CN107742755A - 电动汽车soh修正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车SOH修正方法及装置，其中修正方法包括如下步骤：确认电池组进入充电模式；实时检测SOC计算值；判断是否为慢充状态；对SOC计算值进行校正操作；判断是否退出充电模式；判断电池组是否达到满充状态；检索本次充电记录；根据本次充电记录，判断在本次充电过程中是否发生SOC计算值跳变为100％；将跳变时的SOC计算值记录为SOC跳变值；获取SOH评估值；再由二分法计算SOH修正值；根据SOH修正值，更新当前的SOH值，最后退出修正。本发明实现了在日常充电过程中自动修正SOH水平，因而本发明操作灵活，实用性高，并且能够确保驾驶人更为准确地掌握电池组的健康状态。

Description

电动汽车SOH修正方法及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车SOH修正方法及装置。

背景技术

随着电动汽车的动力电池组的容量不断衰减，电池组的健康状态(通过SOH值反映)也在不断的衰减。因而需要对SOH值进行估算，以评价电池组所剩容量和有效利用率的关系。

通常是由电池管理系统依据电池单体状态例如单体电压、单体内阻等参考值对SOH进行评估，但是由于电池组一致性较差，使得评估所采用的参考值具有较大局限性和误差，进而会导致获得的SOH评估值的准确度出现偏差；而当前对于电池组荷电状态(SOC)的主流算法是采用安时积分：SOC计算值＝SOC_起始-(∫A.h/(C_{出厂满电容量}×SOH当前值))，其中SOH当前值是指当前的SOH值，也即是通过前述评估方式获得的SOH评估值，所以不准确的SOH评估值也会造成SOC出现误差，例如SOH评估值较实际的SOH值偏大，则电池组实际的SOC值就会小于驾驶人看到的SOC显示值(SOC显示值即SOC计算值)，这就会给驾驶人造成误导，甚至可能使电动汽车行驶半途因实际电量不足被迫停车。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车SOH修正方法及装置，用于在充电完成后将当前的SOH值修正为较为精确的数值，以解决前述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种电动汽车SOH修正方法，包括：

步骤S1、确认电池组进入充电模式；

步骤S2、实时检测SOC计算值；

步骤S3、判断是否为慢充状态；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S4；

步骤S4、对SOC计算值进行校正操作；

步骤S5、判断是否退出充电模式；若否，则持续执行步骤S5，若是，则执行步骤S6；

步骤S6、判断电池组是否达到满充状态；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S7；

步骤S7、检索本次充电记录；

步骤S8、根据本次充电记录，判断在本次充电过程中是否发生SOC计算值跳变为100％；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S9；

步骤S9、将跳变时的SOC计算值记录为SOC跳变值；

步骤S10、获取SOH评估值；

步骤S11、根据SOH评估值、SOC跳变值获取SOH修正值；

步骤S12、根据SOH修正值，更新当前的SOH值，执行步骤S100；

步骤S100、退出修正。

优选地，还包括：

在步骤S9后，判断SOC跳变值是否大于等于预设的第一阈值且小于等于第二阈值；若否，则执行步骤S100退，若是，则执行步骤S10。

优选地，所述对SOC计算值进行校正操作包括：

根据预先标定的单体电压-温度关系表对SOC计算值进行校正。

优选地，所述判断是否为慢充状态包括：

检测充电电流和充电电压；

根据充电电流和充电电压计算充电功率；

当充电功率小于等于预设的功率阈值，则判断当前充电模式处于慢充状态。

优选地，所述判断电池组是否达到满充状态包括：

在退出充电模式后，若检测到SOC计算值为100％，则判断电池组当前处于满充状态。

一种电动汽车SOH修正装置，包括：

电池管理系统，以及与所述电池管理系统分别连接的充电状态检测单元、电流监测单元、电压监测单元、温度监测单元以及存储单元；

所述充电状态检测单元用于检测电池组是否进入或退出充电模式；

所述电流监测单元用于监测充电电流；

所述电压监测单元用于监测充电电压和电池单体电压；

所述温度监测单元用于监测电池组温度；

所述存储单元用于储存本次充电记录；

所述电池管理系统在电池组进入充电模式后，实时检测SOC计算值，并根据所述充电电流和充电电压计算充电功率；

所述电池管理系统根据所述充电功率确定电池组处于慢充状态后，根据所述电池单体电压和电池组温度校正SOC计算值；

所述电池管理系统还用于在电池组退出充电模式且根据SOC计算值确定电池组到达满充状态后，读取所述本次充电记录；

所述电池管理系统根据本次充电记录中SOC计算值到达100％前的状态，确定SOC跳变值；

所述电池管理系统在获取SOH评估值后，根据SOH评估值和SOC跳变值计算SOH修正值，并更新当前的SOH值。

本发明的思路是通过获得较为精准的SOC值，并监测SOC值的满充跳变现象，并根据本发明提出的计算方式，以实现在日常充电过程中自动修正SOH水平，因而本发明操作灵活，实用性高，并且通过本发明修正SOH值偏差后，能够确保驾驶人更为准确地掌握电池组的健康状态，避免行驶过程中导致电动汽车抛锚状况。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的电动汽车SOH修正方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供了一种用于解决前文提及的SOH评估值较实际SOH值偏大工况下的SOH修正方法，如图1所示的修正方法实施例流程图，该实施例包括如下步骤：

步骤S1、确认电池组进入充电模式。

首先，本实施例是在充电操作中自动实现的，因而无需人为干预，体现了本发明的灵活便利性；再者，关于所述确认电池组进入到充电模式的方法，常规技术中已经提供了足够多的方案，例如检测充电标志位、检测充电开关或继电器状态、检测充电电流或者检测电池组的上电状态等等，本发明对此不予限定。

步骤S2、实时检测SOC计算值。

在进入充电模式后，获取到SOC的计算值，也即是实时掌握充电过程中SOC的变化，该SOC计算值可以通过安时积分法计算获得，当然，本领域技术人员能够理解的是，在充电过程中，通过安时积分估算以及受到环境温度等因素的影响，很可能导致SOC计算值与实际电池组可用荷电量(实际SOC)存在一定的偏差；此外还需指出，SOC计算值也即是显示在仪表等装置上的SOC显示值。

步骤S3、判断是否为慢充状态；若否，则执行步骤S100、退出修正，若是，则执行步骤S4。

判断慢充的目的是确保尽量减少SOC计算值的误差，因为快充状态会导致安时积分的误差过大，不适用本发明提出的SOH修正方法，所以则退出修正；在本发明的一个实施例中，优选通过检测充电电流和充电电压，计算出充电功率，用来评判是否处于慢充状态，具体地，可以是当充电功率小于等于一个预设的功率阈值，例如6.6Kw，则可以判断为当前充电模式正处于慢充状态；当然，慢充的判定方式也是多样的，例如通过慢、快充电继电器的状态判断等。

步骤S4、对SOC计算值进行校正操作。

本发明提出的SOH修正方案的一个条件是SOC计算值具有较高的准确性，因而提出对SOC进行校正，具体地，可以根据预先标定的单体电压-温度关系表，在充电过程中SOC处于低端区域时，例如小于等于30％，对SOC计算值进行校正，其中单体电压-温度关系表可以是通过常规的台架试验获得的基于某个环境温度下的最小电压、最小温度及SOC的对应关系表；但需要强调和进一步说明的是，本发明的条件之一是获得较为精确的SOC计算值，因而所述对SOC进行校正的操作还可以包括先行判断SOC是否已经在充电前进行了校正，例如静态下OCV校正，此时所采用的可以电池厂商提供的OCV-SOC关系对应表；如果充电前已对SOC进行校正，则本步骤可以是对于校正的验证操作，当然，为了进一步提高SOC精度也可以在前期已经校正过的前提下，在低端区域按上述方式再校正一次；如果充电初期的SOC处于高端区域(例如大于50％)，那么本步骤所指校正操作则是对SOC校正的验证，即检查是否进行了前期OCV校正，若是，则可以继续执行下一步骤，若否，则可以退出修正；另外，根据实际的使用习惯的统计，在高端进行充电时通常会发生两种情况，一种是直接从高端充满，另一种则是先对电池组进行完全放电再充电，对于后者，本发明考虑了两点：其一，对于多次放电的情况，会导致安时积分累积误差过大，不适用本发明；其二，放电后再充电，会经过低端区域，此时则可以如前文所述，对SOC校正进行验证以及采取修正操作。总而言之，本发明要求SOC至少校正一次，校正的时机和方式可以根据实际情况进行调整以使得后续步骤得以实现，对于没有进行校正的SOC计算值，由于不适用本发明提出的SOH修正方法，则退出修正。

还需指出的是，即使本发明采用了慢充且在充电过程中对SOC计算值进行前述校正操作，但客观上，SOC计算值与实际SOC之间仍会存在一定较小的偏差。

步骤S5、判断是否退出充电模式；若否，则持续执行步骤S5，若是，则执行步骤S6。

这里所述判断退出充电模式，与前述确认进入充电模式的方式可以是一致的，也可以采用常规技术中的其他方式确认退出，对此本发明不予限定。

步骤S6、判断电池组是否达到满充状态；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S7。

本发明提出的SOH修正方法的另一个条件是达到满充状态，即电池组实际容量已经充至最大值，因为在前述步骤中有可能退出充电模式时的电量仍未充满，所以本发明提出退出充电后需对满充状态进行确认，具体地，可以在退出充电模式后，通过检测到的SOC计算值来判断，因为在满充时SOC显示值为100％，那么与SOC显示值对应的SOC计算值此时也应为100％，因而可以判断出电池组当前处于满充状态；在本发明的其他实施例中还可以通过检测电池组的输出端电压或电池组满荷状态等进行满充判断；如果退出充电后电池组处于非满电状态，则不适用本发明提出的SOH修正方法，退出修正。

步骤S7、检索本次充电记录，接着执行步骤S8、根据本次充电记录，判断在本次充电过程中是否发生SOC计算值跳变为100％；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S9、将跳变时的SOC计算值记录为SOC跳变值。

本发明提出的SOH修正方法的另一个条件是SOC计算值发生跳变，特别是从某一个值直接跳变至100％，这里需要说明的是，跳变发生的原因即是当前的SOH值(即SOH评估值)大于实际SOH值，结合前述各步骤，解释如下：在前述步骤中通过慢充和充电时的校正，SOC计算值的准确度已经较为接近实际SOC值，那么充至满电时的SOC计算值(SOC显示值)应该更接近实际SOH值，举例来说，假设SOH评估值＝98％，但实际SOH可能为95％(由于还未进行修正，该数值为假设的一种低于98％的状况，以便于举例说明)，那么当充至SOC计算值为95％时，实质上已经将电池组充满，此时充电电流已经趋于很小，SOC计算值无法再由安时积分的计算继续循序上升，所以当满足前述各个条件后会发生一个现象，即SOC显示值从95％直接跳变至100％以提示充至满电状态，这也是执行前述步骤S6的原因；另一方面，现有的电池管理系统对充电过程中的各个变量均会采取监控并记录，所以该跳变过程也会被储存在本次充电记录中，因而本发明提出检索本次充电记录中以查找发生该跳变的历史信息，如若在本次充电记录中没有发现该跳变的记录，则认为SOH评估值相对准确，至少相较实际SOH值不偏大，那么则退出修正；如若在本次充电记录中发现该跳变的记录，则将发生跳变时的SOC计算值记为“SOC跳变值”，用于后续修正SOH评估值，对于前述例子中的情况，SOC跳变值即为95％。

接着，执行步骤S10、获取SOH评估值，并执行步骤S11、根据SOH评估值、SOC跳变值获取SOH修正值；

获取SOH评估值的方式属于常规技术，例如按照背景技术中介绍的利用电池单体的多个测量值计算得出，或者从当前的SOH值读取(由于SOH当前值未修正前即为通过上述评估方式得到的SOH评估值)，本发明对此不作限定；在获得SOH评估值后，本发明提出了根据SOH评估值和SOC跳变值计算SOH修正值，根据前述内容可知，SOC跳变值可以认为已经趋于实际SOH值，所以从理论上而言可以将SOC跳变值当作SOH修正后的数值，一次性地修正当前的SOH值，或者将SOC跳变值与待修正的SOH评估值以先求和再平均的方式获得SOH修正值，但是，这样的计算方法或多或少都会引入相对较大的误差，本发明的设计初衷是使修正后的SOH值更为精准，结合前文提及的：即使通过慢充和校正操作，SOC计算值仍较实际SOC存在偏差，因而本发明提出了一个更为优选的二分法计算方式：SOH修正值＝(SOH评估值+SOH评估值×SOC跳变值)/2；其含义是以待修正的当前SOH评估值为基础，参考SOC跳变值，进行减半修正，即是一种多次的平均的综合修正，目的是尽量减小误差，具体可以是对当前的SOH评估值取半，并将SOC跳变值(即是本实施例期望SOH向下修正的目标)作为当前的SOH评估值的参照系数，先使二者相乘，之后再进行取半，最后将前述两个取半的结果求和，就能够得到更为精准的SOH修正值；以前文数值举例，SOH修正值＝(SOH评估值+SOH评估值×SOC跳变值)/2＝(98％+98％*95％)/2＝95.5％，也即是将SOH评估值修正了2.5％。

这里需要指出的是考虑到目前国际、国内上对于SOH的修正的普遍共识，通常认为修正5％以内的误差是适宜的，以及SOH和SOC的取值精度是1％，再结合前述本发明提出的二分法修正方式，因而在本发明的另一个实施例中，在步骤S9后还可以进一步判断SOC跳变值是否大于等于预设的第一阈值且小于等于第二阈值，例如当90％≤SOC跳变值≤98％则继续执行步骤S10；否则退出修正；因为若SOC跳变值＞98％，则当前的SOH值可以认为接近满电量，其还未经过明显衰减，则此时的评估值误差很小且趋于准确，则无需本发明提出的修正方法；若SOC跳变值＜90％，则本发明提出的二分法修正后的SOH值＜95％，也即是一次性修正过多，修正了大于或近于临界值(5％)的数值。

但是不排除随着电动汽车技术改进，能够克服目前SOH修正过多造成的问题，或者实现了更精细的取值方式，因而需要指出的是，上述优选实施例针对的是当前的技术认知和能力，当技术进步后，可以在本发明的启发下调整SOC跳变值的取值范围。

接续上文，在计算SOH修正后执行步骤S12、根据SOH修正值，更新当前的SOH值，执行步骤S100。也即是将修正后的SOH值替换未修正的SOH评估值，使得当前的SOH值更新为准确的SOH值后，退出修正。

此外，本发明还提供了一种电动汽车SOH修正装置，用于实现上述修正方法，该装置包括：电池管理系统BMS，以及与所述电池管理系统分别连接的充电状态检测单元、电流监测单元、电压监测单元、温度监测单元以及存储单元。

具体地，所述充电状态检测单元可以采用前文中提及的充电开关或充电继电器等，其作用是检测电池组是否进入或退出充电模式；所述电流监测单元用于监测充电电流，所述电压监测单元用于监测充电电压和电池单体电压，此两个监测单元可以为电流、电压采集器；所述温度监测单元可以采用设置在电池组上的温度传感元件，其作用是监测电池组温度；所述存储单元用于储存本次充电记录，进一步地，该存储单元可以集成在前述电池管理系统之中。

结合上文修正方法的说明，本装置的工作方式可以如下：

电池管理系统在电池组进入充电模式后，实时检测SOC计算值(或根据充电电流计算SOC计算值)，并根据充电电流和充电电压计算充电功率；接着，电池管理系统根据所述充电功率确定电池组处于慢充状态后，再根据所述电池单体电压和电池组温度通过查询标定的对应表校正SOC计算值；

此外，电池管理系统还用于在电池组退出充电模式且根据SOC计算值确定电池组到达满充状态后，读取本次充电记录；并且，电池管理系统根据本次充电记录中SOC计算值到达100％前的状态，例如发生跳变现象，则可以确定SOC跳变值；电池管理系统在获取SOH评估值后，根据SOH评估值和SOC跳变值则可以计算SOH修正值，并以SOH修正值更新当前的SOH值。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动汽车SOH修正方法，其特征在于，包括：

步骤S1、确认电池组进入充电模式；

步骤S2、实时检测SOC计算值；

步骤S3、判断是否为慢充状态；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S4；

步骤S4、对SOC计算值进行校正操作；

步骤S5、判断是否退出充电模式；若否，则持续执行步骤S5，若是，则执行步骤S6；

步骤S6、判断电池组是否达到满充状态；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S7；

步骤S7、检索本次充电记录；

步骤S8、根据本次充电记录，判断在本次充电过程中是否发生SOC计算值跳变为100％；若否，则执行步骤S100，若是，则执行步骤S9；

步骤S9、将跳变时的SOC计算值记录为SOC跳变值；

步骤S10、获取SOH评估值；

步骤S11、根据SOH评估值、SOC跳变值获取SOH修正值；

步骤S12、根据SOH修正值，更新当前的SOH值，执行步骤S100；

步骤S100、退出修正。

2.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，还包括：

在步骤S9后，判断SOC跳变值是否大于等于预设的第一阈值且小于等于第二阈值；若否，则执行步骤S100退，若是，则执行步骤S10。

3.根据权利要求2所述的修正方法，其特征在于，所述对SOC计算值进行校正操作包括：

根据预先标定的单体电压-温度关系表对SOC计算值进行校正。

4.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述判断是否为慢充状态包括：

检测充电电流和充电电压；

根据充电电流和充电电压计算充电功率；

当充电功率小于等于预设的功率阈值，则判断当前充电模式处于慢充状态。

5.根据权利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述判断电池组是否达到满充状态包括：

在退出充电模式后，若检测到SOC计算值为100％，则判断电池组当前处于满充状态。

6.一种电动汽车SOH修正装置，其特征在于，包括：

电池管理系统，以及与所述电池管理系统分别连接的充电状态检测单元、电流监测单元、电压监测单元、温度监测单元以及存储单元；

所述充电状态检测单元用于检测电池组是否进入或退出充电模式；

所述电流监测单元用于监测充电电流；

所述电压监测单元用于监测充电电压和电池单体电压；

所述温度监测单元用于监测电池组温度；

所述存储单元用于储存本次充电记录；

所述电池管理系统在电池组进入充电模式后，实时检测SOC计算值，并根据所述充电电流和充电电压计算充电功率；

所述电池管理系统根据所述充电功率确定电池组处于慢充状态后，根据所述电池单体电压和电池组温度校正SOC计算值；

所述电池管理系统还用于在电池组退出充电模式且根据SOC计算值确定电池组到达满充状态后，读取所述本次充电记录；

所述电池管理系统根据本次充电记录中SOC计算值到达100％前的状态，确定SOC跳变值；

所述电池管理系统在获取SOH评估值后，根据SOH评估值和SOC跳变值计算SOH修正值，并更新当前的SOH值。