间的时长，即放置时间；然后，查找时间衰退数据获得该放置时间对应的soh_time_fade。

(3)依据循环衰退值和时间衰退值计算得到soh_new。

例如，可以按照soh_new＝100％-max(soh_cycle_fade,soh_time_fade)计算得到soh_new。

s130，获取电池系统中存储的soh修正量，即soh_revise。

soh_revise在soh校正过程获得。其中，当bms检测到当前条件满足soh校正过程的触发条件后，会计算得到soh_revise并保存至存储器中，例如，nvm。后续在线确定soh值时，可以直接从nvm中读取相应的soh_revise。

例如，触发条件是在检测到电池系统满放之后再充满的过程中电池系统的温度在预设温度范围内。温度是影响电池可用容量的重要因素，温度降低后其可用容量也会减小，因此，在较低温度下统计的数据不能反映电池的实际参数。

s140，利用soh修正量对soh计算值进行修正得到soh更新值。

计算soh修正量与soh计算值的和得到soh更新值，即soh_new+soh_revise。

s150，依据soh历史值及soh更新值确定出电池系统的soh输出值，即soh_output。

在本发明的一个实施例中，从soh历史值及所述soh更新值选取数值最小的soh值，确定为soh输出值。即，soh_output＝min(soh_old,soh_new+soh_revise)。并将该soh输出值存储至存储器中，例如，nvm中，等bms下一次确定电池系统的soh值时，直接从存储器中读取该值作为soh历史值。

本实施例提供的电池系统的soh值确定方法，该方法利用电池系统的衰退数据得到对应的soh计算值，并利用校正过程得到的soh修正量对soh计算值进行修正得到soh更新值。最后，依据soh更新值和电池系统中存储的soh历史值确定出该电池系统最终的soh输出值。该方法利用电池系统的衰退数据得到soh计算值后，还利用soh修正量对该soh计算值进行修正，提高了soh值的精确度。请参见图2，示出了本发明提供的soh值校正过程的流程图，soh值校正的结果是获得soh修正量。如图2所示，soh值校正过程如下：

s210，判断电池系统是否已放空；如果是，则执行s220，如果否，则结束当前流程。

s220，获取电池系统的第一累计充电量，即cum_chg_cap_start。

bms具有记录累计充电量的功能，累计充电量就是从首次充电开始截止当前时刻的充电量的累计和。

s230，判断电池系统是否在充电；如果是，则执行s240；如果否，则结束当前流程。

s240，判断电池系统的温度是否在预设温度范围内；如果是，则执行s250，如果否，则结束当前流程。

例如，预设温度范围可以是[20℃，45℃]。

s250，判断电池系统是否已充满；如果是，则执行s260；如果否，则返回执行s230。

s260，获取电池系统的第二累计充电量，即cum_chg_cap_stop。

s270，依据第一累计充电量和第二累计充电量，计算得到电池系统的满充容量。

s210～s270的过程即获取电池系统满足预设条件时对应的满充容量full_chg_cap。

即，full_chg_cap＝cum_chg_cap_stop-cum_chg_cap_start。

s280，获取电池系统的标称容量，即nom_cap。

s290，依据标称容量和满充容量，计算得到电池系统的soh测量值，即soh_calib。

其中，依据soh_calib＝full_chg_cap/nom_cap*100％计算得到soh_calib。

s2100，计算soh测量值与soh历史值之间的差值，即soh_innov。

即，soh_innov＝soh_calib-soh_old。

然后，校正过程就是依据这个差值soh_innov作为反馈修正soh历史值的过程。

s2110，依据上述差值获得soh修正量，即soh_revise。

在本发明的一个实施例中，根据上述差值及预先获得的固定增益滤波系数得到soh_revise。

具体实施时，可以根据soh值误差收敛速度需求，选择固定增益滤波系数w，例如，w＝0.2。

如图3所示，该图中横坐标为soh值的校正次数，纵坐标为每一次soh值校正后的误差，当w＝0.2时，经过8次校正过程可使soh值的误差从5％收敛至1％以内。

然后，依据差值和w计算得到soh修正量，即soh_revise＝soh_innov*w，并将soh_revise存储至存储器中。

其中，w取值在0～1之间，w取值越大，误差收敛速度越快，但得到的soh值抖动越剧烈，对单次校正结果的误差影响更大。

计算得到soh修正量之后，下一次运行电池系统时，可以直接依据soh修正量对计算得到的soh值进行修正，因此，得到的soh值准确率更高。

soh值校正过程采用固定增益滤波的方式，直接校准整个电池系统的soh值，能够得到精度更高的soh值。

本实施例提供的soh值校正过程直接校准整个电池系统的soh值，而且，校正过程采用固定增益滤波方式，因此，得到的soh值更准确。此外，soh值校正过程在电池系统的日常运行过程中运行，具有较高的可行性。

相应于上述的电池系统的soh值确定方法实施例，本发明还提供了电池系统的soh值确定装置实施例。

请参见图4，示出了本发明提供的一种电池系统的soh值确定装置的框图，该装置应用于bms中，如图4所示，该装置可以包括：第一获取模块110、第一计算模块120、第二获取模块130、修正模块140和确定模块150。

第一获取模块110，用于获取电池系统的当前状态对应的soh历史值。

第一计算模块120，用于依据电池系统的衰退数据计算得到电池系统的当前状态对应的soh计算值。

在本发明的一个实施例中，第一计算模块120具体用于：

获取电池系统的当前状态对应的循环衰退值及时间衰退值，然后，依据所述循环衰退值和所述时间衰退值计算得到所述soh计算值。

其中，循环衰退值表征电池系统的循环寿命导致衰退的程度，所述时间衰退值表征电池系统的日历寿命导致衰退的程度。

第二获取模块130，用于获取电池系统中存储的soh修正量。其中，soh修正量是soh校正过程获得。

修正模块140，用于利用soh修正量对soh计算值进行修正得到soh更新值。

确定模块150，用于依据soh历史值及soh更新值确定出电池系统的soh输出值。

在本发明的一个实施例中，从soh历史值及soh更新值选取数值最小的soh值，确定为soh输出值。

本实施例提供的soh值确定装置，利用电池系统的衰退数据得到对应的soh计算值，并利用校正过程得到的soh修正量对soh计算值进行修正得到soh更新值。最后，依据soh更新值和电池系统中存储的soh历史值确定出该电池系统最终的soh输出值。该装置利用电池系统的衰退数据得到soh计算值后，还利用soh修正量对该soh计算值进行修正，提高了soh值的精确度。

请参见图5，示出了本发明提供的另一种电池系统的soh值确定装置的框图，该装置在图4所示实施例的基础上还包括：第三获取模块210、第四获取模块220、第二计算模块230、第三计算模块240和第五获取模块250。

第三获取模块210，用于获取电池系统满足预设条件时对应的满充容量。

在本发明的一个实施例中，第三获取模块210具体用于：

当检测到电池系统放空后，获取电池系统对应的第一累计充电量，即cum_chg_cap_start。

当检测到电池系统在充电过程的温度在预设温度范围内，且在电池系统充满后，获取电池系统对应的第二累计充电量，即cum_chg_cap_stop。

计算第二累计充电量与第一累计充电量的差值，得到满充容量。即，full_chg_cap＝cum_chg_cap_stop-cum_chg_cap_start。

第四获取模块220，用于获取电池系统的标称容量。

从存储器中读取电池系统的标称容量。

第二计算模块230，用于依据标称容量和所述满充容量，计算得到电池系统的soh测量值。

其中，第二计算模块230具体用于：计算满充容量与标称容量的比值，得到soh测量值。

第三计算模块240，用于计算soh测量值与soh历史值之间的差值。即，soh_innov＝soh_calib-soh_old。

第五获取模块250，用于依据差值得到所述soh修正量。

在本发明的一个实施例中，第五获取模块250具体用于计算差值及预先获得的固定增益滤波系数的乘积，得到soh修正量，即soh_revise＝soh_innov*w，并将soh_revise存储至存储器中。

本实施例提供的电池系统的soh值确定装置，主要用于实现soh值校正过程，该校正过程直接校准整个电池系统的soh值，而且，校正过程采用固定增益滤波方式，因此，得到的soh值更准确。此外，soh值校正过程在电池系统的日常运行过程中运行，具有较高的可行性。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。