一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法及装置.pdf

本发明涉及一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法及装置，其中，该方法包括：确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。

1.  一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法，其特征在于，该方法包括：
确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点的步骤为：
通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。

3.  如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对动力电池放电自耗能性能衰变估算的公式为：
S=(V4-V3)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。

4.  一种动力电池放电自耗能性能衰变估算装置，其特征在于，该装置包括：
放电电流突变点确定单元，用于确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
选取放电电流突变点单元，用于选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
估算单元，用于根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流 以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。

5.  如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述放电电流突变点确定单元通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。

6.  如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述估算单元采用的估算公式为：
S=(V4-V2)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。

一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法及装置
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法及装置。
背景技术
动力电池放电自耗能性能衰变率是动力电池的关键指标之一，该衰变率即反映出电池的健康状态，又决定了电池的充放电能量利用率。
在实际中，根据动力电池内阻来判断电池放电自耗能性能，通过相应地检测设备对动力电池进行检测，直接获得动力电池的初始内阻，再直接检测动力电池性能衰减后的内阻，利用衰减后的电池内阻和初始内阻计算动力电池内阻衰变率。由于该技术需要专门的电池内阻检测仪器，并且车辆需要停驶，从而增加了检测成本。
另一现有技术中，在不具备直接获取动力电池内阻仪的情况下，对电流I1、I2分别取值，I1、I2根据电池容量进行设定，通常I1取值范围为0.01C到0.1C，I2取值范围为1C到3C。通过电表测出动力电池达到电流I1、I2时对应的电压值V1、V2，在记录各测量值时记录对应的外界温度以及电池的荷电状态，利用V2、V1、I1、I2计算出初始电阻。利用同样的方法，对电流I3、I4分别取值，I3、I4根据电池容量进行设定，通常I3取值范围为0.01C到0.1C，I4取值范围为1C到3C。I3、I4的取值条件与I1、I2的取值条件一样，确保获取I3、I4时对应的电池温度、荷电状态与获取I1、I2时对应的电池温度。通过电表测出动力电池达到电流I3、I4时对应的电压值V3、V4，同时，在记录测量值时，利用V3、V4、I3、I4计算出动力电池衰减后的电阻，利用衰减后的电池内阻和初始内阻计算动力电池内阻衰变率。由于该技术方案在测量相应参数时，要求条件一致才能够确保测量的准确性，测试过程复杂，测试成本高。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提出一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法及装置，在保证估算精度的基础上，低成本估算动力电池的电池放电自耗能性能衰变。
为实现上述目的，本发明提供了一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法，该方法 包括：
确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。
优选地，所述确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点的步骤为：
通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。
优选地，所述对动力电池放电自耗能性能衰变估算的公式为：
S=(V4-V3)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。
为实现上述目的，本发明还提供了一种动力电池放电自耗能性能衰变估算装置，该装置包括：
放电电流突变点确定单元，用于确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
选取放电电流突变点单元，用于选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
估算单元，用于根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗 能性能衰变估算。
优选地，所述放电电流突变点确定单元通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。
优选地，所述估算单元采用的估算公式为：
S=(V4-V3)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。
与现有技术方案相比，本发明有如下几点优势：本技术方案根据动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前后的电流、电压以及目标阶段的放电电流突变点突变前后的电流电压确定动力电池放电电压衰变率，并且突变点是通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定的，从而无需车辆专门停驶，更不需要专业的检测仪器，使得在保证估算精度的基础上，低成本估算动力电池的电池放电自耗能性能衰变。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法流程图；
图2为本发明提出的一种动力电池放电自耗能性能衰变估算装置框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
对于本领域的技术人员来讲，通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池的初始内阻和衰变后的内阻，得到的结果精确性不高。理由在于充放电历史数据对应的温度、SOC及电流值不受控，不能保证数据产生条件的一致性，从而获得动力电池的初始内阻以及衰变后的内阻精确度也不高。那么，从逻辑上讲，对动力电池放电自耗能性能衰变估算精确度也不高。
基于上述分析可知，动力电池内阻值与动力电池工作时的外界温度、荷电状态(SOC)等都有关系，要使动力电池的内阻值具有可比性，需要确定动力电池工作时的外界温度、荷电状态(SOC)等条件一致，即测试标准状态。在条件不一致的情况下，确定的内阻值与标准状态下的内阻值存在偏差。我们引入动力电池内阻温度系数K_T与动力电池内阻SOC系数K_SOC，动力电池标准状态下的初始内阻用R_(标准)表示，动力电池非标准状态下的初始内阻用R_(T,SOC)来表示，R_(T,SOC)＝K_T*K_SOC*R_(标准)。动力电池使用会导致电池内阻变化，电池内阻变化情况能反映电池性能恶化的情况，我们通过估算电池标准内阻的衰减率来反映电池性能衰减情况。动力电池衰减后标准状态下的内阻用R’_(标准)表示，动力电池标准状态下的初始内阻为R_(标准)，R’_(标准)与R_(标准)的比值可以反映电池性能的衰减情况。通过对历史数据的筛选，可以找出动力电池初始阶段的外界温度、SOC等条件与动力电池目标阶段的外界温度、SOC等条件相近的放电电流突变点，前后抵消K_T及K_SOC的影响，可以将R’_(标准)与R_(标准)的比值简化为电流差与电压差的比值。避免直接测量电池的内阻值，一步到位获得动力电池的内阻衰减率。
如图1所示，为本发明提出的一种动力电池放电自耗能性能衰变估算方法流程图；该方法包括：
步骤101)：确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
步骤102)：选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
步骤103)：根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。
优选地，所述确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电 流突变点的步骤为：
通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。
对于本实施例来讲，动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点各选一个。那么，所述对动力电池放电自耗能性能衰变估算的公式为：
S=(V4-V3)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。
对于本实施例来讲，选取两个动力电池初始阶段的放电电流突变点和一个动力电池目标阶段的放电电流突变点，那么，对动力电池放电自耗能性能衰变估算时，通过前一动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点得到第一动力电池放电自耗能性能衰变率S1；通过后一动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点得到第二动力电池放电自耗能性能衰变率S2，最后，将S1和S2取平均值，得到的结果为最终的动力电池放电自耗能性能衰变率。
同样的，对于本实施例来讲，当选取一个动力电池初始阶段的放电电流突变点和两个动力电池目标阶段的放电电流突变点是，那么，对动力电池放电自耗能性能衰变估算时，通过动力电池初始阶段的放电电流突变点和前一动力电池目标阶段的放电电流突变点得到第一动力电池放电自耗能性能衰变率S1；通过动力电池初始阶段的放电电流突变点和后一动力电池目标阶段的放电电流突变点得到第二动力电池放电自耗能性能衰变率S2，最后，将S1和S2取平均值，得到的结果为最终的动力电池放电自耗能性能衰变率。
综上，只要选取动力电池初始阶段的放电电流突变点的条件与动力电池目标阶段的放电电流突变点的条件相似，不管个数是否相同，按照上述方式直接求取动力电池放电自耗能性能衰变率，通过衰变率即可确定动力电池的初始内阻和衰变后的内阻。
如图2所示，为本发明提出的一种动力电池放电自耗能性能衰变估算装置框图。该装置包括：
放电电流突变点确定单元201，用于确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；其中，所述动力电池初始阶段为动力电池开始使用的阶段，所述动力电池目标阶段为动力电池放电电压衰减的阶段；
选取放电电流突变点单元202，用于选取动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点；
估算单元203，用于根据所述动力电池初始阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流以及所述动力电池目标阶段的放电电流突变点前后对应地电压、电流对动力电池放电自耗能性能衰变估算。
优选地，所述放电电流突变点确定单元通过电动车监测系统获得的充放电历史数据确定动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点。
对于本实施例来讲，动力电池初始阶段的放电电流突变点和动力电池目标阶段的放电电流突变点各选一个。那么，所述估算单元采用的估算公式为：
S=(V4-V3)×(I2-I1)(V2-V1)×(I4-I3)-1]]>
其中，I1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V1表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V2表示动力电池初始阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；I3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电流；V3表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变前的放电电压；I4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电流；V4表示动力电池目标阶段的放电电流突变点突变后的放电电压；S表示动力电池放电自耗能性能衰变率。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及的动力电池放电自耗能性能衰变估算装置为一种应用计算机软件代码实现的装置，该装置中包括的若干单元或模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个系统中具体化。反之，上文描述的一个系统的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。
在实际运行中，采用现有技术方案获取动力电池的初始内阻、衰减内阻以及动力电池放电自耗能性能衰变率，需要专门将车辆停驶一天，这样就会产生因车辆停止造成的经济损失，除此之外，现有技术方案需要一些专业的仪器设备参与其中，还需要在这方面进行费用投入，另外，还需要人员成本的支出。而采用本申请的技术方案，为了获取动力电池放电自耗能性能衰变率，仅仅在人力成本上有支出之外，无需专门让车辆停驶，更不需要 额外的专业设备的使用。因此，在获得精度差不多的结果信息情况下，本技术方案在费用投入上比现有技术要少的多。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。