[发明专利]一种电源SOH的估算方法

说明书

本发明涉及一种电源SOH的估算方法，检测当前时刻的电源的电压、温度和电流信息，与之前建立的数据库进行比对，得到电源在此时状态下的SOC值SOCn和电源在之前其中一个状态下的SOC值SOCn‑1，然后利用SOH＝1‑|SOCn‑SOCn‑1|进行SOH的估算；数据库中为SOC与工作环境温度、工作电流和电压的关系。只需采集到当前时刻的工作环境温度和工作电流，并检测出在当前状态下的电压值，然后根据电源的电压在不同的工作环境温度下和不同的工作电流下与SOC一一对应的数据库，检测值与该数据库进行比对，就得到电源在此时状态下的SOC值和电源在之前其中一个状态下的SOC值，然后计算SOH值。

技术领域

本发明涉及一种电源SOH的估算方法。

背景技术

电源管理系统与电动汽车及动力电池结合在一起，目前电源管理系统的主要功能对电池进行电压，温度，电流采集，同时还进行漏电流，热管理，电池均衡管理，告警管理，估算电池的剩余容量，能够提供的最大放电功率及能够接受的最大回馈功率，实时报告电池的SOC状态、SOH状态及SOF状态，以及根据电池的电压，温度及输出功率来获取最大的行驶里程，通过CAN总线与车载总控制器，电机控制器，能量控制系统，车载显示系统进行实时通讯管理。

同时新能源汽车对电源管理系统提出了更高的要求，如电池电压与温度数据的高速采集；实施电池的高效率快速均衡，充分发挥电源系统的容量从而提升新能源汽车的行驶里程及电池系统的寿命，同时减少热量的产生；电池SOC与SOH的估算与显示；高可靠的通讯协议；电源系统的安全可靠性管理；高抗电磁干扰能力。

在满足以上要求的同时，对于电源管理系统(BMS)而言，电池SOC状态的计算成为当前应用层面技术难点多的问题，其还存在关键参数可靠性差、精度误差大等问题，同时电源管理系统在应用过程中存在电源系统的构成单元过程SOH状态无法在线、实时监测，无法对电源系统的所有构成单元进行全部监测与采集，同时SOH的估算精度差，随着使用时间延长，SOH精度误差会进一步加大。

电池健康状态SOH(State Of Health)，是指在一定的条件下，电池所充入的容量或者放出的容量(电池当前容量)与电池的标称容量的百分比，电池SOH反应电池老化，容量衰减的特征参数，根据IEEE标准规定，当动力电池的容量值下降到80％的时候，电池已经老化且不能使用，应及时更换电池，电池老化是妨碍锂离子电池在纯电动汽车或者混合动力客车中广泛应用的主要因素之一。电池系统的老化有很多因素，包括电池的循环充放电次数，电源系统的SOC状态,电池应用的环境温度及温度分布的均匀性等等。

目前现有技术中对于SOH的计算方法有如下几种：

1)直接放电法：

通过负载，让单体电池从满电态状态放电到电池容量为零的状态，直接放电法是SOH计算最直接的方法，也是目前企业内对电池SOH评估的方法。

该方法存在的缺点：测量SOH时候需要对单体电池进行离线处理，耗时长，不能够满足电动汽车在线实时测量的要求。

2)电化学阻抗法：

电化学阻抗法是目前试验室研究较多的方法，主要是对电池施加不同频率，幅值的正弦交流信号。在对采集的测量过程的数据进行分析，并且与电池的相关模型结合，预测电池当前的SOH。

该方法存在的缺点：需要进行大量的试验测试以及数据分析，而且该方法的重现性不是很好，受电池本身设计，材料体系，过程工艺等等因素的影响；而且需要扎实的阻抗及阻抗谱的理论知识，并且造价比较昂贵。

3)内阻法：

建立内阻与电池SOH之间的关系来估算电池的SOH，目前的研究也说明了电池内阻与电池的SOH存在一定的对应变化关系，即可认为随着使用时间的延长，电池的内阻增加，影响电池的容量，从而影响电池的SOH。