一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法
文献发布时间：2024-04-18 19:48:15
技术领域
本发明涉及电池SOH估算技术领域，具体为一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法。
背景技术
现有的磷酸铁锂电池SOH估算方法通过直接计算电池的内阻来对电池的健康状态进行SOH估算，该方法涉及到在不同的温度、不同的倍率电流以及不同的SOC状态下计算内阻。在储能系统中，由于电池总串数较多，根据此方法对电池进行SOH估算，一方面带来的计算量非常大。另一方面在实际运行工况中，计算内阻精度较差，从而影响SOH估算精度，导致在电池实际使用中估算电池SOH比较困难。因此，发明一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法，其包括具体步骤如下：
步骤一：在储能系统正常以恒流方式放电运行至截止电压后，首先记录放电停止时刻的电池电压v1，然后在放电停止1秒时再次记录电池电压v2，得到放电停止1秒时的电压上升量为△v1=v2-v1，其中△v1是对放电欧姆内阻的表征；
步骤二：在停止放电的第150秒时再次记录电池电压v3，于是就能得到1～150秒内的电压上升量△v2=v3-v2，其中△v2是对电池极化内阻的表征；
步骤三：储能系统正常以恒流方式充电时，首先记录充电开始时的电池电压v4，在充电1s时再记录电池电压v5，于是得到充电电压上升量△v3=v5-v4，其中△v3是对充电欧姆内阻的表征；
步骤四：在得到△v1，△v2，△v3后，通过下式可以计算得到电池内阻的整体表征R
步骤五：最后估算得到电池的SOH为：Y=（1–（R
作为本发明所述的一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法的一种优选方案，其中：所述步骤一至步骤五中储能系统运行条件主要涉及恒流充电、恒流放电的电流大小和温度及放电截止电压，其恒流充电和恒流放电的电流均指储能系统正常工况运行的电流。
作为本发明所述的一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法的一种优选方案，其中：所述步骤一至步骤五中若储能系统恒流充、放电的倍率发生改变为其他值，运行温度为25℃时，需对△v1，△v2，△v3进行归一化调整，调整公式如下：
△v1’=E
△v2’=E
△v3’=E
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且E
作为本发明所述的一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法的一种优选方案，其中：所述步骤一至步骤五中若储能系统恒流充、放电的倍率为0.5C，温度不为25℃时，需要根据温度差异进行归一化处理，调整公式如下：
△v1’=F
△v2’=F
△v3’=F
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且F
作为本发明所述的一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法的一种优选方案，其中：所述步骤一至步骤五中若储能系统恒流充、放电的倍率不为0.5C，且温度不为25℃时，
归一化调整公式如下：
△v1’=G
△v2’=G
△v3’=G
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且G
作为本发明所述的一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法的一种优选方案，其中：所述步骤一至步骤五中除了估算单个电池的SOH外，同时也可以用于估算整簇成组电池的SOH，当估算整簇成组电池的SOH时，整簇成组电池的SOH即为整簇成组电池中所有单个电池SOH的最小值，即
Y’=min（Y
其中Y’为整簇成组电池的SOH，Y
与现有技术相比：
1.本发明在储能系统中应用不需要设置特定的运行工况，在实际正常工况中就可以进行；
2.本发明计算简单，没有特别复杂的计算量，节约芯片算力，便于实现和推广。
附图说明
图1为本发明电池SOH估算系统框图；
图2为本发明电池SOH估算流程图。
实施方式
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的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种储能磷酸铁锂电池SOH估算方法，请参阅图1-图2，包括具体步骤如下：
步骤一：在储能系统正常以恒流方式放电运行至截止电压后，首先记录放电停止时刻的电池电压v1，然后在放电停止1秒时再次记录电池电压v2，得到放电停止1秒时的电压上升量为△v1=v2-v1，其中△v1是对放电欧姆内阻的表征；
步骤二：在停止放电的第150秒时再次记录电池电压v3，于是就能得到1～150秒内的电压上升量△v2=v3-v2，其中△v2是对电池极化内阻的表征；
步骤三：储能系统正常以恒流方式充电时，首先记录充电开始时的电池电压v4，在充电1s时再记录电池电压v5，于是得到充电电压上升量△v3=v5-v4，其中△v3是对充电欧姆内阻的表征；
步骤四：在得到△v1，△v2，△v3后，通过下式可以计算得到电池内阻的整体表征R
步骤五：最后估算得到电池的SOH为：Y=（1–（R
其中：
储能系统运行条件主要涉及恒流充电、恒流放电的电流大小和温度及放电截止电压，其恒流充电和恒流放电的电流均指储能系统正常工况运行的电流，如0.5C，运行温度为25℃，放电截止电压为2.85v。
若储能系统恒流充、放电的倍率发生改变为其他值，运行温度为25℃时，需对△v1，△v2，△v3进行归一化调整，调整公式如下：
△v1’=E
△v2’=E
△v3’=E
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且E
若储能系统恒流充、放电的倍率为0.5C，温度不为25℃时，需要根据温度差异进行归一化处理，调整公式如下：
△v1’=F
△v2’=F
△v3’=F
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且F
若储能系统恒流充、放电的倍率不为0.5C，且温度不为25℃时，
归一化调整公式如下：
△v1’=G
△v2’=G
△v3’=G
其中△v1’，△v2’及△v3’是归一化之后的值，△v1，△v2和△v3是根据采样计算得到原始值，且G
除了估算单个电池的SOH外，同时也可以用于估算整簇成组电池的SOH，当估算整簇成组电池的SOH时，整簇成组电池的SOH即为整簇成组电池中所有单个电池SOH的最小值，即
Y’=min（Y
其中Y’为整簇成组电池的SOH，Y
在实际SOH估算过程中，电池SOH估算系统分为采集单元、存储单元、计算单元和SOH估算单元共四个单元模块。如图1所示，其中采集单元负责采集v1、v2、v3、v4和v5，v1、v2、v3、v4和v5的数据单位为mv，采集单元把采集到的v1、v2、v3、v4和v5送给计算单元，由计算单元计算得到△v1，△v2和△v3或者根据归一化系数E
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。