电池容量在线估计方法及系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103760494 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103760494 A (21)申请号 201410028099.6 (22)申请日 2014.01.21 G01R 31/36(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区 100084-82 信箱 (72)发明人 韩雪冰 欧阳明高 卢兰光 李建秋 (74)专利代理机构 北京清亦华知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11201 代理人 张大威 (54) 发明名称 电池容量在线估计方法及系统 (57) 摘要 本发明属于锂电池技术领域， 公开了一种电 池容量在线估。

2、计方法， 包括 ： A. 提供容量衰减模 型并初始化容量衰减模型参数 ； B. 将待测电池充 放电循环 n 次 ； C. 计算得到当前待测电池的估 计相对容量衰减量 ； D. 测试得到待测电池的真实 相对容量衰减量 ； E. 计算估计误差 ； F. 若估计误 差大于预设允许误差， 则利用估计误差对容量衰 减模型参数进行修正更新， 然后跳至步骤 B ； G. 若 估计误差小于等于预设允许误差， 则确定最后一 次修正后的容量衰减模型参数作为最终容量衰减 模型参数， 得到待测电池对应的准确容量衰减模 型， 进而在未来对待测电池的相对容量衰减量和 电池容量进行估计。本发明还公开了一种电池容 量在线估计。

3、系统。 本发明的方法和系统操作简便， 准确度高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103760494 A CN 103760494 A 1/3 页 2 1. 一种电池容量在线估计方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： A. 提供容量衰减模型并初始化容量衰减模型参数 ； B. 将待测电池充放电循环 n 次， 其中 n 为预设的正整数 ； C. 根据所述容量衰减模型和容量衰减模型参数， 得到当前所述待测电池的估计相对容 量衰减量 ； 。

4、D. 测试当前所述待测电池的真实容量， 得到所述待测电池的真实相对容量衰减量 ； E. 将所述真实相对容量衰减量与所述估计相对容量衰减量相减， 得到估计误差 ； F. 若所述估计误差大于预设允许误差， 则利用所述估计误差对所述容量衰减模型参数 进行修正更新， 然后跳至步骤 B ； G. 若所述估计误差小于等于所述预设允许误差， 则确定最后一次修正后的容量衰减模 型参数作为最终容量衰减模型参数， 得到所述待测电池对应的准确容量衰减模型， 其中所 述准确容量衰减模型用于未来对所述待测电池的相对容量衰减量和电池容量进行估计。 2. 根据权利要求 1 所述的电池容量在线估计方法， 其特征在于， 所述待。

5、测电池的容量衰减模型为 ：其中， 为所述待测电 池在第n次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为所述待测电池在第n-1次充放电循 环后的估计相对容量衰减量， T 为所述待测电池进行第 n 次充放电循环时的环境温度， A 表 示的第一参数，表示第二参数， z 表示第三参数。 3.根据权利要求1或2所述的电池容量在线估计方法， 其特征在于， 所述初始化容量衰 减模型参数包括 ： 选取与所述待测电池同类型的、 已知最终容量衰减模型参数的所述参考 电池， 初始化所述 A 为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第一参数， 初始化所述 为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第二参数， 初始化所述 z 为所述参考。

6、电池对应的 容量衰减模型中的第三参数。 4. 根据权利要求 1-3 中任一项所述的电池容量在线估计方法， 其特征在于， 所述待测 电池的真实相对容量衰减量的计算公式为其中， C为检测到的当前所述待测电池 的真实容量， C0为所述待测电池的初始容量。 5. 根据权利要求 1-4 中任一项所述的电池容量在线估计方法， 其特征在于， 所述利用 所述估计误差对所述容量衰减模型参数进行修正更新具体包括 ： 对所述第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1 ； 对所述第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ： 对所述第三参数进行更新， 第三参数修正公式为 ： zk=zk-1+k3， 。

7、其中， 下标中的 k 表示修正后的参数， 下标中的 k-1 表示修正前的参数， k1表示预设的 权 利 要 求 书 CN 103760494 A 2 2/3 页 3 第一修正系数， k2表示预设的第二修正系数， k3表示预设的第三修正系数， 表示所述估 计误差。 6. 一种电池容量在线估计系统， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 充放电循环计数模块， 用于记录待测电池的充放电循环次数， 每当充放电循环次数到 达 n 次后又重新从零开始计数 ； 容量衰减模型参数存储单元， 用于存储容量衰减模型参数 ； 估计相对容量衰减量计算模块， 所述估计相对容量衰减量计算模块分别与所述充放电 循环计数模块和所述。

8、容量衰减模型参数存储单元相连， 用于每完成 1 次充放电循环就将所 述容量衰减模型参数带入容量衰减模型得到所述待测电池的估计相对容量衰减量 ； 真实相对容量衰减量测试模块， 所述真实相对容量衰减量计算模块与所述充放电循环 计数模块相连， 用于每当所述充放电循环次数为 n 次时， 测试所述待测电池的真实容量， 并计算所述待测电池的真实相对容量衰减量 ； 比较判断模块， 所述比较判断模块分别与所述估计相对容量衰减量计算模块和所述真 实相对容量衰减量测试模块相连， 所述比较判断模块用于将所述真实相对容量衰减量与所 述估计相对容量衰减量进行比较， 得到估计误差， 并判断所述估计误差与预设允许误差的 大。

9、小关系 ； 容量衰减模型参数修正模块， 所述容量衰减模型参数修正模块分别与所述比较判断模 块和所述容量衰减模型参数存储单元相连， 当所述比较判断模块的判断结果为所述估计误 差大于预设允许误差时， 所述容量衰减模型参数修正模块利用所述估计误差对所述容量衰 减模型参数进行修正更新， 并将更新后的容量衰减模型参数存入所述容量衰减模型参数存 储单元 ； 最终容量衰减模型输出模块， 所述最终容量衰减模型输出模块分别与所述比较判断模 块和所述容量衰减模型参数存储单元相连， 当所述比较判断模块的判断结果为所述估计误 差小于等于预设允许误差时， 所述最终容量衰减模型输出模块将所述容量衰减模型参数存 储单元中存。

10、储的容量衰减模型参数作为最终容量衰减模型参数， 得到最终容量衰减模型并 输出， 其中所述最终容量衰减模型用于未来对所述待测电池的相对容量衰减量和电池容量 进行估计。 7. 根据权利要求 7 所述的电池容量在线估计系统， 其特征在于， 所述待测电池的容量衰减模型为 ：其中， 为所述待测电 池在第 n 次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为所述待测电池在第 n-1 次充放电 循环后的估计相对容量衰减量， T 为所述待测电池进行第 n 次充放电循环时的环境温度， A 表示的第一参数，表示第二参数， z 表示第三参数。 8.根据权利要求6或7所述的电池容量在线估计系统， 其特征在于， 容量衰减模型参数。

11、 存储单元中， 初始化的所述容量衰减模型参数包括 ： 选取与所述待测电池同类型的、 已知最 终容量衰减模型参数的所述参考电池， 初始化所述 A 为所述参考电池对应的容量衰减模型 权 利 要 求 书 CN 103760494 A 3 3/3 页 4 中的第一参数， 初始化所述为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第二参数， 初始 化所述 z 为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第三参数。 9. 根据权利要求 6-8 中任一项所述的电池容量在线估计系统， 其特征在于， 所述 真实相对容量衰减量测试模块中， 所述待测电池的真实相对容量衰减量的计算公式为 其中， C 为检测到的当前所述待测电池的真实容量。

12、， C0为所述待测电池的初始容 量。 10. 根据权利要求 6-9 中任一项所述的电池容量在线估计系统， 其特征在于， 所述容量 衰减模型参数修正模块具体包括 ： 第一参数修正模块， 用于对所述第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1 ； 第二参数修正模块， 用于对所述第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ： 第三参数修正模块， 用于对所述第三参数进行更新， 第三参数修正公式为 ： zk=zk-1+k3， 其中， 下标中的 k 表示修正后的参数， 下标中的 k-1 表示修正前的参数， k1表示预设的 第一修正系数， k2表示预设的第二修正系数， k3表示预设的第三修正。

13、系数， 表示所述估 计误差。 权 利 要 求 书 CN 103760494 A 4 1/9 页 5 电池容量在线估计方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及锂电池技术领域， 具体涉及一种电池容量在线估计方法及系统。 背景技术 0002 在环境污染、 能源危机、 温室效应等问题日益严重的大背景下， 开发新型能源技术 成为重中之重， 其中， 电池技术作为新型能源技术之一， 愈来愈受到大家的普遍关注。尤其 是锂离子动力电池， 现在发展非常迅猛， 在电动车、 储能站等领域均得到了非常广泛的应 用。 然而， 随着电池的循环充放电， 电池会逐渐老化， 其性能会逐渐衰减， 尤其是其容量会逐 渐减少。 00。

14、03 在实际情况中， 电池容量减少， 会影响电池内部存储的能量的多少， 如在电动车 上， 会直接影响电动车的续驶里程。 如果没有对电池容量衰减的一个准确估计， 就有可能会 由于对续驶里程的错误估计， 而导致在野外抛锚等事故的发生。而且如果对容量衰减没有 一个合理的认知， 有可能导致对电池的过度使用， 进而导致电池的寿命急剧衰减。因此， 在 实际电池使用过程中， 相应的电池管理系统应该对电池容量有合理的估计算法。 0004 对电池容量最准确的估计方法就是在实验室中， 通过电池容量试验精确的测定电 池的容量， 一般来讲即为小倍率恒流充放电试验。 不过对于实车上的电池来讲， 其充电有可 能是在充电桩。

15、上进行， 因此其充电工况可能是标准的恒流充电或者恒流恒压充电， 但是其 放电通常是由实际路况和驾驶员习惯等决定的， 肯定不可能是标准的恒流放电工况， 而且 电池也不一定每次都能够放电放到空， 因此实际每次电池放出的电量往往不等于其容量， 而对于动态情况下的电池的容量估计， 非常困难。如果通过定期的校正， 可以得到精确值， 不过如果校正太频繁， 则用户体验较差， 而校正频率太低， 除了刚校正过后的一段时间之 外， 其他时间内效果较差。 0005 本发明的目的在于提出一种基于模型的容量开环估计加定期标定校正的电池容 量估计方法， 以能够在实际的电池管理系统中， 合理的估计电池容量。 发明内容 00。

16、06 本发明旨在至少解决现有技术中存在的操作复杂、 准确度低的问题。 0007 为此， 本发明的一个目的在于提出一种操作简便、 准确度高的电池容量在线估计 方法。 0008 本发明的另一目的在于提出一种操作简便、 准确度高的电池容量在线估计系统。 0009 为了实现上述目的， 根据本发明一个方面的实施例的电池容量在线估计方法， 包 括 :A. 提供容量衰减模型并初始化容量衰减模型参数 ； B. 将待测电池充放电循环 n 次， 其中 n 为预设的正整数 ； C. 根据所述容量衰减模型和容量衰减模型参数， 得到当前所述 待测电池的估计相对容量衰减量 ； D. 测试当前所述待测电池的真实容量， 得到。

17、所述待测电 池的真实相对容量衰减量 ； E. 将所述真实相对容量衰减量与所述估计相对容量衰减量相 减， 得到估计误差 ； F. 若所述估计误差大于预设允许误差， 则利用所述估计误差对所述容 说 明 书 CN 103760494 A 5 2/9 页 6 量衰减模型参数进行修正更新， 然后跳至步骤 B ； G. 若所述估计误差小于等于所述预设允 许误差， 则确定最后一次修正后的容量衰减模型参数作为最终容量衰减模型参数， 得到所 述待测电池对应的准确容量衰减模型， 其中所述准确容量衰减模型用于未来对所述待测电 池的相对容量衰减量和电池容量进行估计。 0010 根据本发明实施例的电池容量在线估计方法，。

18、 具有操作简便、 准确度高的优点。 0011 另外， 根据本发明实施例的电池容量在线估计方法还具有如下附加技术特征 ： 0012 在本发明的一个示例中， 所述待测电池的容量衰减模型为 ： 其中， 为所述待测电池在第n次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为所述待测电 池在第 n-1 次充放电循环后的估计相对容量衰减量， T 为所述待测电池进行第 n 次充放电 循环时的环境温度， A 表示的第一参数，表示第二参数， z 表示第三参数。 0013 在本发明的一个示例中， 所述初始化容量衰减模型参数包括 ： 选取与所述待测电 池同类型的、 已知最终容量衰减模型参数的所述参考电池， 初始化所述 A 为所。

19、述参考电池 对应的容量衰减模型中的第一参数， 初始化所述为所述参考电池对应的容量衰减模 型中的第二参数， 初始化所述 z 为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第三参数。 0014 在本发明的一个示例中， 所述待测电池的真实相对容量衰减量的计算公式为 其中， C 为检测到的当前所述待测电池的真实容量， C0为所述待测电池的初始容 量。 0015 在本发明的一个示例中， 所述利用所述估计误差对所述容量衰减模型参数进行修 正更新具体包括 ： 对所述第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1 ； 对所 述第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ：对所述第三参数 进行更新， 第三参。

20、数修正公式为 ： zk=zk-1+k3， 其中， 下标中的 k 表示修正后的参数， 下 标中的 k-1 表示修正前的参数， k1表示预设的第一修正系数， k2表示预设的第二修正系数， k3表示预设的第三修正系数， 表示所述估计误差。 0016 根据本发明另一方面的实施例的电池容量在线估计系统， 包括 ： 充放电循环计数 模块， 用于记录待测电池的充放电循环次数， 每当充放电循环次数到达 n 次后又重新从 零开始计数 ； 容量衰减模型参数存储单元， 用于存储容量衰减模型参数 ； 估计相对容量衰 减量计算模块， 所述估计相对容量衰减量计算模块分别与所述充放电循环计数模块和所述 容量衰减模型参数存储。

21、单元相连， 用于每完成 1 次充放电循环就将所述容量衰减模型参数 带入容量衰减模型得到所述待测电池的估计相对容量衰减量 ； 真实相对容量衰减量测试模 块， 所述真实相对容量衰减量计算模块与所述充放电循环计数模块相连， 用于每当所述充 说 明 书 CN 103760494 A 6 3/9 页 7 放电循环次数为 n 次时， 测试所述待测电池的真实容量， 并计算所述待测电池的真实相 对容量衰减量 ； 比较判断模块， 所述比较判断模块分别与所述估计相对容量衰减量计算模 块和所述真实相对容量衰减量测试模块相连， 所述比较判断模块用于将所述真实相对容量 衰减量与所述估计相对容量衰减量进行比较， 得到估计。

22、误差， 并判断所述估计误差与预设 允许误差的大小关系 ； 容量衰减模型参数修正模块， 所述容量衰减模型参数修正模块分别 与所述比较判断模块和所述容量衰减模型参数存储单元相连， 当所述比较判断模块的判断 结果为所述估计误差大于预设允许误差时， 所述容量衰减模型参数修正模块利用所述估计 误差对所述容量衰减模型参数进行修正更新， 并将更新后的容量衰减模型参数存入所述容 量衰减模型参数存储单元 ； 最终容量衰减模型输出模块， 所述最终容量衰减模型输出模块 分别与所述比较判断模块和所述容量衰减模型参数存储单元相连， 当所述比较判断模块的 判断结果为所述估计误差小于等于预设允许误差时， 所述最终容量衰减模。

23、型输出模块将所 述容量衰减模型参数存储单元中存储的容量衰减模型参数作为最终容量衰减模型参数， 得 到最终容量衰减模型并输出， 其中所述最终容量衰减模型用于未来对所述待测电池的相对 容量衰减量和电池容量进行估计。 0017 根据本发明实施例的电池容量在线估计系统， 具有操作简便、 准确度高的优点。 0018 另外， 根据本发明实施例的电池容量在线估计系统还具有如下附加技术特征 ： 0019 在本发明的一个示例中， 所述待测电池的容量衰减模型为 ： 其中， 为所述待测电池在第 n 次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为所述待测电 池在第 n-1 次充放电循环后的估计相对容量衰减量， T 为所述待测。

24、电池进行第 n 次充放电 循环时的环境温度， A 表示的第一参数，表示第二参数， z 表示第三参数。 0020 在本发明的一个示例中， 容量衰减模型参数存储单元中， 初始化的所述容量衰减 模型参数包括 ： 选取与所述待测电池同类型的、 已知最终容量衰减模型参数的所述参考电 池， 初始化所述 A 为所述参考电池对应的容量衰减模型中的第一参数， 初始化所述为 所述参考电池对应的容量衰减模型中的第二参数， 初始化所述 z 为所述参考电池对应的容 量衰减模型中的第三参数。 0021 在本发明的一个示例中， 所述真实相对容量衰减量测试模块中， 所述待测电池的 真实相对容量衰减量的计算公式为其中， C 为。

25、检测到的当前所述待测电池的真实 容量， C0为所述待测电池的初始容量。 0022 在本发明的一个示例中， 所述容量衰减模型参数修正模块具体包括 ： 第一参数修 正模块， 用于对所述第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1 ； 第二参数 修正模块， 用于对所述第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ： 说 明 书 CN 103760494 A 7 4/9 页 8 第 三 参 数 修 正 模 块， 用 于 对 所 述 第 三 参 数 进 行 更 新， 第 三 参 数 修 正 公 式 为 ： zk=zk-1+k3， 其中， 下标中的 k 表示修正后的参数， 下标中的 k-1 。

26、表示修正前的参数， k1 表示预设的第一修正系数， k2表示预设的第二修正系数， k3表示预设的第三修正系数， 表示所述估计误差。 0023 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0024 本发明的上述和 / 或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解， 其中 ： 0025 图 1 是本发明一个实施例的电池容量在线估计方法的流程图。 0026 图 2 是本发明一个实施例的电池容量在线估计系统的结构框图。 0027 图 3 是本发明一个实施例的电池容量在线估计系统中的容量衰减模型参数修。

27、正 模块的内部结构框图。 0028 图 4 是本发明一个实施例的容量衰减模型参数变化情况和估计误差变化情况的 示意图。 0029 图 5 是本发明一个实施例的在线估计曲线和实验测试曲线的对比图。 0030 图 6 是本发明的电池容量在线估计的原理图。 具体实施方式 0031 下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的， 旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。 0032 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “第一” 、“第二” 仅用于描述目。

28、的， 而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此， 限定有 “第 一” 、“第二” 的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中， “多个” 的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。 0033 在本发明中， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安装” 、“相连” 、“连接” 、“固定” 等 术语应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或成一体 ； 可以是机械连 接， 也可以是电连接 ； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人。

29、员而言， 可以根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。 0034 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为， 表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、 片段或部 分， 并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现， 其中可以不按所示出或讨论的顺 序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序， 来执行功能， 这应被本发明 的实施例所属技术领域的技术人员所理解。 说 明 书 CN 103760494 A 8 5/9 页 9 0035 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和 / 或步骤， 例如， 可以被认为是 用于实。

30、现逻辑功能的可执行指令的定序列表， 可以具体实现在任何计算机可读介质中， 以 供指令执行系统、 装置或设备 （如基于计算机的系统、 包括处理器的系统或其他可以从指令 执行系统、 装置或设备取指令并执行指令的系统） 使用， 或结合这些指令执行系统、 装置或 设备而使用。 0036 应当理解， 本发明的各部分可以用硬件、 软件、 固件或它们的组合来实现。在上述 实施方式中， 多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件 或固件来实现。例如， 如果用硬件来实现， 和在另一实施方式中一样， 可用本领域公知的下 列技术中的任一项或他们的组合来实现 ： 具有用于对数据信号实现逻辑功能。

31、的逻辑门电路 的离散逻辑电路， 具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路， 可编程门阵列 （PGA） ， 现场 可编程门阵列 （FPGA） 等。 0037 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介 质中， 该程序在执行时， 包括方法实施例的步骤之一或其组合。 上述提到的存储介质可以是 只读存储器， 磁盘或光盘等。 0038 此外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以 是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以。

32、采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。 0039 如图 1 所示， 根据本发明一个实施例的电池容量在线估计方法可以包括如下步 骤 ： 0040 A. 提供容量衰减模型并初始化容量衰减模型参数。 0041 在本发明的一个示例中， 待测电池的容量衰减模型为 ： 其中， 为待测电池在第 n 次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为待测电池在第 n-1次充放电循环后的估计相对容量衰减量， T为待测电池进行第n次充放电循环时的环境 温度， A 表示的第一参数，表示第二参数。

33、， z 表示第三参数。 0042 在本发明的一个示例中， 初始化容量衰减模型参数的过程具体包括 ： 选取与待测 电池同类型的、 已知最终容量衰减模型参数的参考电池， 初始化 A 为参考电池对应的容量 衰减模型中的第一参数， 初始化为参考电池对应的容量衰减模型中的第二参数， 初始 化 z 为参考电池对应的容量衰减模型中的第三参数。 0043 B. 将待测电池充放电循环 n 次， 其中 n 为预设的正整数。 说 明 书 CN 103760494 A 9 6/9 页 10 0044 例如， n 可以取值为 90 次， 也可以为其他任意次数。 0045 C. 根据容量衰减模型和容量衰减模型参数， 得到。

34、当前待测电池的估计相对容量衰 减量。 0046 具体地， 每充放电循环一次， 就利用容量衰减模型和容量衰减模型参数计算一次 待测电池的估计相对容量衰减量。如果前面累计充放电循环了 k*n 次， 则也通过 k*n 次计算得到待测电池当前的估计相对容量衰减量。 0047 D. 测试当前待测电池的真实容量， 得到待测电池的真实相对容量衰减量。 0048 在本发明的一个示例中， 待测电池的真实相对容量衰减量的计算公式为 其中， C 为检测到的当前待测电池的真实容量， C0为待测电池的初始容量。需要 说明的是， 测试当前待测电池的真实容量通常需要在实验室内进行， 操作麻烦。 因此优选并 不是每次充放电循。

35、环后都测试待测电池的真实容量， 而是每充放电循环 n 次后才测试 1 次当前待测电池的真实容量。 0049 E. 将真实相对容量衰减量与估计相对容量衰减量相减， 得到估计误差。 0050 即估计误差其中， 为检测得到的待测电池的真实相对容量衰减量， 为计算得到的待测电池的估计相对容量衰减量。 0051 F. 若估计误差大于预设允许误差， 则利用估计误差对容量衰减模型参数进行修正 更新， 然后跳至步骤 B。 0052 在本发明的一个示例中， 具体地， 对第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1 ； 对第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ： 对第三参数进行更新， 第三参。

36、数修正公式为 ： zk=zk-1+k3。其中， 下标中的 k 表示修正 后的参数， 下标中的 k-1 表示修正前的参数， k1表示预设的第一修正系数， k2表示预设的第 二修正系数， k3表示预设的第三修正系数， 表示估计误差。修正好后， 跳至步骤 B， 开 始新一轮迭代修正。 0053 G. 若估计误差小于等于预设允许误差， 则确定最后一次修正后的容量衰减模型参 数作为最终容量衰减模型参数， 得到待测电池对应的准确容量衰减模型， 其中准确容量衰 减模型用于未来对待测电池的相对容量衰减量和电池容量进行估计。 0054 具体地， 最终确定好第一参数、 第二参数和第三参数后， 可以得到准确容量衰减。

37、模 型。 根据该准确容量衰减模型， 可以求出每次充放电循环后的相对容量衰减量， 然后根据公 式 C=(1-)C0， 可以在线估计电池容量。 0055 根据本发明上述实施例的电池容量在线估计方法， 具有操作简单， 准确度高的优 点。 0056 如图 2 所示， 根据本发明一个实施例的电池容量在线估计系统可以包括如下部 分 ： 充放电循环计数模块 10、 容量衰减模型参数存储单元 20、 估计相对容量衰减量计算模 块 30、 真实相对容量衰减量测试模块 40、 比较判断模块 50、 容量衰减模型参数修正模块 60 以及最终容量衰减模型输出模块 70。 0057 充放电循环计数模块 10 用于记录待。

38、测电池的充放电循环次数， 每当充放电循环 说 明 书 CN 103760494 A 10 7/9 页 11 次数到达 n 次后又重新从零开始计数。 0058 容量衰减模型参数存储单元 20 用于存储容量衰减模型参数。 0059 在本发明的一个示例中， 容量衰减模型参数存储单元 20 中， 最初存储的 （即初始 化的） 容量衰减模型参数包括 ： 选取与待测电池同类型的、 已知最终容量衰减模型参数的参 考电池， 初始化 A 为参考电池对应的容量衰减模型中的第一参数， 初始化为参考电池 对应的容量衰减模型中的第二参数， 初始化 z 为参考电池对应的容量衰减模型中的第三参 数。 0060 估计相对容量。

39、衰减量计算模块30分别与充放电循环计数模块10和容量衰减模型 参数存储单元 20 相连。估计相对容量衰减量计算模块 30 用于每完成 1 次充放电循环就将 容量衰减模型参数带入容量衰减模型得到待测电池的估计相对容量衰减量。 0061 在本发明的一个示例中， 待测电池的容量衰减模型为 ： 其中， 为待测电池在第 n 次充放电循环后的估计相对容量衰减量，为待测电池在第 n-1次充放电循环后的估计相对容量衰减量， T为待测电池进行第n次充放电循环时的环境 温度， A 表示的第一参数，表示第二参数， z 表示第三参数。 0062 需要说明的是， 待测电池每充放电循环一次， 估计相对容量衰减量计算模块 。

40、30 就 利用容量衰减模型和容量衰减模型参数计算一次待测电池的估计相对容量衰减量。 如果前 面累计充放电循环了 k*n 次， 则也通过 k*n 次计算得到待测电池当前的估计相对容量 衰减量。 0063 真实相对容量衰减量计算模块 40 与充放电循环计数模块 10 相连。真实相对容量 衰减量测试模块 40 用于每当充放电循环次数为 n 次时， 测试待测电池的真实容量， 并计 算待测电池的真实相对容量衰减量。 0064 在本发明的一个示例中， 真实相对容量衰减量测试模块 40 中， 待测电池的真实相 对容量衰减量的计算公式为其中， C 为检测到的当前待测电池的真实容量， C0为 待测电池的初始容量。

41、。 0065 比较判断模块50分别与估计相对容量衰减量计算模块30和真实相对容量衰减量 测试模块 40 相连。比较判断模块 50 用于将真实相对容量衰减量与估计相对容量衰减量进 行比较， 得到估计误差， 并判断估计误差与预设允许误差的大小关系。 0066 具体地， 计算估计误差其中， 为检测得到的待测电池的真实相对容 量衰减量， 为计算得到的待测电池的估计相对容量衰减量。然后判断估计误差与预设允 许误差比较大小。 说 明 书 CN 103760494 A 11 8/9 页 12 0067 容量衰减模型参数修正模块60分别与比较判断模块50和容量衰减模型参数存储 单元 20 相连。当比较判断模块。

42、 50 的判断结果为估计误差大于预设允许误差时， 容量衰减 模型参数修正模块 60 利用估计误差对容量衰减模型参数进行修正更新， 并将更新后的容 量衰减模型参数存入容量衰减模型参数存储单元 20。 0068 在本发明的一个示例中， 如图3所示， 容量衰减模型参数修正模块60具体包括 ： 第 一参数修正模块 610、 第二参数修正模块 620 和第三参数修正模块 630。其中第一参数修正 模块610用于对第一参数进行更新， 第一参数修正公式为 ： Ak=Ak-1+k1。 第二参数修正 模块 620 用于对第二参数进行更新， 第二参数修正公式为 ：第 三参数修正模块630用于对第三参数进行更新， 。

43、第三参数修正公式为 ： zk=zk-1+k3。 上 述公式中， 下标中的 k 表示修正后的参数， 下标中的 k-1 表示修正前的参数， k1表示预设的 第一修正系数， k2表示预设的第二修正系数， k3表示预设的第三修正系数， 表示估计误 差。 0069 最终容量衰减模型输出模块70分别与比较判断模块50和容量衰减模型参数存储 单元 20 相连。当比较判断模块 50 的判断结果为估计误差小于等于预设允许误差时， 最终 容量衰减模型输出模块70将容量衰减模型参数存储单元20中存储的容量衰减模型参数作 为最终容量衰减模型参数， 得到最终容量衰减模型并输出。其中最终容量衰减模型用于未 来对待测电池的。

44、相对容量衰减量和电池容量进行估计。 0070 具体地， 最终确定好第一参数、 第二参数和第三参数后， 可以得到准确容量衰减模 型。 根据该准确容量衰减模型， 可以求出每次充放电循环后的相对容量衰减量， 然后根据公 式 C=(1-)C0， 可以在线估计电池容量。 0071 根据本发明实施例的电池容量在线估计系统， 具有操作简便、 准确度高的优点。 0072 为使本领域技术人员更好地理解本发明的效果， 申请人举一个具体实施例如下。 0073 在一个正极为磷酸铁锂、 负极为石墨的锂离子电池中， 先利用同型号的已知确定 参数的参考电池确定初始电池容量衰减模型参数为 ： A=0.15， Ea/R=140。

45、0， z=0.5。这个容量 衰减模型参数和电池的实际模型参数略有差别。通过本发明上述的估计方法和系统， 步步 迭代修正， 经过一段时间后的修正， 电池容量衰减模型参数逐步修正， 在开环估计的时候对 容量的估计误差基本小于 1%， 模型参数也逐步收敛到固定值， 参考图 4。确定最终的容量 衰减模型参数之后， 对电池进行在线估计。从图 5 可以看出， 利用本发明的方法和系统得到 的锂电池相对容量在线估计曲线与实验测试曲线重合度很高， 说明在线估计的结果准确度 高。 0074 总而言之， 本发明的电池容量在线估计的思路即为在电池成组与管理系统阶段， 为了降低成本， 电池容量衰减模型参数不具体进行测试。

46、， 而采用同类型的电池容量衰减标 准参数 ； 在运行的时候， 利用容量衰减模型， 根据电池的充放电电流、 环境温度、 充放电深度 等关键参数， 开环的估计电池的容量， 对于容量估计的结果可以用于电池管理系统的管理 算法， 以至于整车的能量管理算法等 ； 每隔一段时间， 对电池进行标定， 测量其真实容量， 测 量结果与模型估计结果进行对比， 利用模型估计误差反馈修正模型参数， 同时将用实测的 容量数据更新电池管理系统的电池容量值。整个容量在线估计的逻辑框图如图 6 所示。这 样的估计算法， 估计精度高， 系统成本低， 而且可以自适应不同厂家不同批次的电池。 说 明 书 CN 103760494 。

47、A 12 9/9 页 13 0075 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外， 本领域的技术人员可以将本说明书 中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。 0076 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例， 可以理解的是， 上述实施例是示例 性的， 不能理解为对本发明的限制， 本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、 修改、 替换和变型。 说 明 书 CN 103760494 A 13 1/4 页 14 图 1 说 明 书 附 图 CN 103760494 A 14 2/4 页 15 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103760494 A 15 3/4 页 16 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103760494 A 16 4/4 页 17 图 6 说 明 书 附 图 CN 103760494 A 17 。