[發明專利]一種鋰電池容量衰減率計算方法

在審

• 申請號: 201710059189.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN107064806A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 吳風霞;徐慶慶;丁紹玉
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;B60L11/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本發明涉及動力電池技術領域，特別涉及一種鋰離子電池容量衰減率計算方法。

背景技術

隨著新能源汽車的快速發展，作為鋰離子電池重要性能的指標之一的電池壽命正日益受到人們的關注。在動力電池領域中，在電池容量下降到額定容量的80％后，鋰離子電池將不能再用在電動汽車上。因此，需要對鋰離子電池的使用壽命進行預測，以在電池容量下降到80％時及時停止使用該電池。

電池的壽命包括存儲壽命和循環壽命，目前對鋰離子電池使用壽命進行預測的方法大致分為基于模型的預測方法和數據驅動法。另外，申請號為201510373029.9的專利中提出了一種鋰電子電池滿電荷存儲壽命評價方法，申請號為201310683449.8的專利提出了一種電池壽命周期預測方法。

但是上述現行的這幾種預測方法均存在不同的缺陷：基于模型的預測方法是利用鋰離子電池進行測試，測試得到的數據比較直觀，但是由于電池之間的差異性，會導致測試的結果不具有代表性。數據驅動法數據處理的工作量巨大。申請號為201510373029.9的專利提出的方法僅是在滿電荷情況下，考慮溫度對電池存儲壽命的影響，建立電池容量衰減的老化模型，使用局限性較大。申請號為201310683449.8的專利建立了電池容量衰減率Q_loss與電池放電次數N間的函數模型：但是模型中的系數A和B的含義不明確，而且每一個電池都要建立一個對應的模型來計算容量衰減率，因此該模型不具備普適性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新能源汽車動力鋰離子電池劣化程度估算方法，以提供一種具有普適性的電池容量衰減率計算方法。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：提供一種鋰離子電池容量衰減率計算方法，該方法包括：

在恒溫環境條件下，設置循環工步對實驗鋰離子電池進行循環測試，并定期測量其交流內阻，得到實驗鋰離子電池的容量衰減率和內阻增加率；

根據實驗鋰離子電池的容量衰減率和內阻增加率，建立容量衰減率-內阻增加率模型；

根據待檢鋰離子電池的內阻增加率，利用所述的容量衰減率-內阻增加率模型計算待檢鋰離子電池的容量衰減率。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：本發明從鋰離子電池退化的宏觀表現即容量衰減與內阻增加的角度出發，建立了鋰離子電池的容量衰減率-內阻增加率模型，該模型中僅有一個自變量即內阻增加率，只要計算出鋰離子電池的內阻增加率，即可得到鋰離子電池的容量衰減率，適用于任何鋰離子電池，普適性強且實用性較高。另外，根據鋰離子電池當前的容量衰減率，可對鋰離子電池剩余的使用壽命進行預估，以便于在鋰離子電池到達壽命終點時進行及時的更換。

附圖說明

圖1是本發明一實施例提供的一種鋰離子電池容量衰減率計算方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1所示，對本發明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種鋰離子電池容量衰減率計算方法，包括如下步驟S1至S3：

S1、在恒溫環境條件下，設置循環工步對實驗鋰離子電池進行循環測試，并定期測量其交流內阻，得到實驗鋰離子電池的容量衰減率和內阻增加率；

S2、根據實驗鋰離子電池的容量衰減率和內阻增加率，建立容量衰減率-內阻增加率模型；

S3、根據待檢鋰離子電池的內阻增加率，利用所述的容量衰減率-內阻增加率模型計算待檢鋰離子電池的容量衰減率。

進一步地，步驟S2中，所述的容量衰減率-內阻增加率模型具體為：

Q_loss＝α·R_inc^z，

其中，Q_loss為電池容量衰減率，R_inc為電池內阻增加率，α、z為利用同一循環次數的容量衰減率和內阻增加率擬合得到的擬合常數。

進一步地，步驟S1具體包括如下步驟：

對至少三個初始狀態一致的實驗鋰離子電池進行定容測試，得到實驗鋰離子電池循環倍率1C實際的電流值；

在恒溫條件下，設置循環工步進行循環測試，并定期測量其內流內阻；

根據實驗鋰離子電池放電容量和交流內阻，得到鋰離子電池容量衰減模型。

對本發明的具體實施方式進行做進一步的描述如下：

確定實驗鋰離子電池進行測試的條件為：循環溫度25℃，循環倍率1C，測量交流內阻時的荷電態為滿電態或空電態；

具體的測試過程為：