一种家用或工商业储能的SOH估算方法、装置及储能电池与流程

一种家用或工商业储能的soh估算方法、装置及储能电池
技术领域
1.本发明涉及家用或工商业储能等储能应用领域，尤其涉及一种家用或工商业储能的soh估算方法、装置及电池。


背景技术：

2.电池soh全称是state of health即电池健康度，可以理解为电池当前的容量与出厂容量的百分比，通过soh可以判断电池的寿命并预测电池是否能继续使用。因此对于soh的计算是判断电池状态的重要手段，现有的家用储能和商用储能市场的soh算法一般有两种，一种需要建模计算，对mcu的资源要求较高，而家用储能等储能产品bms的mcu不具备这些资源要求；另一种是开路电压法，为较简单的soh估算方法，但该方法只能在电池闲置状态进行，且一般需要数小时的时间静置后电池才能达到稳定状态，而储能电池要求不间断供电运行，所有这个方法不适合储能产品使用。


技术实现要素：

3.鉴于上述对储能产品的soh计算方式的不足，本发明提供一种家用或工商业储能的soh估算方法、装置及储能电池，能通用在家用或工商业储能设备的soh计算中，并且计算过程简单快捷且准确。
4.一方面，本发明提供一种家用或工商业储能的soh估算方法，包括：步骤s1：获取累计电池容量，所述累计电池容量在电池放电或充电时，选择其中一种状态获取；步骤s2：获取当前循环次数n，根据所述当前循环次数获取容量基准系数；步骤s3：获取实际循环次数n,当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，所述实际循环次数n为当前循环次数n 1；步骤s4:获取电池寿命参数eol，根据所述实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh。
5.优选地，还包括：步骤s0：获取电池的电芯压差，若所述电芯压差大于预设压差阈值，则soh设置为0，若所述电芯压差小于或等于预设压差阈值，则执行步骤s1。
6.具体地，步骤s2中，所述容量基准系数根据预设的循环次数与容量基准系数对应表获得。
7.具体地，所述循环次数与容量基准系数对应表根据电池电芯的单体寿命曲线获得。
8.具体地，步骤s3中，所述电池容量阈值=容量基准系数*电池额定容量。
9.具体地，步骤s4中，所述电池寿命参数eol=电池当前电量/电池额定容量。
10.具体地，步骤s4中，根据所述实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh,通过公式soh=1-(1-eol)*n/6000计算。
11.一方面，本发明提供一种家用或工商业储能soh估算装置，包括：累计电池容量获取模块，用于在电池放电或者充电时，选择其中一种状态获取电池容量；容量基准系数获取模块，用于根据当前循环次数n获取容量基准系数；实际循环次数获取模块，用于获取实际循环次数n,当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，所述实际循环次数n为当前循环次数n 1；soh计算模块，用于在获取电池寿命参数eol后，根据所述实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh。
12.一方面，本发明提供一种家用或工商业储能检测装置，包括：电芯压差判断模块，用于在获取电池的电芯压差后，若所述电芯压差大于预设压差阈值，则soh设置为0，若所述电芯压差小于或等于预设压差阈值，则使用如上述的家用或工商业储能soh估算装置进行soh计算。
13.一方面，本发明提供一种储能电池，包括电池本体及bms电池管理系统，其特征在于，所述bms电池管理系统包括如上述的家用或工商业储能soh估算装置，及如上述的家用或工商业储能检测装置。
14.通过上述的家用或工商业储能soh的计算方法，就可以简单快捷且准确地计算出电池的soh值，评估出电池的可用寿命还剩下多少，便于家用或工商业储能产品的电池管理。
附图说明
15.图1是家用或工商业储能soh估算方法流程图；图2是带压差检测的soh估算方法流程图；图3是家用或工商业储能soh估算方法全过程流程图；图4是电芯单体寿命曲线示意图；图5计算机设备的一个架构示意图。
具体实施方式
16.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，所描述的实施例仅仅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做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。
17.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
18.应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
19.应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排
他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
20.应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
21.应当理解，在本发明中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的需求值。
22.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
23.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
24.实施例一如图1-4，本实施例提供一种家用或工商业储能soh估算方法，包括：步骤s1：获取累计电池容量，累计电池容量在电池放电或充电时，选择其中一种状态获取；步骤s2：获取当前循环次数n，根据当前循环次数获取容量基准系数；步骤s3：获取实际循环次数n,当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，实际循环次数n为当前循环次数n 1；步骤s4:获取电池寿命参数eol，根据实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh。
25.需要说明的是，在步骤s1中，在获取累计电池容量时，只对充电或者放电单一过程进行获取，也就是说，可以获取累计放电容量或者累计充电容量，若获取的是累计放电容量，则电池的电量从满电（视当时的电池状态而定的满电状态）到没电，这个放电过程下来可以估算到累计放电容量；若获取的是累计充电容量，则电池从没电到满电（视当时的电池状态而定的满电状态），这个充电过程下来可以估算到累计充电容量，理论上，累计放电容量和累计充电容量是相同的。
26.在步骤s2中，当前的循环次数n是上次充电或放电的实际循环次数作为本次的当前循环次数，根据这个当前的循环次数，查找电池电芯厂提供的单体寿命曲线，如图4所示，来进行调整，具体地，如在单体寿命曲线中，若循环次数为100，则查看单体寿命曲线的横坐标100对应的曲线上的点的纵坐标为1.02，则此时循环次数为100时，可知道容量基准系数ki为1.02；若循环次数为500，则查看单体寿命曲线的横坐标500对应的曲线上的点的纵坐标为0.97，则此时循环册数为500是，可知道容量基准系数ki为0.97。把这个虚线横坐标与纵坐标的对应关系生成的循环次数与容量基准系数的对应关系存储在系统中，即可在知道当前循环次数的情况下，查找出对应的容量基准系数ki。
27.在步骤s3中，需要获取实际的循环次数n，该实际循环次数与步骤s2中的当前循环
次数不同，可以理解为实际循环次数n为当前循环次数的累计加一的结果，当然，需要满足一定的条件才能对实际循环次数加一处理，即当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，这个实际循环次数才对当前循环次数做加一处理，并且在满足这个条件下，电池累计容量清零，进行下一次的计算。
28.在步骤s4中，电池寿命参数eol为end of life，是电池电芯厂商出厂时就会自带的一个电池基本参数信息，根据实际循环次数n和电芯的eol，就可以计算出当前电池系统的soh。
29.通过上述的家用或工商业储能soh的计算方法，就可以简单快捷且准确地计算出电池的soh值，评估出电池的可用寿命还剩下多少，便于家用或工商业储能产品的电池管理。
30.优选地，还包括：步骤s0：获取电池的电芯压差，若电芯压差大于预设压差阈值，则soh设置为0，若电芯压差小于或等于预设压差阈值，则执行步骤s1。
31.需要说明的是，根据bms电池管理系统，对电池电芯的电压差进行监测，通过监测到的电芯实时数据，判断电芯状态，若监测到的电芯压差大于预设压差阈值（如该预设压差阈值可为1v，根据不同的电池不同的用途有不一样的预设压差阈值），则代表该电池已经不可再使用，需要被更换、报废等，则此时直接把soh设置为0，并且不再需要执行上面的步骤。只有在电池状态良好，即不超过预设的压差阈值时，才进行上面的步骤，对soh进行估算。
32.具体地，步骤s2中，容量基准系数根据预设的循环次数与容量基准系数对应表获得。
33.具体地，循环次数与容量基准系数对应表根据电池电芯的单体寿命曲线获得。
34.需要说明的是，通过电池电芯厂提供的单体寿命曲线，图4所示，可以对该曲线进行分区间处理，得到容量基准系数，也就是得到该区间的降容系数，例如，在100次循环以内，新电芯的实际容量会大于额定容量，此时k1可以取1.02；在700次到1500次时区间，容量系数k5取0.94，依次类推，可得到各区间的容量系数。具体的循环次数与容量基准系数对应表如表格1所示。次数容量基准系数放电累积容量清零条件年限（一天一充一放）100k1》k1*额定容量3个月171k2》k2*额定容量6个月400k3》k3*额定容量1年700k4》k4*额定容量2年1500k5》k5*额定容量4年2500k6》k6*额定容量7年3500k7》k7*额定容量10年4500k8》k8*额定容量13年ꢀ6000k9》k9*额定容量16年
35.表1具体地，步骤s3中，电池容量阈值=容量基准系数*电池额定容量。
36.需要说明的是，当电池累积容量 》 电池容量阈值时，即电池累积容量》 ki*系统
额定容量时，放电累计容量清零，且实际循环次数n累计增加一次，其中ki为当前的容量基准系数，ki通过参考电芯厂提供的单体寿命曲线来调整（图4），具体的调整表格为表1。
37.具体地，步骤s4中，电池寿命参数eol=电池当前电量/电池额定容量。
38.具体地，步骤s4中，根据实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh,通过公式soh=1-(1-eol)*n/6000计算。
39.需要说明的是，电池寿命参数eol的计算公式为常用的计算公式，例如循环次数6000次时，eol为60%，然后在通过公式soh=1-(1-eol)*n/6000计算当前电池系统的soh值。
40.通过上述的家用或工商业储能soh的计算方法，就可以简单快捷且准确地计算出电池的soh值，评估出电池的可用寿命还剩下多少，便于家用或工商业储能产品的电池管理。
41.实施例二本实施例提供一种家用或工商业储能soh估算装置，包括：累计电池容量获取模块，用于在电池放电或者充电时，选择其中一种状态获取电池容量；容量基准系数获取模块，用于根据当前循环次数n获取容量基准系数；实际循环次数获取模块，用于获取实际循环次数n,当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，实际循环次数n为当前循环次数n 1；soh计算模块，用于在获取电池寿命参数eol后，根据实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh。
42.需要说明的是，对于累计电池容量获取模块，在获取累计电池容量时，只对充电或者放电单一过程进行获取，也就是说，可以获取累计放电容量或者累计充电容量，若获取的是累计放电容量，则电池的电量从满电（视当时的电池状态而定的满电状态）到没电，这个放电过程下来可以估算到累计放电容量；若获取的是累计充电容量，则电池从没电到满电（视当时的电池状态而定的满电状态），这个充电过程下来可以估算到累计充电容量，理论上，累计放电容量和累计充电容量是相同的。
43.对于容量基准系数获取模块，当前的循环次数n是上次充电或放电的实际循环次数作为本次的当前循环次数，根据这个当前的循环次数，查找电池电芯厂提供的单体寿命曲线，如图4所示，来进行调整，具体地，如在单体寿命曲线中，若循环次数为100，则查看单体寿命曲线的横坐标100对应的曲线上的点的纵坐标为1.02，则此时循环次数为100时，可知道容量基准系数ki为1.02；若循环次数为500，则查看单体寿命曲线的横坐标500对应的曲线上的点的纵坐标为0.97，则此时循环册数为500是，可知道容量基准系数ki为0.97。把这个虚线横坐标与纵坐标的对应关系生成的循环次数与容量基准系数的对应关系存储在系统中，即可在知道当前循环次数的情况下，查找出对应的容量基准系数ki。
44.对于实际循环次数获取模块，需要获取实际的循环次数n，该实际循环次数与当前循环次数不同，可以理解为实际循环次数n为当前循环次数的累计加一的结果，当然，需要满足一定的条件才能对实际循环次数加一处理，即当累计电池容量大于预设的电池容量阈值时，这个实际循环次数才对当前循环次数做加一处理，并且在满足这个条件下，电池累计容量清零，进行下一次的计算。
45.对于soh计算模块，电池寿命参数eol为end of life，是电池电芯厂商出厂时就会
自带的一个电池基本参数信息，根据实际循环次数n和电芯的eol，就可以计算出当前电池系统的soh。
46.通过上述的家用或工商业储能soh的计算方法，就可以简单快捷且准确地计算出电池的soh值，评估出电池的可用寿命还剩下多少，便于家用或工商业储能产品的电池管理。
47.具体地，容量基准系数根据预设的循环次数与容量基准系数对应表获得。
48.具体地，循环次数与容量基准系数对应表根据电池电芯的单体寿命曲线获得。
49.需要说明的是，通过电池电芯厂提供的单体寿命曲线，图4所示，可以对该曲线进行分区间处理，得到容量基准系数，也就是得到该区间的降容系数，例如，在100次循环以内，新电芯的实际容量会大于额定容量，此时k1可以取1.02；在700次到1500次时区间，容量系数k5取0.94，依次类推，可得到各区间的容量系数。具体的循环次数与容量基准系数对应表如表格1所示。次数容量基准系数放电累积容量清零条件年限（一天一充一放）100k1》k1*额定容量3个月171k2》k2*额定容量6个月400k3》k3*额定容量1年700k4》k4*额定容量2年1500k5》k5*额定容量4年2500k6》k6*额定容量7年3500k7》k7*额定容量10年4500k8》k8*额定容量13年ꢀ6000k9》k9*额定容量16年ꢀ
50.表1具体地，步骤s3中，电池容量阈值=容量基准系数*电池额定容量。
51.需要说明的是，当电池累积容量 》 电池容量阈值时，即电池累积容量》 ki*系统额定容量时，放电累计容量清零，且实际循环次数n累计增加一次，其中ki为当前的容量基准系数，ki通过参考电芯厂提供的单体寿命曲线来调整，具体的调整表格为表1。
52.具体地，步骤s4中，电池寿命参数eol=电池当前电量/电池额定容量。
53.具体地，步骤s4中，根据实际循环次数n及电池寿命参数计算电池的soh,通过公式soh=1-(1-eol)*n/6000计算。
54.需要说明的是，电池寿命参数eol的计算公式为常用的计算公式，例如循环次数6000次时，eol为60%，然后在通过公式soh=1-(1-eol)*n/6000计算当前电池系统的soh值。
55.通过上述的家用或工商业储能soh的计算方法，就可以简单快捷且准确地计算出电池的soh值，评估出电池的可用寿命还剩下多少，便于家用或工商业储能产品的电池管理。
56.需要说明的是，本实施例的家用或工商业储能soh估算装置可以是对应上述方法模块化的结果，是对应于上述实施例方法的程序模块实现或者电路模块实现。其中，装置解决的技术问题与实现的技术效果与上述方法对应，在此不做累述。
57.实施例三
本实施例提供一种家用或工商业储能检测装置，包括：电芯压差判断模块，用于在获取电池的电芯压差后，若电芯压差大于预设压差阈值，则soh设置为0，若电芯压差小于或等于预设压差阈值，则使用如实施例一的家用或工商业储能soh估算装置进行soh计算。
58.需要说明的是，根据bms电池管理系统，对电池电芯的电压差进行监测，通过监测到的电芯实时数据，判断电芯状态，若监测到的电芯压差大于预设压差阈值（如该预设压差阈值可为1v，根据不同的电池不同的用途有不一样的预设压差阈值），则代表该电池已经不可再使用，需要被更换、报废等，则此时直接把soh设置为0，并且不再需要通过soh估算装置对soh进行计算。只有在电池状态良好，即不超过预设的压差阈值时，才进一步使用soh估算装置，对soh进行估算。
59.需要说明的是，本实施例的家用或工商业储能检测装置可以是对应实施例方法模块化的结果，是对应于上述实施例方法的程序模块实现或者电路模块实现。其中，装置解决的技术问题与实现的技术效果与上述方法对应，在此不做累述。
60.实施例四本实施例提供一种储能电池，包括电池本体及bms电池管理系统，其特征在于，bms电池管理系统包括如实施例二的家用或工商业储能soh估算装置，及如实施例三的家用或工商业储能检测装置。
61.需要说明的是，本实施例包括的家用或工商业储能soh估算装置以及家用或工商业储能检测装置可以是对应上述方法模块化的结果，是对应于上述实施例方法的程序模块实现或者电路模块实现。其中，装置解决的技术问题与实现的技术效果与上述方法对应，在此不做累述。
62.实施例五参见图5，本实施例提供一种计算机设备50，包括：处理器51、存储器52和计算机程序。
63.存储器52，用于存储计算机程序，该存储器还可以是闪存（flash）。计算机程序例如是实现上述方法的应用程序、功能模块等。
64.处理器51，用于执行存储器存储的计算机程序，以实现上述方法中设备执行的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
65.可选地，存储器52既可以是独立的，也可以跟处理器51集成在一起。
66.当存储器52是独立于处理器51之外的器件时，设备还可以包括：总线53，用于连接存储器52和处理器51。
67.本发明还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上述的各种实施方式提供的方法。
68.其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，简称：asic)中。另外，该asic可以位于用户设备中。当然，
处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器（rom）、随机存取存储器（ram）、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
69.本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
70.在上述设备的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元（英文：central processing unit，简称：cpu），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（英文：digital signal processor，简称：dsp）、专用集成电路（英文：application specific integrated circuit，简称：asic）等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的质脱离本发明各实施例技术方案的范围。