首页 > 资讯 > 一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置与流程

一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置与流程

泰然健康网
2025-08-18 22:34

本发明涉及电池热管理的，特别是涉及一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置。

背景技术：

1、锂电池的健康状态，即soh，对修正电池电荷状态soc、准确估算电动车辆的剩余里程、调节可用输入输出功率值，避免对电池造成过充过放有着重要意义；因此，能够准确进行锂电池的soh估算，是bms的一项重要功能。

2、目前，在bms上有很多计算电池老化的方法，如适合开环计算的方法：循环次数法，利用电池容量吞吐量进行计算，日历老化+循环老化法，将老化分为时间造成的老化和放电造成的老化；也有适合闭环计算的方法：满充满放法，从放空到充满或充满到放空，公式法，利用容量与soc变化的比值进行计算，ic曲线法，利用dq/dv的曲线特征进行老化计算等；但以上各方法对磷酸铁锂电池而言，都有其不足之处。

3、对于开环方法，因为其数据全部来自于电池的离线测试数据，其测试过程和环境对测试数据有着重要影响，特别是受限于成本，测试过程基本只选择某单一工况，该工况下得到的离线数据往往与实际驾驶工况偏差较大，进而导致该方法得到的soh估算值与实际车辆电池的soh值相去甚远；对于满充满放法，因为需要对电池进行放空后满充，或者充满后满放的苛刻条件，与实际驾驶工况也相符，应用意义不大；对于公式法，因为需要ocv与soc具备显著的单一映射关系，更适用与三元材料类锂电池，对于具有平坦ocv曲线的磷酸铁锂电池则不具备应用条件；因此，如何对磷酸铁锂电池的健康状态进行准确估算，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置，提高对电池健康状态的估算准确值。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法，包括：

3、在确定目标车辆的电池进入快充状态后，实时获取所述电池的电池电荷状态值，当检测到所述电池电荷状态值满足目标电池电荷状态值时，获取所述电池的电压跌落值；

4、将所述电压跌落值输入到预生成的老化模型中，以使所述老化模型输出电池健康状态值，并基于所述电池健康状态值，计算并得到所述电池的电池健康总状态值。

5、在一种可能的实现方式中，实时获取所述电池的电池电荷状态值，具体包括：

6、获取当前第一时刻所述电池充电时的充电电流值，将所述充电电流值输入到电池电荷状态值计算公式中，得到所述电池的电池电荷状态值，其中，所述电池电荷状态值计算公式，如下所示：

7、

8、式中，soc为电池电荷状态值，soc0为电池电荷状态初始值，q_max为电池常温额定标称容量，i为充电电流值。

9、在一种可能的实现方式中，基于所述电池健康状态值，计算并得到所述电池的电池健康总状态值，具体包括：

10、将所述电池健康状态值输入到预设的电池健康总状态值计算公式中，计算得到所述电池的电池健康总状态值，其中，所述电池健康总状态值计算公式，如下所示：

11、soh＝α*soh1；

12、式中，soh为电池健康总状态值，soh1为电池健康状态值，α为系数。

13、在一种可能的实现方式中，当检测到所述电池电荷状态值满足目标电池电荷状态值时，获取所述电池的电压跌落值，具体包括：

14、当检测到所述电池电荷状态值满足所述目标电池电荷状态值时，对所述电池的充电电流值进行检测，当检测到所述充电电流值发生切换时，获取充电电流切换前的第一电压，并获取充电电流切换后的第二电压；

15、计算所述第一电压和所述第二电压的第一电压差，并将所述第一电压差作为所述电池的电压跌落值。

16、在一种可能的实现方式中，所述老化模型的预生成过程，具体包括：

17、选取多个磷酸铁锂电池，并获取每个磷酸铁锂电池对应的第一电池容量，在确定所述多个磷酸铁锂电池的电池状态为放空状态时，对所述多个磷酸铁锂电池进行充电，得到每个磷酸铁锂电池对应的第一电流曲线和第一电压曲线；

18、对每个磷酸铁锂电池设置电流切换点，并基于所述第一电流曲线和所述第一电压曲线，计算所述电流切换点对应的第一电压跌落样本值，并基于所述第一电压跌落样本值，计算所述每个磷酸铁锂电池对应的第一电池健康状态样本值；

19、分别对所述多个磷酸铁锂电池进行老化试验后，获取每个磷酸铁锂电池对应的第二电池容量，在确定所述第一电池容量与所述第二电池容量相比存在容量衰减时，重新计算所述电流切换点对应的第二电压跌落样本值，并基于所述第二电压跌落样本值，计算所述每个磷酸铁锂电池对应的第二电池健康状态样本值；

20、重复对所述多个磷酸铁锂电池进行老化试验,直至计算的所述每个磷酸铁锂电池对应的电池健康状态样本值小于预设电池健康状态样本阈值；

21、整合每个电池健康状态样本值下所述多个磷酸铁锂电池在所述电流切换点对应的电压跌落样本值，并计算每个电池健康状态样本值下的每个电流切换点对应的电压跌落样本均值；

22、基于所述电池健康状态样本值和所述电压跌落样本均值，得到老化模型。

23、在一种可能的实现方式中，将所述电压跌落值输入到预生成的老化模型中，所述老化模型，如下所示：

24、soh1＝f(δv1)；

25、式中，soh1为第一电池健康状态值，δv1为第一电压跌落值。

26、在一种可能的实现方式中，实时获取所述电池的电池电荷状态值后，还包括：

27、判断所述电池电荷状态值是否小于预设电池电荷状态阈值，若是，则获取所述电池的电池温度；

28、判断所述电池温度是否大于预设电池温度阈值，若是，则检测到所述电池电荷状态值满足所述目标电池电荷状态值。

29、本发明还提供了一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算装置，包括：第一电压跌落值获取模块和电池健康总状态值计算模块；

30、其中，所述第一电压跌落值获取模块，用于在确定目标车辆的电池进入快充状态后，实时获取所述电池的电池电荷状态值，当检测到所述电池电荷状态值满足目标电池电荷状态值时，获取所述电池的电压跌落值；

31、所述电池健康总状态值计算模块，用于分别将所述第一电压跌落值、所述第二电压跌落值和所述第三电压跌落值输入到预生成的老化模型中，以使所述老化模型对应输出第一电池健康状态值、第二电池健康状态值和第三电池健康状态值，并基于所述第一电池健康状态值、所述第二电池健康状态值和所述第三电池健康状态值，计算并得到所述电池的电池健康总状态值。

32、在一种可能的实现方式中，所述第一电压跌落值获取模块，用于实时获取所述电池的电池电荷状态值，具体包括：

33、获取当前第一时刻所述电池充电时的充电电流值，将所述充电电流值输入到电池电荷状态值计算公式中，得到所述电池的电池电荷状态值，其中，所述电池电荷状态值计算公式，如下所示：

34、

35、式中，soc为电池电荷状态值，soc0为电池电荷状态初始值，q_max为电池常温额定标称容量，i为充电电流值。

36、在一种可能的实现方式中，所述电池健康总状态值计算模块，用于基于所述电池健康状态值，计算并得到所述电池的电池健康总状态值，具体包括：

37、将所述电池健康状态值输入到预设的电池健康总状态值计算公式中，计算得到所述电池的电池健康总状态值，其中，所述电池健康总状态值计算公式，如下所示：

38、soh＝α*soh1；

39、式中，soh为电池健康总状态值，soh1为第一电池健康状态值，α为系数。

40、在一种可能的实现方式中，所述第一电压跌落值获取模块，用于当检测到所述电池电荷状态值满足目标电池电荷状态值时，获取所述电池的电压跌落值，具体包括：

41、当检测到所述电池电荷状态值满足所述目标电池电荷状态值时，对所述电池的充电电流值进行检测，当检测到所述充电电流值发生切换时，获取充电电流切换前的第一电压，并获取充电电流切换后的第二电压；

42、计算所述第一电压和所述第二电压的第一电压差，并将所述第一电压差作为所述电池的电压跌落值。

43、在一种可能的实现方式中，所述老化模型的预生成过程，具体包括：

44、选取多个磷酸铁锂电池，并获取每个磷酸铁锂电池对应的第一电池容量，在确定所述多个磷酸铁锂电池的电池状态为放空状态时，对所述多个磷酸铁锂电池进行充电，得到每个磷酸铁锂电池对应的第一电流曲线和第一电压曲线；

45、对每个磷酸铁锂电池设置电流切换点，并基于所述第一电流曲线和所述第一电压曲线，计算所述电流切换点对应的第一电压跌落样本值，并基于所述第一电压跌落样本值，计算所述每个磷酸铁锂电池对应的第一电池健康状态样本值；

46、分别对所述多个磷酸铁锂电池进行老化试验后，获取每个磷酸铁锂电池对应的第二电池容量，在确定所述第一电池容量与所述第二电池容量相比存在容量衰减时，重新计算所述电流切换点对应的第二电压跌落样本值，并基于所述第二电压跌落样本值，计算所述每个磷酸铁锂电池对应的第二电池健康状态样本值；

47、重复对所述多个磷酸铁锂电池进行老化试验,直至计算的所述每个磷酸铁锂电池对应的电池健康状态样本值小于预设电池健康状态样本阈值；

48、整合每个电池健康状态样本值下所述多个磷酸铁锂电池在所述电流切换点对应的电压跌落样本值，并计算每个电池健康状态样本值下的每个电流切换点对应的电压跌落样本均值；

49、基于所述电池健康状态样本值和所述电压跌落样本均值，得到老化模型。

50、在一种可能的实现方式中，所述第一老化模型，如下所示：

51、soh1＝f(δv1)；

52、式中，soh1为第一电池健康状态值，δv1为第一电压跌落值。

53、在一种可能的实现方式中，所述第一电压跌落值获取模块，用于实时获取所述电池的电池电荷状态值后，还包括：

54、判断所述电池电荷状态值是否小于预设电池电荷状态阈值，若是，则获取所述电池的电池温度；

55、判断所述电池温度是否大于预设电池温度阈值，若是，则检测到所述第一电池电荷状态值满足所述目标电池电荷状态值。

56、本发明还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法。

57、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法。

58、本发明实施例一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：

59、通过在确定目标车辆的电池进入快充状态后，基于所述电池的第一电池电荷状态值，获取所述电池的电压跌落值；分别将所述电压跌落值输入到预生成的老化模型中，以使所述老化模型输出电池健康状态值，并基于所述电池健康状态值，计算并得到所述电池的电池健康总状态值；与现有技术相比，本发明的技术方案获取电池在快充过程中出现的电压跌落值，基于老化模型描述电压跌落值与电池的电池健康状态之间的关系，实现对电池健康状态的估算，提高对电池健康状态的估算准确值；且在估算过程中无需对车辆进行额外工况的设定或特殊操作，能实现在无感的情况下完成对电池的电池健康状态估算。