電池健康狀態(tài)的估算方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池技術領域，特別是涉及一種電池健康狀態(tài)的估算方法。
【背景技術】
[0002] 目前，由于人們對環(huán)境保護及能源有效合理的利用的意識的增強，高效、節(jié)能、環(huán) 保的電動汽車成為汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。而做為電動汽車的能源的儲能裝置一電池成為了 本行業(yè)研究的熱點，當然，能夠準確測量電池的健康狀態(tài)（stateofHealth,S0H)，對于電 動汽車的整個控制策略的實施尤為重要。
[000引為了表明電動汽車的電池的狀態(tài)的指標，人們使用了S0H的概念。S0H是反應電 池的整體性能W及在一定條件下釋放電能的能力的參數(shù)，即在某一條件下電池可放電總電 量占新出廠電池可用容量的比值。隨著電池的使用，會有許多不可恢復的物理化學因素造 成電池老化，W致電池的健康度下降。目前，多數(shù)電池的S0H是通過電池的老化狀態(tài)而判斷 的，表征電池老化的主要參數(shù)包括電池容量的衰減、電池內阻的增加。
[0004] 由于電池內阻是對電池的S0H最大影響的參數(shù)，現(xiàn)有技術中存在利用測量內阻來 估算電池的S0H的方法。有研究者提出將內阻、溫度、電池的充電狀態(tài)（Stateof化arge， SOC)與電池的SOH的關系通過實驗建立成表，再通過量測電池的內阻值查表估算出電池的 S0H。但是，將各種因素與電池的S0H建表的過程就需要大量的實驗數(shù)據(jù)來支持，意味著需 要大量的設備、時間與人力來進行數(shù)據(jù)的收集，大大增加了成本。

【發(fā)明內容】

[0005] 鑒于上述狀況，有必要提供一種簡單且成本較低的電池健康狀態(tài)的估算方法及估 算裝置。
[000引一種電池健康狀態(tài)的估算方法，包括：量測電池的內阻R;根據(jù)電池的內阻R與壓 降AV的關系式：AV=RXI，獲得電池的壓降值AV，此時I為使用容量內預設的下限電流 值I;由壓降AV值計算此刻電容量下限的開路電壓（化enCircuitVoltage, 0CV)值；根 據(jù)電池的0CV與SOC的關系表獲得SOC此刻的下限值S0C_1 及根據(jù)SOH與電池的充電 狀態(tài)S0C此刻的下限值S0C_1的關系式：S0H=100% -S0C_1，獲得S0H值。
[0007] -種電池健康狀態(tài)（S0H)的估算裝置，包括；存儲器，其存儲0CV與S0C的對應關 系。電壓采集單元和電流采集單元，其測量電池的電壓和電流?？刂破鳎斕岢龉浪汶姵亟?康狀態(tài)的請求時，該控制器通過電壓采集單元和電流采集單元對該時刻電池的電壓和電流 進行測量，并將上述測量的電池的電壓和電流值傳送給處理器。同時，控制器將存儲器的儲 存的信息傳輸給處理器。處理器，將采集到的電池的電壓和電流數(shù)據(jù)進行分析，計算出電池 的內阻；根據(jù)確定的電池的內阻計算出內阻造成的壓降AV;根據(jù)確定的電池的壓降AV計 算出下限0CV值；從所述的存儲器中讀取0CV與S0C的對應關系，并根據(jù)下限0CV值計算得 出S0C此刻的下限值S0C_1 ;根據(jù)S0C_1計算S0H值。
[0008] 上述電池的健康狀態(tài)的估算方法及其裝置通過測量電池的內阻，并直接由內阻與 電池的OCV的關系進而估測出此刻電池的SOH。本發(fā)明的電池健康狀態(tài)的估算方法及其裝 置簡單，省略了建立電池的各種因素與S0H的關系表的過程，測試時間短且成本較低。
【附圖說明】
[0009] 圖1是放電時電池的電壓與電流的關系曲線。
[0010] 圖2是本發(fā)明的電池健康狀態(tài)（S0H)的估算方法的流程圖。
[0011] 圖3是圖2所示的電池S0H的估算方法的電池的0CV與S0C的關系表。
[0012] 圖4是本發(fā)明的電池S0H估算裝置的結構框圖。
[0013] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖及實施方式對本發(fā)明提供的一種電池健康狀態(tài)（S0H)的估算方法及 其裝置作進一步詳細說明。
[0015] 請參閱圖1，電池容量是電池能夠保持最大電荷的重要因素。嶄新的電池容量近似 為制造商所標示的容量。然而，確定電池在充電之后具有的使用容量，從而使得電池可W執(zhí) 行其預定功能是至關重要的。電池使用容量的設定上，一般會設置下限電壓204做為電池 的充電狀態(tài)（S0C)降至0%的依據(jù)，其中第一曲線201為電池的開路電壓（0CV)值與電流的 關系曲線，第二曲線202為電池特定電流放電下的端電壓與電流的關系曲線，第H曲線203 為電池老化后特定電流放電下的端電壓與電流的關系曲線。然而，電池放電過程電流過大 或者電池內阻上升皆會造成電壓提早抵觸下限電壓，使得可使用容量下降。在電流的設定 方面，為了確保電池于使用容量內都能提供目標之功率，因此會設定下限電流，一旦在小于 或等于該下限電流的放電情形下抵觸到下限電壓204則視為電池的S0C已達0%。本發(fā)明將 通過0CV與S0C的關系，利用電池的內阻直接估算電池S0H。
[0016] 請參閱圖2,本發(fā)明一種電池S0H的估算方法，包括W下步驟： S101 ;量測電池的內阻R。優(yōu)選地，利用簡單的電壓采集單元和電流采集單元，測量出 電池的電壓值和電流值。然后，根據(jù)電壓和電流的測量值來計算所述電池的內阻R值?？?W理解，電池的內阻還可W利用交流阻抗法進行測量，但不限于此。
[0017] S102;利用上述獲得的內阻R乘W使用容量內預設的下限電流值I得出內阻造成 的壓降AV。
[0018] S103 ;將上述獲得的壓降AV與下限電壓V相加獲得此刻電容量下限0CV值。
[0019] S104 ;請同時參閱圖3,通過實驗數(shù)據(jù)建立電池的0CV與S0C的關系表。
[0020] S105 ;將獲得的下限0CV值代入上述0CV與S0C的關系表即可取得一下限S0C值 即S0C_1值。
[0021] S106 ;通過100%減去S0C_1值可得此刻S0H值，即； SOH=100〇/〇-SOC-l。
[0022] 如此便完成了電池SOH的估算。
[0023] 請參閱圖4, 一種電池健康狀態(tài)的估算裝置200,包括存儲器210,電壓采集單元 220,電流采集單元230,控制器240及處理器250。
[0024] 存儲器210,其存儲0CV與S0C的關系表。
[0025] 電壓采集單元220和電流采集單元230,其測量被測電池的電壓和電流。通常，電 池的內阻是直流電阻、擴散電阻等阻抗的總和，并且很難實時檢測。因此，適宜對單純的直 流電阻分量進行測量。優(yōu)選地，在短時間內對被測的電池進行內阻的測量，但是考慮到硬件 和其他信息的計算時間，測量時間設置為一砂。
[0026] 當提出估算電池的健康狀態(tài)的請求時，該控制器240通過電壓采集單元220和電 流采集單元230對該時刻電池的電壓和電流進行測量，并將上述測量的電池的電壓和電流 值傳送給處理器250。同時，控制器240將存儲器210的儲存的信息傳輸給處理器250。
[0027] 處理器250用于將采集到的電池的電壓和電流數(shù)據(jù)進行分析并計算出電池的內 阻R;根據(jù)確定的電池的內阻R計算出由電池的內阻造成的壓降AV;根據(jù)確定的電池的壓 降AV計算出下限0CV值；從所述的存儲器中讀取0CV與S0C的對應關系，并根據(jù)下限0CV 值計算得出S0C此刻的下限值S0C_1 ;根據(jù)S0C_1計算S0H值。
[002引請再次參閱圖2和圖4,現(xiàn)在將本發(fā)明的電池S0H的估算方法，應用于電池S0H的 估算裝置。當請求S0H的估算時，控制器240通過電壓采集單元220和電流采集單元230 測量電池的電壓及電流。此后控制器240將所測得的電壓值和電流值，傳輸至處理器250。 處理器利用所測量的電壓值和電流值計算電池的內阻R(S101)。
[0029] 當完成了電池的內阻R后，處理器250計算電池的壓降AV，進而計算出下限0CV 值（S102,S103)。
[0030] 同時，控制器240將存儲器210的0CV與S0C的對應關系傳輸給處理器250。處 理器250由下限0CV值計算出對應的下限S0C值。進而由處理器250由S0C此刻的下限值 S0C_1計算出S0H值，完成了基于S0H估算請求的電池S0H的估算（S105,S106)。
[0031] 上述電池S0H的估算方法及其裝置通過測量電池的內阻，并直接由內阻與電池的 0CV的關系進而估測出此刻的電池的S0H。本發(fā)明的電池S0H的估算方法及其裝置簡單，省 略了建立電池的各種因素與電池S0H的關系表的過程，測試時間短且成本較低。
[0032]另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其它變化，當然，該些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內。
【主權項】
1. 一種電池健康狀態(tài)的估算方法，該方法包括： 量測電池的內阻R ; 根據(jù)電池的內阻R與壓降AV的關系式：AV=RXI,獲得電池的壓降值AV，此時I為 使用容量內預設的下限電流值I ; 由壓降Λ V值計算此刻電容量下限的OCV值； 根據(jù)電池的OCV與SOC的關系表獲得SOC此刻的下限值S0C_1 ;以及 根據(jù)SOH與電池的充電狀態(tài)SOC此刻的下限值S0C_1的關系式：SOH =100% - S0C_ 1，獲得SOH值。2. 如權利要求1所述的電池健康狀態(tài)的估算方法，其特征在于：所述電池內阻值通過 測量電池的電壓值和電流值計算。3. 如權利要求1所述的電池健康狀態(tài)的估算方法，其特征在于：所述此刻電容量下限 OCV值由該壓降AV與該電池的下限電壓V相加得出。4. 如權利要求1所述的電池健康狀態(tài)的估算方法，其特征在于：所述OCV與SOC的關 系表如下：5. -種電池健康狀態(tài)的估算裝置，包括： 存儲器，其存儲OCV與SOC的關系表； 電壓采集單元和電流采集單元，其測量電池的電壓和電流； 控制器，當提出估算電池健康狀態(tài)的請求時，該控制器通過電壓采集單元和電流采集 單元對該時刻電池的電壓和電流進行測量，并將上述測量的電池的電壓和電流值傳送給處 理器；同時，控制器將存儲器的儲存的信息傳輸給處理器； 處理器，將采集到的電池的電壓和電流數(shù)據(jù)進行分析，計算出電池的內阻；根據(jù)確定的 電池的內阻計算出內阻造成的壓降AV;根據(jù)確定的電池的壓降AV計算出下限OCV值；從 所述的存儲器中讀取OCV與SOC的對應關系，并根據(jù)下限OCV值計算得出SOC此刻的下限 值S0C_1 ;根據(jù)S0C_1計算SOH值。6.如權利要求5所述的電池健康狀態(tài)的估算裝置，其特征在于：所述存儲器中儲存的 OCV與SOC的關系表如下：
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電池健康狀態(tài)（SOH）的估算方法及其裝置，該估算方法包括：量測電池的內阻R；根據(jù)電池的內阻R與壓降ΔV的關系式:ΔV=R×I，獲得電池的壓降值ΔV，此時I為使用容量內預設的下限電流值I；由壓降ΔV值計算此刻電容量下限的OCV值；根據(jù)電池的OCV與SOC的關系表獲得SOC此刻的下限值SOC—1；以及根據(jù)SOH與電池的充電狀態(tài)SOC此刻的下限值SOC—1的關系式:SOH=100%－SOC—1，獲得SOH值。本發(fā)明的電池健康狀態(tài)的估算方法通過電池的內阻直接計算SOH值，方法簡單、成本較低且測試時間短。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN104977534
【申請?zhí)枴緾N201410130918
【發(fā)明人】施昌沅, 阮憲熙
【申請人】鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月2日