一種混合動力汽車soh值估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合動力汽車SOH值估算方法，具體步驟如下：利用電池管理系統統計的累計充放電容量估算出電池組當前實際容量；得出電池當前實際容量下的最大可用功率POWc；依據電池管理系統估算出電池內阻；得出電池內阻下的最大可用功率POWr；通過min（POWc，POWr）得出電池的最大可用功率POW；按最大可用功率POW估算出混合動力汽車的SOH值。本發(fā)明提供了一種將電池實際容量和電池內阻相結合，估算出電池組SOH的方法，通過估算出電池組的最大可用功率推出電池組的SOH，較客觀的評價出混合動力汽車用電池的健康壽命，有效降低了電池SOH值的估算誤差。
【專利說明】—種混合動力汽車SOH值估算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理系統，具體為一種混合動力汽車SOH值估算方法?！颈尘凹夹g】 混合動力車輛電池沒有完整的充放電循環(huán)，因此一般都是利用電池組的累計充放電
容量來估算SOH (評價電池性能的一項重要指標，即電池健康壽命估算)。以電池的最大可充(放)電容量為基準QT (=電池循環(huán)次數*電池的平均充(放)電容量，或歷史累計電池的最大充(放)電容量)，電池管理系統統計出電池的實際充(放)電容量Qch (Qdch)，利用SOH=1-Qch (Qdch) /Qt得到電池的SOH。另外一種方法是按電池組的日歷壽命進行SOH估算，依據電池的日歷壽命L為基礎，電池剩余壽命每使用一個單位數量(如I天)，則電池的使用天數C則增加一天，電池的S0H=1-C/L。采用目前的方法，電池的循環(huán)次數、可用最大容量或者日歷壽命是在規(guī)定的溫度、電流和放電深度下得到的數據，電池在實際使用過程中，這些條件千變萬化，且電池之間存在較大的差異性，這樣會導致估算值的誤差較大。

【發(fā)明內容】

[0002]本發(fā)明為了解決上述技術問題提供了混合動力汽車SOH值估算方法，這種方法解決了在估算電池SOH值時，估算誤差大的技術問題。
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現:一種混合動力汽車SOH值估算方法，其估算方法包括以下步驟:
Si:利用電池管理系統統計的累計充放電容量估算出電池組當前實際容量；
S2:得出電池當前實際容量下的最大可用功率POWc ；
S3:依據電池管理系統估算出電池內阻；
S4:得出電池內阻下的最大可用功率POWr ；
S5:通過min (POWc，POWr)得出電池的最大可用功率POW ;
S6:按最大可用功率POW估算出混合動力汽車的SOH值，SOH=當前最大可用功率/額定可用功率。
[0004]其中，SI步驟具體為，根據電池循環(huán)壽命曲線得出SOH值對應的充放電累計安時數，在線上取SOH值，得出各個SOH值對應充放電累計安時數形成一維數組表，各相鄰點之間為線性關系，在線估算出電池組充放電累計安時，查一維數組表得出當前SOH值，按這個SOH值得出當前實際容量。
[0005]其中，電池實際容量下的最大可用功率POWc=當前實際容量*最大充許放電倍率，最大充許放電倍率由電池的基本性能決定。
[0006]其中，S4步驟中，電池內阻下的最大可用功率POWr=(電池電壓-高倍率放電最低電壓)/電池內阻。
[0007]其中，所述的電池為磷酸鐵理電池。
[0008]對于混合動力車輛來說,表征電池壽命的表面特征是最大可用功率，由于電池的實際容量和電池內阻都會影響到電池組的最大可用功率，而本發(fā)明提供了一種將電池實際容量和電池內阻相結合，估算出電池組SOH的方法，通過估算出電池組的最大可用功率推出電池組的SOH，較客觀的評價出混合動力汽車用電池的健康壽命，有效降低了電池SOH值的估算誤差。
【具體實施方式】
[0009]為了讓本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，以下對本發(fā)明作進一步闡述。
[0010]新電池組開始使用時充放電總安時數初始化為0ΑΗ，電池正常工作后依安時積分累加充放電總安時數，充放電總安時數有變化時保存到EEPROM中，每次上電開機時把EEPROM保存充放電總安時數取出來繼續(xù)進行累加。實際使用時只用充放電累計安時數其中一個，使用放電累計安時數進行SOH估算。
[0011]按電池循環(huán)壽命曲線得出SOH值對應的充放電累計安時數，在線上取SOH值，得出各個SOH值對應充放電累計安時數形成一維數組表，各相鄰點之間為線性關系，在線估算出電池組充放電累計安時，查一維數組表得出當前SOH值，按這個SOH值就可以得出當前實際容量。例如，可將SOH值按100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%分為7個點，根據電池循環(huán)壽命曲線得出各SOH值對應的放電累計總安時數。假如電池額定安時數100AH，在循環(huán)壽命曲線上，200次循環(huán)后，實際安時數變化為95AH，則SOH在100%_95%之間循環(huán)一次平均放電安時為((100+95) / 2) AH, 100%S0H對應的放電累計安時數為OAH，95%S0H對應放電累計安時數=((100+95)/ 2)AH*200=19500AH。后面各點依此類推得出各SOH值對應放電累計總安時數，查一維數組表得出當前SOH值，按這個SOH值就可以得出當前實際容量。
[0012]在當如實際容量的基礎上，估算當如最大可用功率POWc。電池實際容量下的最大可用功率POWc=當前實際容量*最大充許放電倍率，最大充許放電倍率由電池的基本性能決定。例如，新電池規(guī)定最大允許25C放電，額定容量8AH，則新電池額定功率為25*8=200A，舊電池實際容量變?yōu)?AH后電池最大可用功率=25*7=175A。
[0013]依據電池內阻值，估算最大可用功率POWr。前面所述的是采用累計放電總安時查表得出SOH從而得出最大可用功率POWc的方案，此值僅表示了電池使用過程中一個大致的衰退情況。對于混合動力車，因電池經常處于高倍率充放電工況下，電池內阻對電池高倍率充放電的影響比較大，因此需要采用電池內阻的變化去修正按照累計放電容量查表得出SOH值得出最大可用功率。電池內阻下的最大可用功率P0Wr=(電池電壓-高倍率放電最低電壓)/電池內阻，高倍率放電最低電壓由電池的基本性能決定。假設新電池組的最大單體電池內阻是I πιΩ，電池額定容量是8ΑΗ，在40%-70%S0C區(qū)間允許放電倍率是25C(200A)，電池電壓平臺是3.3V，高倍率放電時電壓不低于3V，最大可用功率=(3.3V-3V)/lmQ=300Ao電池使用一段時間以后，最大單體電池內阻增加到2πιΩ，為了保證高倍率放電時電池電壓不低于3V，那么允許放電電流是(3.3V-3V) /2πιΩ=150Α，電池內阻影響到功率性能。
[0014]通過min (POffc, POffr)得出電池的最大可用功率P0W，依據最大可用功率POW估算出混合動力汽車的SOH值，SOH=當前最大可用功率/額定可用功率，新電池額定可用功率=當前實際容量*最大充許放電倍率，最大充許放電倍率由電池的基本性能決定，從而綜合考慮了電池實際容量和電池內阻對電池健康壽命的影響，估算出電池組的SOH值。
[0015]該估算方法舉例:當新電池組時規(guī)定允許25C放電，額定容量8AH，則新電池額定可用功率=當前實際容量*最大充許放電倍率=25*8=200A，這時P0Wc=200A ;允許放電倍率是25C (200A),電池電壓平臺是3.3V，高倍率放電時電壓不低于3V，最大可用功率POffr = (3.3V-3V) /1ι?Ω=300Α ;最大可用功率值 P0W=min (POffc, POffr) =200A ；S0H==當前最大可用功率/額定可用功率=200/200=100%。當舊電池實際容量變?yōu)?AH后，電池P0Wc=25*7=175A，這時最大單體電池內阻增加到2mΩ，POffr= (3.3V-3V) /2ι?Ω=150Α，最大可用功率值=min (POffc, POffr) =150A, S0H=150/200=75%。
[0016]在目前的電池管理系統技術中，某些影響因素無法檢測，但本專利中考慮到了影響電池SOH的最重要的兩個因素:電池實際容量和電池內阻，通過這兩個參數的綜合估算，較客觀的評價出混合動力汽車用電池的健康壽命，有效降低了電池SOH值的估算誤差。
[0017]以上為本發(fā)明較佳的實現方式，需要說明的是，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種混合動力汽車SOH值估算方法，其特征在于:其估算方法包括以下步驟: Si:利用電池管理系統統計的累計充放電容量估算出電池組當前實際容量； S2:得出電池當前實際容量下的最大可用功率POWc ； S3:依據電池管理系統估算出電池內阻； S4:得出電池內阻下的最大可用功率POWr ； S5:通過min (POWc，POWr)得出電池的最大可用功率P0W; S6:按最大可用功率POW估算出混合動力汽車的SOH值，SOH=當前最大可用功率/額定可用功率。
2.根據權利要求1所述的混合動力汽車SOH值估算方法，其特征在于:SI步驟具體為，根據電池循環(huán)壽命曲線得出SOH值對應的充放電累計安時數，在線上取SOH值，得出各個SOH值對應充放電累計安時數形成一維數組表，各相鄰點之間為線性關系，在線估算出電池組充放電累計安時，查一維數組表得出當前SOH值，按這個SOH值得出當前實際容量。
3.根據權利要求2所述的混合動力汽車SOH值估算方法，其特征在于:電池實際容量下的最大可用功率POWc=當前實際容量*最大充許放電倍率，最大充許放電倍率由電池的基本性能決定。
4.根據權利要求3所述的混合動力汽車SOH值估算方法，其特征在于:S4步驟中，電池內阻下的最大可用功率POWr=(電池電壓-高倍率放電最低電壓)/電池內阻。
5.根據權利要求1至4任一項所述的混合動力汽車SOH值估算方法，其特征在于:所述的電池為磷酸鐵理電池。
【文檔編號】G01R31/36GK103728564SQ201310707488
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 樊耀國 申請人:惠州市億能電子有限公司