動力電池健康狀態(tài)的檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動力電池健康狀態(tài)的檢測方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電動汽車、儲能、 便攜式電子等諸多領(lǐng)域中。而電池在使用或長時間擱置過程中，其放電容量會逐漸衰減。電 池的壽命受工作環(huán)境溫度、充放電制度、擱置時間長短影響較大。當電池容量衰減到一定程 度不能滿足使用要求時，需要進行更換。因此，在電池使用或長時間擱置過程中，需要及時、 準確的了解電池的健康狀態(tài)，以便對電池作出更好的管理。
[0003] 電池的SOH(State Of Health，健康狀態(tài)）一般定義為電池當前狀態(tài)的放電容量 與電池額定放電容量的比值，根據(jù)定義，目前計算電池 SOH的主要方法即為通過直接放電 法測量電池當前狀態(tài)的放電容量，并與已知的電池額定放電容量相除來計算S0H。然而電 池放電容量的測試需要對電池進行完整的充放電，這需要消耗一定的時間，同時電池放電 容量受環(huán)境溫度、放電電流、放電電壓區(qū)間影響，如果不能保證測試條件與額定放電容量的 條件一致的話則會造成一定的誤差。另外，除了用直接放電法來計算SOH之外，還有通過 建立電池模型來預(yù)測電池當前狀態(tài)的容量，但是建立模型需要大量的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的數(shù)學運 算，同時預(yù)測精度也很難得到保證。此外，也有采用交流阻抗法獲得電池的內(nèi)阻來計算電池 的S0H，即SOH = (Rm-RV (Rm-Rnew)，其中Rm為電池壽命終結(jié)時的內(nèi)阻，Rnew為新電池的 內(nèi)阻，R為電池在該狀態(tài)下的內(nèi)阻，但是該方法需要預(yù)先通過試驗得到電池壽命終結(jié)時的內(nèi) 阻，并且電池在不同使用過程中會導(dǎo)致壽命終結(jié)時內(nèi)阻不一樣，因此，將該公式用于其它電 池的SOH計算時準確性較差，同時交流阻抗是采用小電流的激勵信號，抗干擾能力差，準確 性也較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種動力電池健康狀態(tài)的檢測方法，該方法能 夠簡單、快速、準確地檢測出待測電池的健康狀態(tài)。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種動力電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提出了 一種動力電池健康狀態(tài)的檢 測方法，包括以下步驟：選取參考電池和待測電池；分別獲取所述待測電池和參考電池的 初始電壓，并以預(yù)設(shè)電流分別對所述待測電池和所述參考電池施加脈沖，經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后， 停止對所述待測電池和所述參考電池施加脈沖，并分別獲取所述待測電池和所述參考電池 的當前電壓；根據(jù)所述待測電池的初始電壓、所述待測電池的當前電壓和所述預(yù)設(shè)電流得 到所述待測電池的內(nèi)阻，以及根據(jù)所述參考電池的初始電壓、所述參考電池的當前電壓和 所述預(yù)設(shè)電流得到所述參考電池的內(nèi)阻；根據(jù)所述待測電池的內(nèi)阻和所述參考電池的內(nèi)阻 得到所述待測電池的健康狀態(tài)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法，對待測電池和參考電池分別 施加脈沖，并記錄脈沖過程開始和結(jié)束時的電壓，并據(jù)此分別計算待測電池的內(nèi)阻和參考 電池的內(nèi)阻，然后根據(jù)待測電池的內(nèi)阻和參考電池的內(nèi)阻計算得到待測電池的健康狀態(tài)， 換言之，即通過脈沖法測試電池的內(nèi)阻來快速、有效地計算待測電池的健康狀態(tài)。另外，由 于電池內(nèi)阻幾乎不受電池荷電狀態(tài)的影響，因而電池在任何荷電狀態(tài)下均可進行脈沖法測 試，實現(xiàn)了電池健康狀態(tài)的實時檢測。綜上，該方法操作簡單快捷、響應(yīng)速度快、可靠性及準 確性高。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
[0010] 在一些示例中，所述待測電池的內(nèi)阻和參考電池的內(nèi)阻可通過如下公式計算得 到，所述公式為：
[0011] R = |V1-V2|/I,
[0012] RO = |V3-V4|/I,
[0013] 其中，R為所述待測電池的內(nèi)阻，Vl為所述待測電阻的初始電壓，V2為所述待測電 池的當前電壓，RO為所述參考電池的內(nèi)阻，V3為所述參考電池的初始電壓，V4為所述參考 電池的當前電壓，I為預(yù)設(shè)電流。
[0014] 在一些示例中，所述待測電池的健康狀態(tài)可通過如下公式計算得到，所述公式 為：
[0015] SOH = I-(R-RO)/RO，
[0016] 其中，SOH為所述待測電池的健康狀態(tài)，R為所述待測電池的內(nèi)阻，RO為所述參考 電池的內(nèi)阻。
[0017] 在一些示例中，所述預(yù)設(shè)時間為0. 2_5s。
[0018] 在一些示例中，所述參考電池與所述待測電池具有相同型號和批次，所述參考電 池為全新的電池。
[0019] 本發(fā)明第二方面的實施例提供了一種動力電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)，包括：電壓 獲取模塊，用于分別獲取預(yù)先選取的參考電池和待測電池的初始電壓，并以預(yù)設(shè)電流分別 對所述待測電池和所述參考電池施加脈沖，并在預(yù)設(shè)時間后，停止對所述待測電池和所述 參考電池施加脈沖，并分別獲取所述待測電池和所述參考電池的當前電壓；內(nèi)阻獲取模塊， 用于根據(jù)所述待測電池的初始電壓、所述待測電池的當前電壓和所述預(yù)設(shè)電流得到所述待 測電池的內(nèi)阻，以及根據(jù)所述參考電池的初始電壓、所述參考電池的當前電壓和所述預(yù)設(shè) 電流得到所述參考電池的內(nèi)阻；健康狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)所述待測電池內(nèi)阻和所述參 考電池的內(nèi)阻得到所述待測電池的健康狀態(tài)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)，對待測電池和參考電池分別 施加脈沖，并記錄脈沖過程開始和結(jié)束時的電壓，并據(jù)此分別計算待測電池的內(nèi)阻和參考 電池的內(nèi)阻，然后根據(jù)待測電池的內(nèi)阻和參考電池的內(nèi)阻計算得到待測電池的健康狀態(tài)， 換言之，即通過脈沖法測試電池的內(nèi)阻來快速、有效地計算待測電池的健康狀態(tài)。另外，由 于電池內(nèi)阻幾乎不受電池荷電狀態(tài)的影響，因而電池在任何荷電狀態(tài)下均可進行脈沖法測 試，實現(xiàn)了電池健康狀態(tài)的實時檢測。綜上，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作快捷、響應(yīng)速度快、 可靠性及準確性高的優(yōu)點。
[0021] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
[0022] 在一些示例中，所述內(nèi)阻獲取模塊通過如下公式計算得到所述待測電池的內(nèi)阻和 所述參考電池的內(nèi)阻，所述公式為：
[0023] R = |V1-V2|/I,
[0024] RO = |V3-V4|/I,
[0025] 其中，R為所述待測電池的內(nèi)阻，Vl為所述待測電阻的初始電壓，V2為所述待測電 池的當前電壓，RO為所述參考電池的內(nèi)阻，V3為所述參考電池的初始電壓，V4為所述參考 電池的當前電壓，I為預(yù)設(shè)電流。
[0026] 在一些示例中，所述健康狀態(tài)獲取模塊通過如下公式計算得到所述待測電池的健 康狀態(tài)，所述公式為：
[0027] SOH = I-(R-RO)/RO，
[0028] 其中，SOH為所述待測電池的健康狀態(tài)，R為所述待測電池的內(nèi)阻，RO為所述參考 電池的內(nèi)阻。
[0029] 在一些示例中，所述預(yù)設(shè)時間為0· 2_5s。
[0030] 在一些示例中，所述參考電池與所述待測電池具有相同型號和批次，所述參考電 池為全新電池。
[0031] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0032] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0033] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法的流程圖；以及
[0034] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0036] 以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法及系統(tǒng)。
[0037] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法的流程圖。如圖1 所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的動力電池健康狀態(tài)的檢測方法，包括以下步驟：
[0038] 步驟S101，選取參考電池和待測電池。其中，在本發(fā)明的一個實施例中，參考電池 和待測電池具有相同型號和批次，并且參考電池為全新的電池，更為具體地，參考電池例如 為在出廠時通過一致性檢測達標的標樣電池，從而保證電池的一致性，使檢測結(jié)果更加準 確。在本發(fā)明的實施例中，參考電池和待測電池例如為鋰電池。
[0039] 步驟S102,分別獲取待測電池和參考電池的初始電壓，并以預(yù)設(shè)電流分別對待測 電池和參考電池施加脈沖，經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后，停止對待測電池和參考電池施加脈沖，并分別 獲取待測電池和參考電池的當前電壓。其中，預(yù)設(shè)時間例如為0.2-5S。在一些示例中，預(yù)設(shè) 電流