本發(fā)明涉及新能源汽車的鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車具有低噪聲、幾乎零排放、綜合利用能源等突出的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今解決能源、環(huán)保等問題的重要途徑，無疑成為汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向。隨著鋰離子電池在新能源汽車上的廣泛應(yīng)用，電池健康狀態(tài)(State of Health，SOH)越來越多的受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。環(huán)境溫度、充放電電流、充電機(jī)制及充放電截止電壓均會(huì)對(duì)SOH造成影響，各個(gè)影響因素對(duì)電池性能衰退造成的定量影響以及它們之間的耦合關(guān)系是目前的一個(gè)研究難點(diǎn)，對(duì)于純電動(dòng)車來說，容量可視為鋰離子電池健康狀態(tài)的決定性因素。

因此，如何基于電池實(shí)際容量反應(yīng)當(dāng)前電池的健康狀態(tài)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)精確的反映電池當(dāng)前健康狀態(tài)，進(jìn)一步增進(jìn)鋰離子電池的安全使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法，包括：

S1、獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；

S2、獲取所述電池包初次充電過程中的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；

S3、根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；

S4、利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；

S5、根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)。

其中，執(zhí)行S1之前，還包括：

檢測(cè)車輛在充電之前的駐車時(shí)間是否大于預(yù)定時(shí)間閾值；

若是，則檢測(cè)所述車輛在充電過程中的充電容量信息與額定容量信息的比值大于預(yù)定閾值；若大于所述預(yù)定閾值，則執(zhí)行S1。

其中，執(zhí)行S3之后執(zhí)行S4之前，還包括：

判斷當(dāng)前充電過程中的估算容量信息與上一次充電過程中的估算容量信息的差值是否在正常波動(dòng)范圍，若是，則繼續(xù)執(zhí)行S4。

其中，執(zhí)行S1之前，包括：

在初次使用時(shí)，將所述電池包放電至截止電壓，并在靜止所述預(yù)定時(shí)間閾值后，對(duì)所述電池包進(jìn)行初次充電；

獲取所述電池包在初次充電過程中的充電容量信息作為所述實(shí)際容量信息；

獲取所述電池包在初次充電過程中的正常電壓范圍，并將所述正常電壓范圍分為M個(gè)子電壓范圍，獲取每個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息，其中，M為正整數(shù)。

其中，所述S2包括：

獲取所述實(shí)際容量信息；

若所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍與所述M個(gè)子電壓范圍中的m個(gè)子電壓范圍所對(duì)應(yīng)，則將所述m個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息之和，作為所述目標(biāo)實(shí)際容量信息；其中，m為不大于M的正整數(shù)；

若所述當(dāng)前充電過程中的電壓范圍包括：與所述M個(gè)子電壓范圍中對(duì)應(yīng)的n個(gè)子電壓范圍，和不與子電壓范圍對(duì)應(yīng)的非對(duì)應(yīng)電壓范圍，則將所述n個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息之和，作為第一目標(biāo)實(shí)際容量信息；其中，n為小于M的正整數(shù)；

獲取與所述非對(duì)應(yīng)電壓范圍對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)子電壓范圍，根據(jù)線性插值算法和所述關(guān)聯(lián)子電壓范圍，確定與所述非對(duì)應(yīng)電壓范圍對(duì)應(yīng)的第二目標(biāo)實(shí)際容量信息，將所述第一目標(biāo)實(shí)際容量信息和所述第二目標(biāo)實(shí)際容量信息的和作為所述目標(biāo)實(shí)際容量信息。

其中，所述S3包括：

利用估算容量計(jì)算規(guī)則：Cest＝Cp*[Cap′/Cap]，確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息Cest；其中，Cap′為充電容量信息，Cap為目標(biāo)實(shí)際容量信息，Cp為實(shí)際容量信息。

其中，所述S5包括：

根據(jù)電池健康狀態(tài)計(jì)算規(guī)則：SOH＝Creal/Cstandard*100％，計(jì)算電池健康狀態(tài)SOH；其中，Creal為最終實(shí)際容量信息，Cstandard為額定容量信息。

一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算系統(tǒng)，包括：

第一獲取模塊，用于獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；

第二獲取模塊，用于獲取所述電池包的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；

估算容量確定模塊，用于根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；

最終實(shí)際容量確定模塊，用于利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；

電池健康狀態(tài)確定模塊，用于根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)。

其中，還包括：

第一檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)車輛在充電之前的駐車時(shí)間是否大于預(yù)定時(shí)間閾值；若是，則觸發(fā)第二檢測(cè)模塊；

所述第二檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述車輛在充電過程中的充電容量信息與額定容量信息的比值大于預(yù)定閾值；若大于所述預(yù)定閾值，則觸發(fā)所述第一獲取模塊。

其中，還包括：

判斷模塊，用于在所述最終實(shí)際容量確定模塊計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息之前，判斷當(dāng)前充電過程中的估算容量信息與上一次充電過程中的估算容量信息的差值是否在正常波動(dòng)范圍，若是，則觸發(fā)所述最終實(shí)際容量確定模塊。

通過以上方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法及系統(tǒng)，所述方法包括：S1、獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；S2、獲取所述電池包初次充電過程中的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；S3、根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；S4、利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；S5、根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)；可見，在本實(shí)施例中，通過電池實(shí)際容量可以精確的反映電池當(dāng)前健康狀態(tài)，進(jìn)一步增進(jìn)鋰離子電池的安全使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的電池初始狀態(tài)交流充電過程中每0.1V單體電壓對(duì)應(yīng)充電容量示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)精確的反映電池當(dāng)前健康狀態(tài)，進(jìn)一步增進(jìn)鋰離子電池的安全使用。

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法，包括：

S1、獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；

其中，執(zhí)行S1之前，還包括：

檢測(cè)車輛在充電之前的駐車時(shí)間是否大于預(yù)定時(shí)間閾值；

若是，則檢測(cè)所述車輛在充電過程中的充電容量信息與額定容量信息的比值大于預(yù)定閾值；若大于所述預(yù)定閾值，則執(zhí)行S1。

具體的，在本實(shí)施例中，只有整車上交流充電前駐車時(shí)間≥T，且保證充電過程ΔSOC＝充電容量/額定容量≥50％，才執(zhí)行本方案。

其中，在執(zhí)行S1之前，包括：

在初次使用時(shí)，將所述電池包放電至截止電壓，并在靜止所述預(yù)定時(shí)間閾值后，對(duì)所述電池包進(jìn)行初次充電；

獲取所述電池包在初次充電過程中的充電容量信息作為所述實(shí)際容量信息；

獲取所述電池包在初次充電過程中的正常電壓范圍，并將所述正常電壓范圍分為M個(gè)子電壓范圍，獲取每個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息，其中，M為正整數(shù)。

具體的，在本實(shí)施例中，初次使用的電池包會(huì)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將電池包放電至截止電壓并靜置時(shí)間T后開始進(jìn)行交流充電；假設(shè)最低單體電壓從3.5V開始充電至結(jié)束時(shí)最低單體電壓為4.2V，則本方案中的正常電壓范圍即為：3.5V-4.2V，則分成的M個(gè)子電壓范圍即為3.5V-3.6V、3.6V-3.7V……·4.1V-4.2V這7個(gè)子電壓范圍，計(jì)算3.5V-4.2V范圍內(nèi)每0.1V電壓對(duì)應(yīng)充電容量分別為C1-C7：

3.5V-3.6V，對(duì)應(yīng)充電容量C1；

3.6V-3.7V，對(duì)應(yīng)充電容量C2；

3.7V-3.8V，對(duì)應(yīng)充電容量C3；

3.8V-3.9V，對(duì)應(yīng)充電容量C4；

3.9V-4.0V，對(duì)應(yīng)充電容量C5；

4.0V-4.1V，對(duì)應(yīng)充電容量C6；

4.1V-4.2V，對(duì)應(yīng)充電容量C7；

其中實(shí)際容量信息：Cp＝C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7。參見圖2，為電池初始狀態(tài)交流充電過程中每0.1V單體電壓對(duì)應(yīng)充電容量示意圖。

S2、獲取所述電池包初次充電過程中的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；

基于上述技術(shù)方案，所述S2包括：

獲取所述實(shí)際容量信息；

若所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍與所述M個(gè)子電壓范圍中的m個(gè)子電壓范圍所對(duì)應(yīng)，則將所述m個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息之和，作為所述目標(biāo)實(shí)際容量信息；其中，m為不大于M的正整數(shù)；

若所述當(dāng)前充電過程中的電壓范圍包括：與所述M個(gè)子電壓范圍中對(duì)應(yīng)的n個(gè)子電壓范圍，和不與子電壓范圍對(duì)應(yīng)的非對(duì)應(yīng)電壓范圍，則將所述n個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息之和，作為第一目標(biāo)實(shí)際容量信息；其中，n為小于M的正整數(shù)；

獲取與所述非對(duì)應(yīng)電壓范圍對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)子電壓范圍，根據(jù)線性插值算法和所述關(guān)聯(lián)子電壓范圍，確定與所述非對(duì)應(yīng)電壓范圍對(duì)應(yīng)的第二目標(biāo)實(shí)際容量信息，將所述第一目標(biāo)實(shí)際容量信息和所述第二目標(biāo)實(shí)際容量信息的和作為所述目標(biāo)實(shí)際容量信息。

具體的，假設(shè)在當(dāng)前充電過程中充電起始最低電壓恰好為3.7V，電壓范圍為3.7V-4.2V，假設(shè)則范圍內(nèi)每0.1V電壓對(duì)應(yīng)充電容量如下：

3.7V-3.8V，對(duì)應(yīng)充電容量C3’；

3.8V-3.9V，對(duì)應(yīng)充電容量C4’；

3.9V-4.0V，對(duì)應(yīng)充電容量C5’；

4.0V-4.1V，對(duì)應(yīng)充電容量C6’；

4.1V-4.2V，對(duì)應(yīng)充電容量C7’；

可以看出，在當(dāng)前充電過程中電壓范圍與7個(gè)子電壓范圍中的5個(gè)子電壓范圍所對(duì)應(yīng)，分別是3.7V-3.8V、3.8V-3.9V……4.1V-4.2V，則這5個(gè)子電壓范圍對(duì)應(yīng)的分段實(shí)際容量信息之和即為所述目標(biāo)實(shí)際容量信息，即目標(biāo)實(shí)際容量為Cap＝C3+C4+C5+C6+C7，同理，當(dāng)前充電過程中的充電容量信息Cap′＝C3’+C4’+C5’+C6’+C7’；

假設(shè)充電起始最低電壓在3.7-3.8V之間，最高電壓為4.2V，則與所述7個(gè)子電壓范圍中對(duì)應(yīng)的子電壓范圍為：3.8V-3.9V……4.1V-4.2V這4個(gè)子電壓范圍，與所述7個(gè)子電壓范圍中非對(duì)應(yīng)的子電壓范圍為3.7-3.8V之間的電壓，所以首先求出對(duì)應(yīng)的子電壓的第一目標(biāo)實(shí)際容量信息：Cap＝C4+C5+C6+C7；再根據(jù)線性插值計(jì)算出C3-4，則最后求出的目標(biāo)實(shí)際容量為Cap＝C3-4+C4+C5+C6+C7；同理，當(dāng)前充電過程中的充電容量信息Cap′＝C3-4’+C4’+C5’+C6’+C7’。

S3、根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；

其中，所述S3包括：

利用估算容量計(jì)算規(guī)則：Cest＝Cp*[Cap′/Cap]，確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息Cest；其中，Cap′為充電容量信息，Cap為目標(biāo)實(shí)際容量信息，Cp為實(shí)際容量信息。

具體的，根據(jù)上述所述，可以看出當(dāng)前充電過程中充電起始最低電壓恰好為3.7V，電壓范圍為3.7V-4.2V時(shí)，估算容量信息Cest＝Cp*[Cap′/(C3+C4+C5+C6+C7)；當(dāng)前充電過程中充電起始最低電壓在3.7-3.8V之間，最高電壓為4.2V時(shí)，估算容量信息Cest＝Cp*[Cap′/(C3-4+C4+C5+C6+C7)。

S4、利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；

其中，執(zhí)行S3之后執(zhí)行S4之前，還包括：

判斷當(dāng)前充電過程中的估算容量信息與上一次充電過程中的估算容量信息的差值是否在正常波動(dòng)范圍，若是，則繼續(xù)執(zhí)行S4。

具體的，在本實(shí)施例中對(duì)估算容量進(jìn)行移動(dòng)平滑濾波，即當(dāng)前充電過程中的估算容量Cest與上一次最終實(shí)際容量Creal的結(jié)果相差在ΔCp之間時(shí)，才會(huì)執(zhí)行S4，對(duì)10維數(shù)組中的估算容量值進(jìn)行移動(dòng)平滑濾波更新，對(duì)篩選的估算容量取均值，視作電池包的最終實(shí)際容量信息Creal：

Creal＝(Cest1+Cest2+Cest3+Cest4+Cest5+Cest6+Cest7+Cest8+Cest9+Cest10)/10。

S5、根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)。

其中，所述S5包括：

根據(jù)電池健康狀態(tài)計(jì)算規(guī)則：SOH＝Creal/Cstandard*100％，計(jì)算電池健康狀態(tài)SOH；其中，Creal為最終實(shí)際容量信息，Cstandard為額定容量信息。

具體的，建立電池實(shí)際容量與健康狀態(tài)關(guān)系，在線估算電池健康狀態(tài)即為根據(jù)估算的電池實(shí)際容量Creal與電池額定容量Cstandard的比值作為SOH(電池健康狀態(tài))；SOH＝Creal/Cstandard*100％；

綜上可以看出，本方案通過識(shí)別特定充電過程進(jìn)行電池容量估算，最終建立電池實(shí)際容量與健康狀態(tài)關(guān)系，通過電池實(shí)際容量精確的反映電池當(dāng)前健康狀態(tài)，進(jìn)一步增進(jìn)鋰離子電池的安全使用。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的電池健康狀態(tài)估算系統(tǒng)進(jìn)行介紹，下文描述的電池健康狀態(tài)估算系統(tǒng)與上文描述的電池健康狀態(tài)估算方法可以相互參照。

參見圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算系統(tǒng)，包括：

第一獲取模塊100，用于獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；

第二獲取模塊200，用于獲取所述電池包初次充電過程中的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；

估算容量確定模塊300，用于根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；

最終實(shí)際容量確定模塊400，用于利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；

電池健康狀態(tài)確定模塊500，用于根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)。

基于上述技術(shù)方案，本方案還包括：

第一檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)車輛在充電之前的駐車時(shí)間是否大于預(yù)定時(shí)間閾值；若是，則觸發(fā)第二檢測(cè)模塊；

所述第二檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述車輛在充電過程中的充電容量信息與額定容量信息的比值大于預(yù)定閾值；若大于所述預(yù)定閾值，則觸發(fā)所述第一獲取模塊。

基于上述技術(shù)方案，本方案還包括：

判斷模塊，用于在所述最終實(shí)際容量確定模塊計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息之前，判斷當(dāng)前充電過程中的估算容量信息與上一次充電過程中的估算容量信息的差值是否在正常波動(dòng)范圍，若是，則觸發(fā)所述最終實(shí)際容量確定模塊。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種整車狀態(tài)下的電池健康狀態(tài)估算方法及系統(tǒng)，所述方法包括：S1、獲取電池包在當(dāng)前充電過程中的充電容量信息；S2、獲取所述電池包初次充電過程中的實(shí)際容量信息，及與所述當(dāng)前充電過程中電壓范圍對(duì)應(yīng)的目標(biāo)實(shí)際容量信息；S3、根據(jù)所述充電容量信息、所述實(shí)際容量信息和所述目標(biāo)實(shí)際容量信息確定所述電池包在當(dāng)前充電過程中的估算容量信息；S4、利用所述當(dāng)前充電過程中的估算容量信息及前N次充電過程中的估算容量信息，計(jì)算所述電池包的最終實(shí)際容量信息；其中，N為正整數(shù)；S5、根據(jù)所述最終實(shí)際容量信息和所述電池包的額定容量信息確定所述電池包當(dāng)前的電池健康狀態(tài)；可見，在本實(shí)施例中，通過電池實(shí)際容量可以精確的反映電池當(dāng)前健康狀態(tài)，進(jìn)一步增進(jìn)鋰離子電池的安全使用。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。