本申請(qǐng)涉及電池健康狀態(tài)評(píng)估的，具體而言，涉及一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、應(yīng)對(duì)環(huán)境破壞和能源危機(jī)帶來的壓力一直是一項(xiàng)重要任務(wù)，新能源汽車作為一種被廣泛接受的交通工具，可減少對(duì)化石燃料的依賴性，在減緩全球變暖速度和推動(dòng)能源管理技術(shù)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用，在新能源汽車所有門類中，鋰離子動(dòng)力電池汽車是最有前景的發(fā)展方向，鋰電池以其高能量密度、高循環(huán)壽命、高環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)、電動(dòng)車、移動(dòng)電源等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2、鋰電池在充電過程中鋰離子還原，形成鋰枝晶，鋰枝晶的生長(zhǎng)會(huì)繼續(xù)直至電池內(nèi)部短路，這是一個(gè)不可逆的過程，形成的鋰枝晶會(huì)導(dǎo)致電池容量損失和安全隱患，因此，檢測(cè)鋰電池的健康狀態(tài)(state?of?health，soh)至關(guān)重要。

3、鋰電池的健康狀態(tài)可以被理解為一個(gè)反映鋰離子電池總體狀況的測(cè)量值，通常采用剩余可用容量(soc)的方式來定義，目前，評(píng)估鋰離子soh的手段包括基于模型的方法和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法因其較低的計(jì)算復(fù)雜性和較高的靈活性而被廣泛應(yīng)用，通過分析時(shí)域內(nèi)的電流和電壓響應(yīng)數(shù)據(jù)來提取特征，并據(jù)此建立soh健康狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，然而，當(dāng)電池實(shí)際運(yùn)行條件與實(shí)驗(yàn)設(shè)置不一致時(shí)，這些模型的準(zhǔn)確度可能會(huì)受到影響，甚至失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提供一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法和裝置，以克服上述至少一種缺陷。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法，所述方法包括：獲取電芯參數(shù)，所述電芯參數(shù)包括待測(cè)電芯的電流值、電壓值以及實(shí)際阻抗值；根據(jù)所述電芯參數(shù)，構(gòu)建所述待測(cè)電芯的目標(biāo)等效電路，其中，所述目標(biāo)等效電路包括電阻和多個(gè)子電路元件，所述多個(gè)子電路元件的數(shù)量與目標(biāo)等效電路的階數(shù)相同，所述目標(biāo)等效電路的階數(shù)根據(jù)所述待測(cè)電芯的度量系數(shù)確定；基于所述目標(biāo)等效電路，預(yù)測(cè)所述待測(cè)電芯的健康狀態(tài)估計(jì)值。

3、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，通過以下方式確定所述電芯參數(shù)：接收開始測(cè)試指令，所述開始測(cè)試指令用于指示向所述待測(cè)電芯施加的充電電流的預(yù)設(shè)頻率；針對(duì)每個(gè)預(yù)設(shè)頻率，向待測(cè)電芯施加該預(yù)設(shè)頻率下的充電電流，并測(cè)量該預(yù)設(shè)頻率下的所述待測(cè)電芯的電壓值；針對(duì)每個(gè)預(yù)設(shè)頻率，基于該預(yù)設(shè)頻率下的充電電流的電流值和所述電壓值，確定該預(yù)設(shè)頻率的充電電流下的所述待測(cè)電芯的實(shí)際阻抗值。

4、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，通過以下方式構(gòu)建所述目標(biāo)等效電路：(a)根據(jù)當(dāng)前階數(shù)，形成初始等效電路；(b)對(duì)所述初始等效電路施加預(yù)設(shè)頻率下的充電電流，確定所述待測(cè)電芯的擬合阻抗值，并基于所述預(yù)設(shè)頻率下的實(shí)際阻抗值和擬合阻抗值，確定初始等效電路的度量系數(shù)；(c)判斷所述度量系數(shù)是否小于設(shè)計(jì)參數(shù)；(d)若所述初始等效電路的度量系數(shù)小于所述設(shè)計(jì)參數(shù)，則利用當(dāng)前階數(shù)來構(gòu)建所述目標(biāo)等效電路；(e)若所述初始等效電路的度量系數(shù)不小于所述設(shè)計(jì)參數(shù)，則將當(dāng)前階數(shù)的數(shù)值加一，以對(duì)當(dāng)前階數(shù)進(jìn)行更新，并返回執(zhí)行步驟(a)。

5、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，通過以下方式確定度量系數(shù)：針對(duì)每個(gè)實(shí)際阻抗值，確定該實(shí)際阻抗值對(duì)應(yīng)的角頻率；從多個(gè)角頻率中選取最大角頻率和最小角頻率，確定時(shí)間系數(shù)；根據(jù)所述時(shí)間系數(shù)和擬合阻抗值，計(jì)算擬合阻抗值中多個(gè)子電路元件對(duì)應(yīng)的虛部阻抗值；根據(jù)所述擬合阻抗值中多個(gè)子電路元件對(duì)應(yīng)的虛部阻抗值，確定度量系數(shù)。

6、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，通過以下公式確定度量系數(shù)：

7、

8、其中，μ表示度量系數(shù)，rk1表示目標(biāo)等效電路中所有小于0的虛部阻抗值中第k1個(gè)子電路元件對(duì)應(yīng)的虛部阻抗值，rk2表示目標(biāo)等效電路中所有不小于0的虛部阻抗值中第k2個(gè)子電路元件對(duì)應(yīng)的虛部阻抗值，1≤k1≤m，1≤k2≤m，m為所述目標(biāo)等效電路的階數(shù)。

9、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，通過以下公式確定時(shí)間系數(shù)：

10、

11、其中，τk表示目標(biāo)等效電路中第k個(gè)子電路元件對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)，τmin表示根據(jù)最小角頻率確定的最小時(shí)間系數(shù)，τmax表示根據(jù)最大角頻率確定的最大時(shí)間系數(shù)，m表示目標(biāo)等效電路的階數(shù)。

12、在本申請(qǐng)的一種可選實(shí)施例中，所述實(shí)際阻抗值和所述擬合阻抗值均為復(fù)數(shù)，所述實(shí)際阻抗值包括第一實(shí)部阻抗值和第一虛部阻抗值，所述擬合阻抗值包括第二實(shí)部阻抗值和第二虛部阻抗值，其中，所述方法還包括：獲取同一預(yù)設(shè)頻率充電電流下的初始等效電路的擬合阻抗值和所述待測(cè)電芯的實(shí)際阻抗值；確定所述第一實(shí)部阻抗值和第二實(shí)部阻抗值的差值，并將所述差值與所述擬合阻抗值的模值的比值，確定實(shí)部擬合殘差；確定所述第一虛部阻抗值和第二虛部阻抗值的差值，并將所述差值與所述擬合阻抗值的模值的比值，確定虛部擬合殘差；判斷所述實(shí)部擬合殘差和所述虛部擬合殘差是否均小于預(yù)設(shè)殘差；若所述實(shí)部擬合殘差和所述虛部擬合殘差均小于預(yù)設(shè)殘差，則表示所述初始等效電路的當(dāng)前階數(shù)為目標(biāo)等效電路的階數(shù)；若所述實(shí)部擬合殘差和/或所述虛部擬合殘差不小于預(yù)設(shè)殘差，則根據(jù)所述度量系數(shù)調(diào)整所述目標(biāo)等效電路的階數(shù)。

13、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)裝置，所述裝置包括：獲取模塊，用于獲取電芯參數(shù)，所述電芯參數(shù)包括待測(cè)電芯的電流值、電壓值以及實(shí)際阻抗值；構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述電芯參數(shù)，構(gòu)建所述待測(cè)電芯的目標(biāo)等效電路，其中，所述目標(biāo)等效電路包括電阻和多個(gè)子電路元件，所述多個(gè)子電路元件的數(shù)量與目標(biāo)等效電路的階數(shù)相同，所述目標(biāo)等效電路的階數(shù)根據(jù)所述待測(cè)電芯的度量系數(shù)確定；預(yù)測(cè)模塊，用于基于所述目標(biāo)等效電路，預(yù)測(cè)所述待測(cè)電芯的健康狀態(tài)估計(jì)值。

14、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種電子設(shè)備，包括：處理器、存儲(chǔ)器和總線，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)器之間通過總線通信，所述機(jī)器可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

15、第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

16、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法和裝置，獲取電芯參數(shù)，電芯參數(shù)包括待測(cè)電芯的電流值、電壓值以及實(shí)際阻抗值；根據(jù)電芯參數(shù)，構(gòu)建待測(cè)電芯的目標(biāo)等效電路，其中，目標(biāo)等效電路包括電阻和多個(gè)子電路元件，多個(gè)子電路元件的數(shù)量與目標(biāo)等效電路的階數(shù)相同，目標(biāo)等效電路的階數(shù)根據(jù)待測(cè)電芯的度量系數(shù)確定；基于目標(biāo)等效電路，預(yù)測(cè)待測(cè)電芯的健康狀態(tài)估計(jì)值。通過本申請(qǐng)，提高了預(yù)測(cè)待測(cè)電芯的健康狀態(tài)的效率和預(yù)測(cè)精度。

17、為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定所述電芯參數(shù)：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過以下方式構(gòu)建所述目標(biāo)等效電路：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定度量系數(shù)：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過以下公式確定度量系數(shù)：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過以下公式確定時(shí)間系數(shù)：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述實(shí)際阻抗值和所述擬合阻抗值均為復(fù)數(shù)，所述實(shí)際阻抗值包括第一實(shí)部阻抗值和第一虛部阻抗值，所述擬合阻抗值包括第二實(shí)部阻抗值和第二虛部阻抗值，

8.一種電池健康狀態(tài)的估計(jì)裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲(chǔ)器和總線，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)器之間通過總線通信，所述處理器執(zhí)行所述機(jī)器可讀指令，以執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池健康狀態(tài)的估計(jì)方法和裝置，其中，該方法包括：獲取電芯參數(shù)，所述電芯參數(shù)包括待測(cè)電芯的電流值、電壓值以及實(shí)際阻抗值；根據(jù)所述電芯參數(shù)，構(gòu)建所述待測(cè)電芯的目標(biāo)等效電路，其中，所述目標(biāo)等效電路包括電阻和多個(gè)子電路元件，所述多個(gè)子電路元件的數(shù)量與目標(biāo)等效電路的階數(shù)相同，所述目標(biāo)等效電路的階數(shù)根據(jù)所述待測(cè)電芯的度量系數(shù)確定；基于所述目標(biāo)等效電路，預(yù)測(cè)所述待測(cè)電芯的健康狀態(tài)估計(jì)值。通過本申請(qǐng)，提高了預(yù)測(cè)待測(cè)電芯的健康狀態(tài)的效率和預(yù)測(cè)精度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳雷,李雪,劉濤,孫士杰,潘垂宇,朱琦,陳旭東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)第一汽車股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6