一種基于大數據的電池健康度算法

2021-01-21 03:35:24李廣林譚倚靖溫麗梅

科學技術創新 2021年2期

李廣林張送張亮譚倚靖溫麗梅

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

1 概述

傳統的SoH 計算方法，主要包含兩類：基于電池壽命試驗的直接遞推法和提取特征參數的間接測量法[1-2]。這些方法在很大程度上局限于BMS 的存儲和計算能力，而提升BMS 硬件系統會造成車輛成本的顯著增加[3]。

針對BMS 的局限性，肖偉[3]等基于電池歷史數據，提出了一種基于多維度和長時間的綜合評估方法，其當前容量計算和額定容量計算的本質是一樣的，都是用充電量除以對應的SoC 區間,只是SoC 區間選擇稍有不同。一個SoC 區間是40-60，而另一個是20-80。我們通過分析大量的新能源汽車實時上報的車輛動態數據發現，很少用戶會在SoC 低于20 才去充電，所以滿足20-80 SoC 區間的電池數據樣本相對來說會少很多，而且該算法沒有考慮充電效率因素，充電電流不可能100%被存儲到電池中。

本文利用歷史車輛的動態數據，依托spark 高性能的離線并行處理能力，提出了一種新的SoH 計算算法。

2 基于大數據的新的SoH 算法

2.1 前提條件

具備足夠多的已經解析好的新能源動態車輛數據，歷史數據的時間跨度要一年以上，并按天按車型存儲在hdfs 分布式文件系統。不可缺少的數據字段包括：車架號（VIN 碼）、采集時間、行駛里程、是否充電、電流值、SoC、電池型號。

采集頻率不能過慢，一般一秒一傳或兩秒一傳。采集頻率過慢，對計算結果會有比較大的影響。

除此之外，數據質量不能太差。經常丟數據或者字段信息錯誤率過高，都會大大降低結果的準確性。

2.2 采樣

從最近一個月的數據中，查找出行駛里程大于50000 公里的車輛作為樣本。

2.3 數據清洗

將采集時間異常的數據過濾掉。

將電流值異常的數據過濾掉。

按照采集時間進行升序排序。

同一個行程相鄰兩條數據的時間間隔大于10S，則不進行統計。

2.4 SoH 算法

公式（1）中，Ccur 表示的是當前電池容量。其中I 表示的是電流值，△t 表示的是車輛數據采集頻率的時間間隔。該公式的分子表示車輛電池SoC 由90 降到50 時，所釋放的電池電量。90與50 之間的區間標記為SOCcur。在SoC 下降到50 的整個過程中，車輛不允許充電，如果中間充電了，則不統計此次的放電過程。