[發(fā)明專利]一種評估鋰電池性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610753618.4
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107785624B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 高富明
• 申請（專利權）人: 鄭州思辯科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H01M10/54;G01R31/36;G01R31/378;G01R31/396
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發(fā)軍

本發(fā)明公開了一種評估鋰電池性能的方法，用于梯次利用鋰電池的性能評估，首先，設計鋰電池性能測試工況，即設計測試時間，確定初始SOC狀態(tài)，設計放電間歇時間；根據所設計測試工況，提取鋰電池健康特征數據；然后，基于多健康壽命模型數據融合技術的健康狀態(tài)決策方法，進行SOH估算；最后，劃分出鋰電池的梯次利用范圍；本發(fā)明可用于鋰電池梯次回收再利用，不僅可以讓鋰電池性能得到充分地發(fā)揮，有利于節(jié)能減排，還可以緩解大量鋰電池進入回收階段給回收工作帶來的壓力。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰電池領域，特別涉及一種評估鋰電池性能的方法，應用于鋰電池梯次回收再利用。

背景技術

鋰離子電池(簡稱鋰電池)憑借重量輕、體積小、壽命長、電壓高、無污染等優(yōu)勢逐步取代鉛酸、鎳氫、鎳鎘等蓄電池，成為電動汽車動力電池的首選。當汽車鋰電池組的荷電能力降低到原有容量80%左右時，不再適合繼續(xù)在電動汽車中使用，若將這些鋰電池組報廢進行回收處理，未能實現物盡其用，將造成極大的資源浪費。在鋰電池外觀完好、沒有破損、各功能元件有效的情況下，可探討進行鋰電池的梯次回收再利用，鋰電池梯次利用示意圖如圖1所示。概括地講，可將鋰電池的回收再利用分為四個梯度，其中第一梯度為在電動汽車、電動自行車等電動裝置中應用；第二梯度為第一梯度退役的鋰電池，可應用于電網、新能源發(fā)電、UPS等儲能裝置中；第三梯度為低端用戶等其它方面的應用；第四梯度對電池進行拆解回收。

然而，退役鋰電池組中各單體電池的有效容量存在差異，若要實現合理的梯次利用，需對其SOH（鋰電池的健康狀態(tài)）和性能進行重新評估，以決定其適用的梯度范圍。那么如何在離線狀態(tài)下準確地估計退役鋰電池SOH，判別出其性能差異，成為鋰電池梯次回收再利用的關鍵技術之一。

鋰電池數學建模是描述鋰電池非線性特性、掌握其工作狀態(tài)的基礎，考慮多種影響因素的鋰電池工作特性實驗研究是建立穩(wěn)定、可靠、精確數學模型的前提，是實驗數據驅動模型的可靠保證。因此，如何在考慮多種影響因素及外部環(huán)境條件的前提下，設計鋰電池的工作特性驗證實驗并合理地安排實驗流程是研究梯次利用鋰電池工作特性和建立精確模型的可靠保證；同時，采用合適的辨識方法從實驗數據中提取出有效的模型參數，將鋰電池“黑箱”系統“灰箱化”，便于對其內部狀態(tài)進行精準估計，也是鋰電池梯次利用研究的關鍵技術之一。

在研究鋰電池壽命特性和老化機理的基礎上，選取適合的健康因子、提取可靠的鋰電池健康特征，并建立完善的健康壽命模型，是實現梯次利用鋰電池SOH精準評估的可靠保證，也是亟待解決的關鍵技術之一。

如何在有限的時間內、特定的外部環(huán)境中、適合的測試工況下，辨識出所需健康特征，再結合健康壽命模型進行精準SOH估計，完成鋰電池性能評估和適用梯度范圍決策，同樣也是鋰電池梯次利用的關鍵技術之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是考慮從電動汽車等電動裝置(第一梯度)退役下來的同種鋰電池，研究和設計一種適合梯次利用鋰電池的評估方法，在特定的測試模式、測試狀態(tài)和測試條件下，制定合理的評價鋰電池組的測試工況，在有限的測試時間內完成鋰電池健康狀態(tài)的性能評估，有利于鋰電池梯次回收再利用，達到降低鋰電池使用成本的目的。

本發(fā)明的技術方案為：

提供一種評估鋰電池性能的方法，用于梯次利用鋰電池的性能評估，包括如下步驟：

（a）設計鋰電池性能測試工況；

（b）提取鋰電池健康特征數據；

（c）根據鋰電池的健康壽命模型，進行SOH估算；

（d）根據估算出的SOH，劃分出鋰電池的梯次利用范圍；

其中，SOH表示鋰電池的健康狀態(tài)。

步驟（a）中的性能測試工況包括：設計測試時間，確定初始SOC狀態(tài)，設計放電間歇時間，其中，SOC表示鋰電池的荷電狀態(tài)。