[發明專利]一種鋰離子電池運行狀態評估分析系統

無效

• 申請號: 201110405090.9
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102520362A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 郭劍波;官亦標;金翼;陳川
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;H01M10/42
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電池儲能技術領域，具體涉及一種鋰離子電池運行狀態評估分析系統。

背景技術

當前，鋰離子電池在大規模儲能以及電動汽車應用正處于示范運行階段，對保障安全運行的需求越來越迫切。電池在其全壽命周期內會出現電性能以及安全性能退化，并表現出各種不同的運行狀態。如果規模化應用的鋰離子電池系統中某些電池偏離了正常的運行狀態，會給整個系統帶來嚴重的安全隱患，而這些非正常狀態通過簡單的監控很難做到及時準確的判斷和預警。當前的評估方法是以傳統的電壓、電流、溫度等外特性參數結合數學模型預測為基礎，其總結的數學模型均是基于經驗值，其模型標準曲線很難與電池的實際運行狀態有效對應，因此不能從本質上實現對電池運行狀態的監測，無法滿足鋰離子電池規模化應用對電池運行狀態評估的要求。鋰離子電池的電性能以及安全性能退化，其本質是電池內部理化反應的惡化，當前電池應用過程中的監控和管理策略只能針對其外特性參數和表觀現象，而沒有針對真正引起電池運行狀態變化的核心特征參數，造成目前仍然無法保證鋰離子電池的絕對安全，特別是對于鋰離子電池的規模化應用。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提供了一種鋰離子電池運行狀態評估分析系統，將電池外特性參數與電池的內部理化指標結合起來，建立起鋰離子電池內外特性之間的耦合關系，得到鋰離子電池規模化應用時運行狀態的真實評估，能夠提前對存在安全隱患以及性能分化嚴重的鋰離子電池進行預警，有效保障電池安全穩定可靠運行。

為實現上述目的，本發明提供一種鋰離子電池運行狀態評估分析系統，其改進之處在于，以鋰離子電池內外特性之間的耦合關系為基礎，所述分析系統包括：并列設置的運行狀態評估數據庫單元、運行狀態無損檢測設備和運行狀態診斷分析系統。

本發明提供的優選技術方案中，所述運行狀態評估數據庫單元包括依次連接的原始數據存儲與備份數據庫、基本特征數據庫和狀態評估數據庫。

本發明提供的第二優選技術方案中，所述原始數據存儲與備份數據庫對原始數據進行存儲和備份，所述原始數據包括出廠信息、各種測試終端的實驗數據以及各種應用場合的運行數據。

本發明提供的第三優選技術方案中，所述基本特征數據庫對原始數據進行自動化處理和分析，并將電池歷史運行過程中各種參數的變化趨勢及參數之間的關聯關系進行存儲。

本發明提供的第四優選技術方案中，所述狀態評估數據庫是針對具體類型電池的狀態特征參數建立的狀態評估數據庫。

本發明提供的第五優選技術方案中，所述耦合關系是指鋰離子電池內外特性參數之間的相互影響關系和變化規律。

本發明提供的第六優選技術方案中，所述運行狀態診斷分析系統針對不同的應用場合，在確定鋰離子電池的不同運行狀態對應的特征參數閾值后，將實測參數值與數據庫進行對比分析，比較定量的參數值，或者比較定性的變化規律或趨勢，通過閾值來判斷電池狀態是否正常。

本發明提供的第七優選技術方案中，所述鋰離子電池運行狀態包括對鋰離子電池的電化學性能、壽命、安全性和環境適應性的定量或定性描述。

本發明提供的第八優選技術方案中，所述運行狀態無損檢測設備是針對鋰離子電池運行狀態的特征參數開發的、在使用現場對鋰離子電池進行在線或離線檢測的設備。

與現有技術比，本發明提供的一種鋰離子電池運行狀態評估分析系統，在線檢測時不影響電池的運行，離線檢測時也不對電池進行任何破壞，以鋰離子電池內外特性之間的耦合關系為基礎，并通過建立鋰離子電池狀態評估數據庫的方式來建立電池運行狀態評估方法，從理論上保證規模化應用的鋰離子電池運行狀態評估的真實準確性；而且可以針對不同類型鋰離子電池建立對應的狀態評估數據庫，使鋰離子電池運行狀態評估具有專業性和可操作性；運行狀態評估數據庫單元基于智能、開放理念設計，并具有可擴展性；再者，在架構上有利于海量電池運行數據的處理與利用；在功能上，可實現對鋰離子電池運行數據和特性持續深入的積累，從而可以持續完善與優化狀態評估數據庫，進而可以不斷提高后續鋰離子電池狀態評估的準確率。

附圖說明

圖1為鋰離子電池運行狀態評估分析系統的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，鋰離子電池運行狀態評估分析系統所涉及的評估方法以鋰離子電池內外特性之間的耦合關系為基礎，從中提出表征鋰離子電池運行狀態的特征參數，圍繞特征參數建立鋰離子電池狀態評估數據庫，并結合鋰離子電池狀態無損檢測設備以及鋰離子電池運行狀態診斷分析系統構建鋰離子電池運行狀態評估分析系統。