一种锂离子动力电池SOH的估算方法与流程

本发明涉及锂离子电池，特别涉及一种锂离子动力电池soh的估算方法。

背景技术：

1、在电动汽车及储能电源系统中，锂离子动力电池扮演着重要角色，承担着能源存储和动力交换的功能，但随着使用循环次数的不断增加，锂离子动力电池电化学性能和工作状态会逐渐出现偏差及异常，如果不及时评判、干预甚至会影响整个动力系统的安全性和稳定性。

2、电池的健康状况(state of health，soh)是表征电池健康度及性能状态的一个非常重要的指标，其定义为一定条件下，电池所能充入或放出电量与电池额定容量的百分比，即soh＝cn/cm*100％，其中cn为电池测量容量，cm为电池额定容量。电池的soh能够准确反映出电池当前容量能力，准确估算电池的soh可以提高电池荷电状态(soc)估算精度，可以为电池组均衡控制策略制定提供依据，并可以预估电池剩余循环次数，及时通知用户和电池厂商做好更换电池的准备。因此，准确估算动力电池的soh对电池的使用、维护和经济性分析具有重要指导意义。

3、动力电池soh的估算主要是由电池管理系统(bms)来负责执行，bms在动力电池工作过程中实时采集电压、电流、温度等模拟量信息，并以此来进行soc、soh、sop、绝缘漏电等核心算法的计算，以及各种逻辑保护判断，确保电池充放电过程可逆可持续，不受会到伤害。

4、目前，bms对动力电池soh的估算方法主要有阻抗分析法和电压曲线拟合法。阻抗分析法需要对电池进行反复充放电循环测试，以得到电池内阻值与衰减后容量的关系曲线，再通过检测电压、电流、温度等数据，按照合适的电池模型间接算出内阻值，最后根据估算得到的电池实际容量对照关系曲线查表求得soh；电压曲线拟合法首先需要建立电池内部等效电路模型，并通过实验方法识别电路模型各参数，然后分别建立电池电压、容量及soh的状态方程和输出方程，最终利用递推最小二乘法估算出电池的soh值。

5、然而，采用阻抗分析法需要对电池进行充放电老化试验，测量时间长，能耗大，效率低，并且电池容量受制于充放电状况及电池初始状况等条件，使用该方法的分析结果存在许多不确定性因素，导致最后查表的结果可能与实际值偏差较大；采用电压曲线拟合法存在通用性较差的弊端，根据电压曲线拟合法所建立估算soh的模型仅适用于特定型号的锂离子电池，如果换了一批新型号的电池，就要重新建立估算模型，且数据运算量非常庞大。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种锂离子动力电池soh的估算方法，旨在解决目前锂离子动力电池soh估算算法普遍采用的阻抗分析法和电压曲线拟合法所存在的缺陷问题，通过充放电容量累计的方式先计算出电池使用循环次数，再与电池出厂时给出的标准循环次数相比较，从而达到估算出电池的soh的目的。

2、为实现上述目的，本发明提出的锂离子动力电池soh的估算方法，包括以下步骤：

3、步骤1：bms通过安时积分法实时累计充电容量和累计放电容量，累计充电容量＝上一次的累计充电容量+实时计算充电容量，累计放电容量＝上一次的累计放电容量+实时计算放电容量，并将初始累计充电容量和初始累计放电容量赋值为0；

4、步骤2：bms判断累计充电容量是否达到电池实际容量，即关系式“累计充电容量≥动力电池实际容量c，soh初始赋值为100％”是否成立，如果关系式成立，则将满充标志位设置为“1”，同时减法赋值：累计充电容量＝上一次的累计充电容量－动力电池实际容量c；

5、步骤3：bms判断累计放电容量是否达到电池实际容量，即关系式“累计放电容量≥动力电池实际容量c，soh初始赋值为100％”是否成立；如果关系式成立，则将满放标志位设置为“1”，同时减法赋值：累计放电容量＝上一次的累计放电容量－动力电池实际容量c；

6、步骤4：bms判断满充标志位和满放标志位是否都为“1”；如果满充标志位和满放标志位都为“1”，则计算循环次数，加法赋值，电池循环次数加1，即累计循环次数＝上一次的循环次数+1，循环次数初始赋值为0，同时清零满充标志位和满放标志位；

7、步骤5：bms计算并更新soh值，soh＝(循环寿命－累计循环次数)/循环寿命＊100％；

8、步骤6：回到步骤1反复循环执行。

9、进一步地，所述的动力电池实际容量c＝(0.8+0.2＊soh)＊cm，其中，cm为动力电池额定容量，soh为动力电池健康状况，soh初始赋值为100％。

10、进一步地，所述循环寿命设置为2000次。

11、采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

12、1、采用循环次数来估算动力电池的soh，通过充放电容量累计的方式先计算出电池使用循环次数，再与电池出厂时给出的标准循环次数相比较，达到估算soh的目的，克服了阻抗分析法测量时间长，能耗大，效率低的弊端，以及电压曲线拟合法存在的通用性差，数据运算量大的弊端，具有运算逻辑简单，处理速度高效，估算准确度高的优点，具有较高的市场推广应用价值；

13、2、在估算动力电池soh的过程中，能够利用估算出来的soh实时对电池的额定容量进行修正，以实际容量值来更新替代电池额定容量值。

技术特征：

1.一种锂离子动力电池soh的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池soh的估算方法，其特征在于，所述的动力电池实际容量c＝(0.8+0.2*soh)*cm，其中，cm为动力电池额定容量，soh为动力电池健康状况，soh初始赋值为100％。

3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池soh的估算方法，其特征在于，所述步骤5中，所述循环寿命设置为2000次。

技术总结
本发明公开了一种锂离子动力电池SOH的估算方法，针对目前锂离子动力电池SOH估算算法普遍采用阻抗分析法和电压曲线拟合法所存在的缺陷，提出了一种依据使用累计循环次数来计算动力电池SOH的估算方法，通过充放电容量累计的方式先计算出电池使用循环次数，再与电池出厂时给出的标准循环次数相比较，达到估算SOH的目的，本申请在估算动力电池SOH的过程中，又能利用估算出来的SOH实时对电池的额定容量进行修正，以实际容量值来更新替代电池额定容量值，克服了阻抗分析法测量时间长，能耗大，效率低的弊端，以及电压曲线拟合法存在的通用性差，数据运算量大的弊端，具有运算逻辑简单，处理速度高效，估算准确度高的优点，具有较高的市场推广应用价值。

技术研发人员：彭建华,潘继雄,周幼华
受保护的技术使用者：深圳市誉娇诚科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12