| 专利名称： | 一种采用大数据库分析进行电池组健康状态估算的方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A large database analysis of the state of health of a method of estimating a battery pack | ||
| 专利号： | CN201610077558.9 | 申请时间： | 20160203 |
| 公开号： | CN105717457A | 公开时间： | 20160629 |
| 申请人： | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | ||
| 申请地址： | 516006 广东省惠州市仲恺高新技术产业开发区16号小区二期厂房 | ||
| 发明人： | 徐文赋; 任素云 | ||
| 分类号： | G01R31/36 | 主分类号： | G01R31/36 |
| 代理机构： | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人： | 蒋剑明 |
| 摘要： | 本发明公开了一种采用大数据库分析进行电池组健康状态估算的方法，该方法包括步骤：在车辆运行过程中，电动汽车的电池管理系统通过远程通讯把电池状态量发至车辆运行数据库服务器，同时车载系统把车辆运行信息同步发送到车辆运行数据库服务器；车辆运行数据库服务器收集全生命周期数据，运用大数据分析得出校准SOH映射表，以后车辆运行数据库服务器按接收的电池状态量、车辆运行信息，结合校准SOH映射表进行SOH估算，并把SOH估算值发送回电动汽车。本发明的方法不依赖单节电池原始理论数据，清除了电池成组和工况环境对SOH估算的误差；并且运用大数据分析，可使电动汽车的SOH值估算更为精确。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a large database analysis of the state of health of a method of estimating a battery pack, the method comprises the steps of : in the process of operation of the vehicle, battery management system of the electric automobile of the battery through the remote communication sent to the database server running state of the vehicle, the vehicle system at the same time the synchronous sending of the vehicle operation information database server running the vehicle; vehicle running database server collects full life-cycle data, use of large data analysis on calibration SOH mapping table, according to the vehicle running database server after receiving the battery state quantity, vehicle operation information, calibration SOH mapping with SOH estimated, and the estimated value of the SOH sent back to the electric automobile. The method of the present invention does not rely on the single battery original theoretical data, remove blocking and working conditions of the battery to the SOH estimated error; and use the large data analysis, the SOH value of the electric automobile more accurately estimated. | ||
1.一种采用大数据库分析进行电池组健康状态估算的方法，其特征 在于，该方法基于电动汽车的电池管理系统、车载系统以及车辆运行数据 库服务器，包括下述步骤： (1)电动汽车运行时，电池管理系统记录电池状态量并实时发送至 车辆运行数据库服务器，车载系统记录车辆运行信息并实时发送至车辆运 行数据库服务器； (2)车辆运行数据库服务器对实时收到的电池状态量和车辆运行信 息进行数据处理，同步保存同一时刻电池状态量及车辆运行信息； (3)车辆运行数据库服务器收集电动汽车全生命周期内的电池状态 量及车辆运行信息数据后进行分析，计算出各实时SOH值对应的电池状 态量和车辆运行信息的关系，形成校准SOH映射表； (4)电动汽车在行驶过程将新的电池状态量和新的车辆运行信息发 送至车辆运行数据库服务器，车辆运行数据库服务器通过校准SOH映射 表，根据新的电池状态量和新的车辆运行信息得出对应的校准SOH值， 并把校准SOH值发送回电动汽车的电池管理系统和车载系统。
2.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电池状态量包括电池容量、 总电压、单体电压、电流及电池温度。
3.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述车辆运行信息包括车辆运行 工况、运行路况、运行速度、行驶里程和输出功率。
4.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电池管理系统与所述车辆运 行数据库服务器采用无线通讯；所述车载系统与所述车辆运行数据库服务 器采用无线通讯。
5.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述电动汽车根据接收的校准SOH 值进行荷电状态估算或功率估算。
6.根据权利要求1-5任一项所述的采用大数据库分析进行电池组健康 状态估算的方法，其特征在于，所述车辆运行数据库服务器同时关联若干 辆电动汽车，并接收所有电动汽车的电池状态量及车辆运行信息数据。
1.一种采用大数据库分析进行电池组健康状态估算的方法，其特征 在于，该方法基于电动汽车的电池管理系统、车载系统以及车辆运行数据 库服务器，包括下述步骤： (1)电动汽车运行时，电池管理系统记录电池状态量并实时发送至 车辆运行数据库服务器，车载系统记录车辆运行信息并实时发送至车辆运 行数据库服务器； (2)车辆运行数据库服务器对实时收到的电池状态量和车辆运行信 息进行数据处理，同步保存同一时刻电池状态量及车辆运行信息； (3)车辆运行数据库服务器收集电动汽车全生命周期内的电池状态 量及车辆运行信息数据后进行分析，计算出各实时SOH值对应的电池状 态量和车辆运行信息的关系，形成校准SOH映射表； (4)电动汽车在行驶过程将新的电池状态量和新的车辆运行信息发 送至车辆运行数据库服务器，车辆运行数据库服务器通过校准SOH映射 表，根据新的电池状态量和新的车辆运行信息得出对应的校准SOH值， 并把校准SOH值发送回电动汽车的电池管理系统和车载系统。
2.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电池状态量包括电池容量、 总电压、单体电压、电流及电池温度。
3.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述车辆运行信息包括车辆运行 工况、运行路况、运行速度、行驶里程和输出功率。
4.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电池管理系统与所述车辆运 行数据库服务器采用无线通讯；所述车载系统与所述车辆运行数据库服务 器采用无线通讯。
5.根据权利要求1所述的采用大数据库分析进行电池组健康状态估 算的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述电动汽车根据接收的校准SOH 值进行荷电状态估算或功率估算。
6.根据权利要求1-5任一项所述的采用大数据库分析进行电池组健康 状态估算的方法，其特征在于，所述车辆运行数据库服务器同时关联若干 辆电动汽车，并接收所有电动汽车的电池状态量及车辆运行信息数据。
翻译：技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，更具体地说，是涉及一种采用大数 据库分析进行电池组健康状态估算的方法。
背景技术
对于电动汽车来讲，动力电池是一种十分普遍的储能元件，其性能对 整车性能起着决定作用，而动力电池中，以锂离子电池作为重要储能介质， 已在新能源领域得到广泛的应用。
由于电池长期使用必然发生老化或劣化，因而必须估计电池的健康状 况(StateofHealth,SOH)，也称为寿命状态，也有的称为老化情况、劣 化程度或者落户电池。电池SOH的标准定义是在标准条件下动力电池从 充满状态以一定倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容 量的比值，该比值是电池健康状况的一种反映。简单来讲，也就是电池使 用一段时间后某些直接可测或间接计算得到的性能参数的实际值与标称 值的比值，用来判断电池健康状况下降后的状态，衡量电池的健康程度。
目前实际或理论上进行电池SOH的估算测量方法包括如下：
1、直接放电法。目前利用负载对单体电池SOH评价是业内公认的可 靠方法，但这种方法存在一些缺点：需要离线测试电池的SOH，对车用动 力电池来说实现困得；测试负载较笨重，操作不方便；若用0.1C倍率放 电，放电过程大概需要10个小时，测试时间太长。
2、内阻法。主要是通过建立内阻与SOH之间的关系来估算SOH， 大量公开文献都已说明了电池内阻和SOH之间存在确定的对应关系，可 以简单描述为：随电池使用时间的增长，电池内阻在增加，将影响电池容 量，从而可以估算SOH。这种方法存在一些缺点：研究发现当电池容量下 降了原来的25％到30％后，电池内阻才会有较明显的变化，而标准中规 定当电池容量下降到80％时电池就应该被更换，所以想要通过这种方法实 时估算电池的SOH难度较大，而且电池内阻很小，一般是毫欧级，属于 小信号，要想准确测量电池内阻比较困难。
3、电化学阻抗分析。该方法主要思想是向电池施加多个正弦信号， 这些信号的频率是不同的，然后运用模糊理论对已采集到的数据信息分 析，预测电池的当前性能。但用此方法之前，需要做大量的数据采集与分 析，以获取此款电池的特性，并且测试仪器造价也较为昂贵。
4、模型法。这种方法的主要思想是分析电池内部所发生的化学反应， 以此为基础建立电池的模型，用此模型来计算电池容量的衰减，来得出电 池的SOH。但这种方法需要认真分析电池内部化学反应，并知道电池一些 固有参数，如活化烩，活化熵等，而且运用之前也需要做大量关于电池寿 命的试验，试验量大，难度较大，耗时也较长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种采用大数据 库分析进行电池组健康状态估算的方法，不依赖单节电池的原始理论数 据，清除了电池成组和使用工况环境对SOH估算的误差。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供了一种采用大数据库分析进行电池组健康状态估算的方 法，该方法基于电动汽车的电池管理系统、车载系统以及车辆运行数据库 服务器，包括下述步骤：
(1)电动汽车运行时，电池管理系统记录电池状态量并实时发送至 车辆运行数据库服务器，车载系统记录车辆运行信息并实时发送至车辆运 行数据库服务器；
(2)车辆运行数据库服务器对实时收到的电池状态量和车辆运行信 息进行数据处理，同步保存同一时刻电池状态量及车辆运行信息；
(3)车辆运行数据库服务器收集电动汽车全生命周期内的电池状态 量及车辆运行信息数据后进行分析，计算出各实时SOH值对应的电池状 态量和车辆运行信息的关系，形成校准SOH映射表；
(4)电动汽车在行驶过程将新的电池状态量和新的车辆运行信息发 送至车辆运行数据库服务器，车辆运行数据库服务器通过校准SOH映射 表，根据新的电池状态量和新的车辆运行信息得出对应的校准SOH值， 并把校准SOH值发送回电动汽车的电池管理系统和车载系统。
作为优选方案，步骤(1)中，所述电池状态量包括电池容量、总电 压、单体电压、电流及电池温度。
作为优选方案，步骤(1)中，所述车辆运行信息包括车辆运行工况、 运行路况、运行速度、行驶里程和输出功率。
作为优选方案，步骤(1)中，所述电池管理系统与所述车辆运行数 据库服务器采用无线通讯；所述车载系统与所述车辆运行数据库服务器采 用无线通讯。
作为优选方案，步骤(2)中，所述车辆运行数据库服务器同时关联 若干辆电动汽车，并接收所有电动汽车的电池状态量及车辆运行信息数 据。
作为优选方案，步骤(4)中，所述电动汽车根据接收的校准SOH值 进行荷电状态(SOC)估算或功率估算。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的方法不依赖单节电池原始理论数据即可进行SOH估算。
2、本发明的方法清除了电池成组和使用工况环境对SOH估算的误差。
3、本发明的方法结合实际运行数据，通过记录大量的电池状态量和 车辆运行信息数据，依靠大数据分析，得出各实时SOH值对应的电池状 态量和车辆运行信息的关系并形成校准SOH映射表，可使电动汽车的SOH 值估算更为精确；并且随着收集到更多车辆全生命周期数据，通过大数据 分析工具不断更新SOH映射关系，可提高SOH估算精度。
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是本发明实施例一提供的采用大数据库分析进行电池组健康状态 估算的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的采用大数据库分析进行电池组健康状态 估算的方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的采用大数据库分析进行电池组健康状态 估算的方法的原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种采用大数据库分析进行电池组健康状 态估算的方法，图1是本发明实施例一的方法流程图，请参考图1，本发 明实施例的方法包括以下步骤：
步骤S101、电动汽车运行时，电池管理系统启动电池状态量记录，同 时开启远程通讯，把电池状态量实时发送回车辆运行数据库服务器；电动 汽车的车载系统记录车辆运行信息并实时发送至车辆运行数据库服务器；
所述电池状态量包括电池容量、总电压、单体电压、电流及电池温度；
所述车辆运行信息包括车辆运行工况、运行路况、运行速度、行驶里 程及输出功率；
步骤S102、车辆运行数据库服务器对实时收到的电池状态量和车辆运 行信息进行数据处理，同步保存同一时刻电池状态量及车辆运行信息；
步骤S103、车辆运行数据库服务器收集到所需量数据的电动汽车全生 命周期内的电池状态量及车辆运行信息数据后，运用大数据分析工具，计 算出各SOH值下对应的各种电池状态量和车辆运行信息的关系图，形成 校准SOH映射表，保存在车辆运行数据库服务器；
步骤S104、电动汽车运行时，按电动汽车实时发送回车辆运行数据库 服务器的电池状态量和车辆运行信息，按校准SOH映射表估算出各台电 动汽车电池组的SOH值，并把SOH值发送回电动汽车的电池管理系统和 车载系统；
电动汽车按接收到的SOH值进行SOC估算、功率估算等，更有效保 护电池延长电池使用寿命；
步骤S105、随着收集到更多电动汽车的全生命周期数据，通过大数据 分析工具不断更新校准SOH映射表，提高SOH估算精度。
本发明的工作原理为：在车辆运行过程中，电动汽车的电池管理系统 通过远程通讯把电池状态量发至车辆运行数据库服务器，同时车载系统把 车辆运行工况、运行路况、运行速度、行驶里程、输出功率等车辆运行信 息同步发送到车辆运行数据库服务器；车辆运行数据库服务器收集全部车 辆全生命周期数据，运用大数据分析，得出各种电池状态量和车辆运行信 息下的电池组SOH值，形成校准SOH估算关系图表；以后车辆运行数据 库服务器按接收到的电动汽车的电池状态量和车辆运行信息，结合校准 SOH估算关系图表进行SOH估算，并把校准SOH估算值发送回电动汽车 的电池管理系统和车载系统。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种采用大数据库分析进行电池组健康状 态估算的方法，该方法基于电动汽车的电池管理系统、车载系统以及车辆 运行数据库服务器。图2是本发明实施例二的方法流程图，图3是本发明 实施例二所述方法的原理图，请参考图2和图3，本发明实施例二的方法 包括以下步骤：
S201、电动汽车运行时，电池管理系统记录电池状态量并实时发送至 车辆运行数据库服务器，车载系统记录车辆运行信息并实时发送至车辆运 行数据库服务器；
所述电池状态量包括电池容量、总电压、单体电压、电流及电池温度；
所述车辆运行信息包括车辆运行工况、运行路况、运行速度、行驶里 程和输出功率；
所述电池管理系统与所述车辆运行数据库服务器采用无线通讯；所述 车载系统与所述车辆运行数据库服务器采用无线通讯；
S202、车辆运行数据库服务器对实时收到的电池状态量和车辆运行信 息进行数据处理，同步保存同一时刻电池状态量及车辆运行信息；
所述车辆运行数据库服务器同时关联若干辆电动汽车，并接收所有电 动汽车的电池状态量及车辆运行信息数据；
S203、车辆运行数据库服务器收集电动汽车全生命周期内的电池状态 量及车辆运行信息数据后进行分析，计算出各实时SOH值对应的电池状 态量和车辆运行信息的关系，形成校准SOH映射表；
S204、电动汽车在行驶过程将新的电池状态量和新的车辆运行信息发 送至车辆运行数据库服务器，车辆运行数据库服务器通过校准SOH映射 表，根据新的电池状态量和新的车辆运行信息得出对应的校准SOH值， 并把校准SOH值发送回电动汽车的电池管理系统和车载系统。所述电动 汽车根据接收的校准SOH值进行荷电状态(SOC)估算或功率估算。
本实施例方法不依赖单节电池原始理论数据即可进行SOH估算，并 且清除了电池成组和使用工况环境对SOH估算的误差。
本实施例方法结合实际运行数据，通过记录大量的电池状态量和车辆 运行信息数据，依靠大数据分析，得出各实时SOH值对应的电池状态量 和车辆运行信息的关系并形成校准SOH映射表，可使电动汽车的SOH值 估算更为精确；并且随着收集到更多车辆全生命周期数据，通过大数据分 析工具不断更新SOH映射关系，可提高SOH估算精度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上 述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明 的保护范围之内。
