[发明专利]一种电池组健康状态SOH值的估算方法

说明书

本发明公开了一种电池组健康状态SOH值的估算方法，其通过预处理模块，内部用SOH值估算模块和外部用SOH值估算模块这三个模块进行估算。本发明的优点：可以计算得到内部系统荷电状态SOC估算需要用到的精确的SOH值，满足内部荷电状态SOC估算需要准确的当前容量的值的计算需求，也可以使用外部用SOH值估算模块计算得到外部系统显示观察电池组健康程度的粗略值，满足外部系统显示需要的日历时间和循环次数对应电池组老化程度的大致粗略的需求，并且，内部用SOH值估算模块采用的是准确测量计算的放电量电量与SOC变化量的值来推导准确的当前容量和SOH值，具有操作简便可行，准确度高，实用性强等特点，既提高了估算精度高，又提高了估算可靠性，降低了成本。

技术领域

本发明涉及一种电池组健康状态SOH值的估算方法，属于电池健康状态估计技术领域。

背景技术

电池组的健康状态(State Of Health，SOH)指的是随着电池组充放电次数的增加，电池逐渐衰退老化，电池的健康状态差异将会逐渐体现。而电池组的健康状态SOH的定义是在一定的条件下，电池组能够充入或者放出电量的容量即电池组的当前容量与电池组的标称容量的百分比，计算方法如下公式所示：

上式中，C_f表示电池组能够充入或放出电量的容量(单位AH)，C₀表示电池组的额定容量(单位AH)。

在电池管理系统(Battery Management System，BMS)中，电池组的健康状态SOH用以评估电池组的健康程度，老化程度，使用寿命，这关乎到电池组的使用性能，经济性，安全性等方面。具体的，电池组的健康状态SOH表征了电池组的容量衰减程度和当前可用容量，同时它直接影响到电池组的荷电状态估算，如果SOH准确度不高，会造成电池的荷电状态(SOC)的不准确，而如果SOC的估算误差较大，会影响用户对电池组的正确使用，如应用在电动汽车领域则可能导致电动汽车因电量不足而被迫中途停车的问题。

目前电池行业通用做法是，规定初始出厂电池SOH为100％，随着电池的使用，电池SOH值将不断减小，当电池性能不能满足使用要求时则认为电池失效并达到使用寿命，按照国标，SOH小于等于80％，即认为需要更换。

根据电池的SOH可以预估电池的剩余循环充放电次数，可以及时通知用户做好更换电池的准备。另外，如果能够及时的跟踪监测电池的健康状态情况，对健康状态下降达到临界值的单体予以更换，则可以极大地延长整个电池组的使用寿命。

影响电池的老化有很多因素，包括电池存放使用的时间，电池的循环充放电次数，充放电电流大小，电池应用的环境温度及温度分布的均匀性等等。电池的健康状态与内阻，电池容量，电池使用温度，充放电倍率，充放电深度等因素有关。

目前用于估算电池健康状态的方法主要有：

1、直接放电法：这种方法是在离线条件下，对电池组进行完全放电来对SOH进行估算。利用测试设备，让电池组从充满到放空一次，测试到放出的电量与其所对应的标称容量的比值即为SOH值。这种方法需要离线测试电池组的SOH，测试设备笨重，测试时间太长，这在储能或者车用等实际应用的实施比较困难。

2、内阻法：这种方法主要是通过建立内阻与SOH之间的关系来估算SOH。电池内阻和SOH之间存在一定的对应关系，随电池使用时间的增长，电池内阻在增加，将影响电池容量，从而可以估算SOH。但是电池使用初期电池内阻变化不明显，电池衰减到一定程度以后，电池内阻才会有较明显的变化；且电池内阻很小，一般是毫欧级，属于小信号，想要准确测量电池内阻也比较困难；此外电池内阻与SOH的关系目前没有明确的对应数据，难以进行换算。因此这种方法也不适用于实际估算。