电动汽车SOH综述

1.SOH的定义.SOC与SOH的关系.SOH的测量方法综述.电压曲线拟合法估算动力电池的SOH2.SOH的定义况(State-of-Health,SOH)，也量等)的变化上。根据电池特征量定义电池健康状状况的方法如下:3456SOH以百分比的形式表现了当前电池的容量能力，对一块新的电池来说，其SOH值一般是大于100%的，随着电池的使用，电池在不断老化，SOH逐渐降低，在IEEE标准1188-1996中有明确规定，当动力电池的容量能力下降到80%时，即SOH小于80%时，就应该更换电池。目前有以下几种SOH估算的方法：(1)直接放电法:想要知道电池的SOH最直接的方法是让单体电池实际放电一次，测试放出的电量。目前利用负载对单体电池SOH评价是业内唯一公认的可靠方法。但这种方法也存在一些缺点:需要离线测试电池的SOH，这对车用动力电池来说实现困难;测试负载较笨重，操作不方便;若用O.1C倍率放电，放电过程大概需要10个小时，测试时间太7(2)内阻法:主要是通过建立内阻与SOH之间的关系来估算SOH，大量论文都己说明了电池内阻和SOH之间存在确定的对应关系，可以简单的描述为: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。上海同济大学做过类似研究，认为SOH与内阻是对应变化的，对SOH进行了如下重新定义:其中，Rnow代表电池当前的欧姆内阻，Rnew代表电池出厂时的old代表当电池容量下降到80%时电池的内阻。此时，SOH分布在0-100%之间，一块新电池的SOH为100%，报废电池的SOH为0。8这种方法也存在一些缺点:经研究当电池容量下降了原来的25%或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也比较困难。目前这种方法还没有得到实际的应用。(3)电化学阻抗分析:它是一种较复杂的方法，其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己采集到的数据信息分析，预测电池的当前性能。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，而且还需要较扎实的关于阻抗及阻抗谱的理论知识，除此之外造价也较为昂贵。9(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。当量子力学这一学说应用到化学动力学之后，化学反应这一微观过程有了新的论证，从而形成了过渡状态理论，如艾林方程:数;R表示摩尔气体常数;Cθ表示标准浓度。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，活化嫡等，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。目前来说此种方法难度较大，耗时较长，对于本课题来说并不适合。（6）电压曲线模型法这种方法的优点是:建模简单不需要做大量的试验;也不需要电池的一些固有参数;成本低;估算精确，因此本文采用这种方法对电池的SOH进行估算。估算的具体步骤及实现方法将在下文中具体阐述。目前，纯电动汽车动力电池SOH的估算大多数在电池管理系统中实现，电池SOH的估算作为电池管理系统的一个功能模块。因此本文介绍电池管理系统的国内外发展现状。电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电压曲线拟合法相对于目前其他估算电池健康度的方法而言，具有运算量小、成本低、易实现等特点，而存在的不足就是通用性较差，根据电压曲线拟合法所建立的估算SOH的模型仅适用于这一型号的锂离子动力电池，换句话说就是，如果车上换了一批新的型号的电池，就要重新建立估算模型，这种模型的建立过程并不复杂。因此，综合考虑现有实验条件与各方法的优缺点，选用电压曲线拟合的方法来估算电池的SOH，电压曲线拟合法估算SOH的原理框图如下：电压曲线拟合法估算动力电池的SOH下面以锂离子电池为例阐述估算SOH的过程：电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.锂离子电池充放电特性及循环特性分析电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电池进行恒压充电，直到电池两端电压上升到3.9V时，进行恒压充电，直到电池充电电流下降到20A时，电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.充放电特性分析电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电压曲线拟合法估算动力电池的SOH来估算电池的SOH，但考虑到电动汽车在.循环特性分析电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电池SOH与循环次数之间的关系9电压曲线拟合法估算动力电池的SOH慢下降，当循环试验进入到后期，随着循环造成的。后期会根据这一规律，用电池的S电压曲线拟合法估算动力电池的SOH恒流充电的容量会在10-12Ah的范围内波动，近似的容量是不随SOH的变化而变化的，是恒定不变的电压是保持不变的，因此用电压曲线拟合法估算SO.电压曲线拟合法估算SOH的算法电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.电池充电电压曲线的归一化第电压曲线拟合法估算动力电池的SOH时的截止电压VP的时刻为TP，记电池充电结束时的电压Vt的时刻为Tt，其中VP与Vt相等。记恒压充电所冲入的容量为Ce，选Ve为电压轴的起点，VP为电压轴的终点，用VP-Ve将电压轴归一化。将恒压充电的容量等效转化为充电的时间Tw,，如式(3.2)所示，用TP一Te+Tw,将时间轴归一化，电压曲线拟合法估算动力电池的SOH将充电电压曲线归一化后，充电时间与充电电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.基准充电电压曲线的选取电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.BP神经网络拟合基准曲线BP(即BackPropagation)神经网络，是一种误差信号沿所构建模型的影响，根据电池充电特性可知，数学模型可能会用到分段函数，而远程监控系统所用的组态王能够与matla人工神经网络(ArtificialNeuralNet电压曲线拟合法估算动力电池的电压曲线拟合法估算动力电池的SOH人工神经元模型人工神经元模型信号的权重值。根据神经网络的基本原理，上述模型可用下式表示:电压曲线拟合法估算动力电池的SOH表达式如下所示:电压曲线拟合法估算动力电池的SOH之间的误差达到最小。多层向前神经网络的基本结构图电压曲线拟合法估算动力电池的SOH.归一化电压曲线精度验证进行的，如果电池在以上各种不同条件下进行归一化后的充电电压曲线能达到较好的一致性的是环宇电池循环实验中第5,105,2分别是第55,105,206,305,405次循环的充电电压归一化曲线31电压曲线拟合法估算动力电池的SOH电压曲线拟合法估算动力电池的SOH不同SOH电池归一化充电电压曲线一致性对比分析电压曲线拟合法估算动力电池的SOHSOH接近于90%时，才能较为准确的估算出来选用SOH为100%的环宇电池，分别用0.5C,0.6C,0.电压曲线拟合法估算动力电池的SOH分别是以0.5C,0.6C,0.7C,0.8C,0.9C,1C的充电倍率充电的充电电压归一化曲34线电压曲线拟合法估算动力电池的SOH不同充电率电池归一化充电电压曲线一致性对比分析电压曲线拟合法估算动力