專利名稱：一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源汽車的電池系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
能源短缺及環(huán)境污染是全世界面臨的重大難題，充分利用清潔能源是緩解該問題的有效途徑。發(fā)展節(jié)能、環(huán)保汽車已成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向和汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。電池系統(tǒng)復(fù)雜度較高、設(shè)計(jì)難度大，一直是制約該技術(shù)向新能源電動汽車推廣應(yīng)用的瓶頸。目前應(yīng)用在新能源汽車上的動力電池類型有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鎳鎘電池和鋰電池。鋰電池因?yàn)榫哂畜w積小、能量密度高、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)、高電壓和自放電率低等優(yōu)良性能，將取代鉛酸電池、鎳氫電池，成為動力電池的贏家。電池是一個復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)，其劣化失效機(jī)理復(fù)雜，劣化模式受諸多因素影響， 很難以一般的模型來反映。在很多場合使用的電池監(jiān)測裝置只是對浮充電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，通過實(shí)際工作發(fā)現(xiàn)，依靠單純的浮充狀態(tài)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確估計(jì)電池的劣化狀態(tài)是很困難的事，因此利用浮充數(shù)據(jù)建模也就遇到的障礙。內(nèi)阻變化是電池性能變壞的重要信息，但內(nèi)阻值并不能嚴(yán)格對應(yīng)劣化程度，只能作為參考。電池系統(tǒng)的劣化狀況對生產(chǎn)和研究十分重要， 因此必須提出一種有效的方法來計(jì)算電池系統(tǒng)在線壽命。為了提高電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算的準(zhǔn)確性，防止因電池系統(tǒng)劣化狀況而對生產(chǎn)研究造成重大損失，本發(fā)明提出了一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法。在已有的專利中，也曾有對電池系統(tǒng)在線壽命預(yù)測的相關(guān)描述，如實(shí)用新型名稱為估算電池健康狀態(tài)的方法和裝置(專利號200680022995. 5)。該專利是利用內(nèi)電阻估算電池的健康狀態(tài)的裝置和方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了內(nèi)電阻作為對電池健康狀態(tài)施加最大影響的參數(shù)。估算方法包括如下步驟將SOH估算表存儲在存儲器中，所述SOH估算表建立了與根據(jù)溫度和充電狀態(tài)(SOC)的各種內(nèi)電阻值相對應(yīng)的健康狀態(tài)值；當(dāng)提出估算電池健康狀態(tài)的請求時，進(jìn)行溫度測量和電池SOC的估算；檢測電池的內(nèi)電阻值；以及從所述SOH估算表讀取與測量溫度、所估算的電池SOC以及所檢測的電池內(nèi)電阻值相對應(yīng)的電池健康狀態(tài)值。又如發(fā)明專利名稱為電池健康狀態(tài)的診斷方法(專利號200610078848)，該專利對電池健康狀態(tài)進(jìn)行診斷包含步驟如下提供一電池的放電電壓及放電電流數(shù)據(jù)；設(shè)定一預(yù)定時間間距及該預(yù)定時間間距放電電流變化量的可接受值；分析該預(yù)定時間間距內(nèi)的放電電壓及放電電流數(shù)據(jù)的變化；記錄該放電電壓、放電電流數(shù)據(jù)及其變化數(shù)據(jù)；在放電電流變化量的可接受值內(nèi)比對該放電電壓數(shù)據(jù)及其變化數(shù)據(jù)；及將比對結(jié)果顯示為健康狀態(tài)診斷指針。與已有的專利相比較，本專利所述的一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法僅僅通過計(jì)算電池系統(tǒng)充電和放電能量的總量就可對電池系統(tǒng)在線壽命進(jìn)行計(jì)算。而上述估算電池健康狀態(tài)的方法和裝置的專利中需要的SOH估算表獲取的工作量和難度都較大，受到的不穩(wěn)定影響因素比較多。特別是當(dāng)電池劣化程度比較嚴(yán)重時，需要采集的數(shù)據(jù)更難獲取。上述電池健康狀態(tài)的診斷方法的專利中，如何準(zhǔn)確設(shè)置放電電流變化量的可接受值比較困難， 可接受值選擇的不同對電池健康狀態(tài)的診斷造成較大影響。而本專利通過簡單準(zhǔn)確的計(jì)算電池系統(tǒng)充電和放電能量的總量即可方便地實(shí)現(xiàn)對電池系統(tǒng)在線壽命進(jìn)行計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法，通過計(jì)算電池系統(tǒng)充電和放電能量的總量，即可方便地實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算。本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是考慮如何減少電池自放電、不同溫度下的電池容量變化等因素對充放電能量計(jì)算造成的影響，從而對電池系統(tǒng)在線壽命進(jìn)行更準(zhǔn)確的計(jì)算。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法，該方法通過對電池系統(tǒng)每次充電和放電能量進(jìn)行計(jì)算并累加，將電池系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)完成的充電和放電能量的總量與電池系統(tǒng)在整個壽命過程中充電和放電能量的總量進(jìn)行比較，從而得出電池系統(tǒng)在線壽命；其特征在于，所述方法的步驟如下
(1)根據(jù)出廠參數(shù)獲取電池系統(tǒng)的額定容量(C)和循環(huán)次數(shù)(N)兩個參數(shù)，計(jì)算出電池系統(tǒng)整個使用壽命過程中充電和放電能量的總量Qc^CXNX〗；
(2)對在充電過程中流入電池系統(tǒng)的總電流以及在電池系統(tǒng)工作狀態(tài)即放電過程中流出電池系統(tǒng)的總電流進(jìn)行積分，并將積分所得數(shù)值作為電池系統(tǒng)本次充電或放電能量Qn，
所述能量Qp = f:I“r)di，其中，/.m為電池系統(tǒng)充電過程或放電過程中的總電流；
權(quán)利要求
1. 一種電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法，該方法通過對電池系統(tǒng)每次充電和放電能量進(jìn)行計(jì)算并累加，將電池系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)完成的充電和放電能量的總量與電池系統(tǒng)在整個壽命過程中充電和放電能量的總量進(jìn)行比較，從而得出電池系統(tǒng)在線壽命；其特征在于，所述方法的步驟如下(1)根據(jù)出廠參數(shù)獲取電池系統(tǒng)的額定容量(C)和循環(huán)次數(shù)(N)兩個參數(shù)，計(jì)算出電池系統(tǒng)整個使用壽命過程中充電和放電能量的總量Qc^CXNX〗；(2)對在充電過程中流入電池系統(tǒng)的總電流以及在電池系統(tǒng)工作狀態(tài)即放電過程中流出電池系統(tǒng)的總電流進(jìn)行積分，并將積分所得數(shù)值作為電池系統(tǒng)本次充電或放電能量Qn，所述能量0 =〔/“/>#,其中，j α)為電池系統(tǒng)充電過程或放電過程中的總電流；(3)將電池系統(tǒng)本次充電或放電能量Qn和電池系統(tǒng)本次充放電之前已經(jīng)完成的充電和放電能量的總量相加，從而得到電池系統(tǒng)目前充電和放電能量的總量Qcil=QJQJHdQn ；(4)根據(jù)步驟(1)得到的電池系統(tǒng)整個使用壽命過程中充電和放電能量的總量^ 和步驟(3)得到的電池系統(tǒng)目前充電和放電能量的總量Qtll，計(jì)算出電池系統(tǒng)在線壽命
全文摘要
本發(fā)明提出了一種簡單的電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法，該發(fā)明提出的電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法由以下三個部分組成輸入電池系統(tǒng)在整個壽命過程中充電和放電能量總和、計(jì)算電池系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)完成的充電和放電能量總和、利用以上兩個能量獲得電池系統(tǒng)的在線壽命。與現(xiàn)有的計(jì)算方法相比，本發(fā)明提出的電池系統(tǒng)在線壽命計(jì)算方法具有以下兩個優(yōu)點(diǎn)計(jì)算在線壽命所需要的輸入?yún)?shù)少且通過簡單裝置就可以采集到，即僅僅通過計(jì)算電池系統(tǒng)充電和放電能量的總量就可對電池系統(tǒng)在線壽命進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算過程比較簡單，不需要很復(fù)雜的軟硬件設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)。
文檔編號G01R31/36GK102221678SQ20111012755
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者付文利, 樸昌浩, 段崇禧, 祿盛, 蘇嶺, 陳平 申請人:重慶郵電大學(xué), 重慶長安新能源汽車有限公司, 重慶長安汽車股份有限公司