电池SOH预测方法和装置与流程

本申请涉及锂电池，尤其涉及一种电池soh预测方法和装置。

背景技术：

1、锂离子电池在使用过程中，随着副反应的累计，导致内阻增加，电池端电压衰减快，使得放电过程很快到截止电压，使循环寿命会出现逐步衰减，用户续航缩水。所以，锂离子电池的循环寿命改善和健康度（state of health，soh）预测是研究越来越广泛的问题之一。

2、现有技术中，电池循环寿命或者soh的预测方法通常包括四种：

3、第一种，基于容量衰减趋势的预测方法。该方法是一种最简单直观的方法。就是记录电池循环过程中，电池的容量保持率的衰减趋势。一般以循环数或者使用时间或者老化时间为x轴，电芯满充容量或者一定倍率（0.2c\0.5c\1.0c）满放容量为y轴，观察该曲线的下降趋势，如果趋势较快或者有拐点，说明后期健康度风险较高；

4、第二种，基于厚度膨胀趋势的预测方法。该方法也是一种简单直观的方法，主要用于软包聚合物电芯的测量。和直接测量容量不同，该方法测试的电芯的厚度。以循环数或者使用时间或者老化时间为x轴，以满充后电芯厚度变化率为y轴，观察该曲线的上升趋势，如果趋势上升较快，或者有拐点，说明后期健康度风险较高；

5、第三种，基于电芯阻抗变化规律的预测方法。该方法通过测试电芯内阻，dcir（direct current internal resistance，直流内阻）或者基于eis（electrochemicalimpedance spectroscopy，电化学阻抗谱）测量出的各部分内阻的变化规律来预测电芯的soh。可以在测试满充厚度时候，用内阻仪记录电芯内阻（交流内阻），基于交流内阻的变化规律来预测健康度。也可以每隔一定循环或者使用时间或者老化时间来测试一次电芯的eis，并分解阻抗，通过分析分解的阻抗随着时间或者循环数变化规律来预测健康度。如果测试出了电芯的ocv（open circuit voltage，开路电压）表，那么可以基于ocv表，得到电芯不同soc（state of charge，荷电状态）下的放电的dcir或者内阻r，基于dcir或者内阻r趋势，做进一步预测；

6、第四种，基于电芯其他测量参数的预测方法。除了上述的容量、厚度膨胀、阻抗趋势外，一般还会分析电芯的充电库伦效率、电芯充电cc（constant current，恒流）时间/cv（constant voltage，恒压）时间，充电后静置ocv等参数，通过这些参数变化趋势来预测循环寿命。

技术实现思路

1、发明人发现，现有技术一般采用放电过程中的电流来计算阻抗变化。但是，在实际终端产品中，放电过程中，电流是快速变化的，可能从0.2c快速变化到2.0c甚至更大。同时，由于电流会影响阻抗，所以，算出的阻抗其变异性会偏大，变现为小电流下的阻抗会偏大，大电流下的阻抗偏小。特别是如果温度低于10℃,电流导致的阻抗差异会更大。所以，导致阻抗跟踪算法中计算出的阻抗可靠性较差。

2、针对现有技术中的问题，本申请提供了一种电池soh预测方案，该方案根据充电恒流阶段的充电电流来计算阻抗，根据所计算的阻抗变化规律来预测电池soh的变化趋势。

3、根据本申请的第一个方面，提供一种电池soh的预测方法，其特征在于，包括：

4、（a）确定电池电芯的表面温度所在的温度区间；

5、（b）确定所述温度区间内电池充电恒流阶段的充电电流；

6、（c）根据实时电压、开路电压和所述充电电流计算所述电池的第一阻抗；

7、（d）将所述第一阻抗进行温度归一化处理，获得第一温度归一化后的阻抗；

8、（e）重复上述步骤（a）-（d），获得设定soc下的多个第一温度归一化后的阻抗；以及

9、（f）通过所述多个第一温度归一化后的阻抗确定电池的soh。

10、根据本申请的第二个方面，提供一种电池soh的预测装置，其特征在于，包括：

11、第一确定模块，用于确定电池电芯的表面温度所在的温度区间；

12、第二确定模块，用于确定所述温度区间内电池充电恒流阶段的充电电流；

13、第一计算模块，用于根据实时电压、开路电压和所述充电电流计算所述电池的第一阻抗；

14、第一获得模块，用于将所述第一阻抗进行温度归一化处理，获得第一温度归一化后的阻抗；

15、第二获得模块，用于获得设定soc下的多个第一温度归一化后的阻抗；以及

16、第三确定模块，用于通过所述多个第一温度归一化后的阻抗确定电池的soh。

17、根据本申请的第三个方面，提供一种芯片，其特征在于，所述芯片包括处理器，所述处理器用于执行如第一个方面所述的预测方法；或者，

18、所述芯片包括如第二个方面所述的预测装置。

19、根据本申请的第四个方面，提供一种电池管理系统，用于执行如第一个方面所述的预测方法。

20、根据本申请的第五个方面，提供一种电子设备，包括：

21、处理器；以及

22、存储器，存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行第一个方面所述的方法。

23、根据本申请的第六个方面，提供一种非瞬时性计算机存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被多个处理器执行时，使得所述处理器执行第一个方面所述的方法。

24、根据本申请提供的电池soh预测方法和装置，根据所测量的电池电芯的表面温度，确定电池恒流阶段的充电电流，根据充电电流获得各个soc下的阻抗，并对阻抗进行温度归一化处理，在获得相同soc下多个温度归一化处理后的阻抗后，通过这些阻抗的变化趋势对电池的soh进行预测。根据本申请的方案，采用充电恒流阶段的电流，在这一阶段电流基本恒定，所计算的阻抗能够排除电流带来的影响，得到的充电阻抗可靠性更强，更准确。

技术特征：

1.一种电池soh的预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤（b）包括：

3.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤（b）包括：

4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，还包括：

5.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤（f）包括：

6.一种电池soh的预测装置，其特征在于，包括：

7.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1至5任一项所述的预测方法；或者，

8.一种电池管理系统，其特征在于，用于执行如权利要求1至5任一项所述的预测方法。

9.一种电子设备，其特征在于，至少包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种电池SOH的预测方法和装置，该方法包括：S101确定电池电芯的表面温度所在的温度区间；S102确定所述温度区间内电池充电恒流阶段的充电电流；S103根据实时电压、开路电压和所述充电电流计算所述电池的第一阻抗；S104将所述第一阻抗进行温度归一化处理，获得第一温度归一化后的阻抗；S105重复上述步骤S101‑S104，获得设定SOC下的多个第一温度归一化后的阻抗；以及S106通过所述多个第一温度归一化后的阻抗确定电池的SOH。根据本申请的方案，采用充电恒流阶段的电流，在这一阶段电流基本恒定，所计算的阻抗能够排除电流带来的影响，得到的充电阻抗可靠性更强，更准确。

技术研发人员：胡宇
受保护的技术使用者：国民技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13