[發明專利]一種預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的方法及系統

在審

• 申請號: 201810853110.0
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109342960A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 范茂松;趙光金;楊凱;高飛;邱武斌;劉皓;張明杰;耿萌萌;王康康;王凱豐
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網河南省電力公司;國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發明公開了一種預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的方法，包括：根據所述梯次利用動力電池的充電特性和狀態參數確定預設充電電壓閾值；在所述梯次利用動力電池的首次充電過程中，分別計算基準電壓變化量和基準容量變化量；分別計算在所述梯次利用動力電池的首次充電過程中的基準比值；在所述梯次利用動力電池的下一次充電過程中，分別計算第一電壓變化量和第一容量變化量；分別計算在所述梯次利用動力電池的下一次充電過程中的第一比值；對于多個不同的充電電壓閾值中的任意一個，計算相同的預設充電電壓閾值對應的第一比值和基準比值的比值作為第二比值，并判斷是否滿足大于等于預設判斷閾值，若滿足，則預測處于容量加速衰減階段。

技術領域

本發明涉及電池儲能技術領域，并且更具體地，涉及一種預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的方法及系統。

背景技術

動力電池在電動汽車上剛開始使用時，電池的性能較好，且電池之間的一致性也比較好，隨著使用時間的增加，動力電池的性能不斷衰退，電池之間的性能差異越越來越大。當這些電池的性能不能滿足電動汽車的應用需求時，從電動汽車上退役下來，可以應用于對電池性能要求較低、應用工況相對溫和的場合，實現動力電池的梯次利用。

動力電池梯次利用屬于其全壽命周期的后期，隨著電池內部晶體結構的變化，電解液的消耗，可能會出現個別梯次利用電池容量快速衰減的情況，這將嚴重電池系統運行的可靠性和安全性。目前對電池運行過程中主要是監控其電壓和溫度，而這兩個參數不能很好的預測電池的加速衰減。因此，對于梯次利用動力電池，針對其在使用過程中可能出現的容量快速衰減，需要開發有效的預測方法，來提升梯次利用電池系統的可靠性和安全性。

發明內容

本發明提出一種預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的方法及系統，以解決如何預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種預測梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，根據所述梯次利用動力電池的充電特性和狀態參數確定預設充電電壓閾值；其中，所述狀態參數包括：已用年限、電壓數據和容量數據；

步驟2，在所述梯次利用動力電池的首次充電過程中，分別計算當電壓達到多個不同的預設充電電壓閾值后的在預設時間段內的電壓變化量和容量變化量，作為基準電壓變化量和基準容量變化量；

步驟3，分別計算在所述梯次利用動力電池的首次充電過程中的，在相同的預設充電電壓閾值對應的電壓變化量和容量變化量的比值，作為基準比值；

步驟4，在所述梯次利用動力電池的下一次充電過程中，分別計算當電壓達到多個不同的預設充電電壓閾值后的在預設時間段內的電壓變化量和容量變化量，作為第一電壓變化量和第一容量變化量；

步驟5，分別計算在所述梯次利用動力電池的下一次充電過程中的，在相同的預設充電電壓閾值對應的電壓變化量和容量變化量的比值，作為第一比值；

步驟6，對于多個不同的充電電壓閾值中的任意一個，計算相同的預設充電電壓閾值對應的第一比值和基準比值的比值作為第二比值，并判斷所述第二比值是否滿足大于等于預設判斷閾值，若滿足，則預測所述梯次利用動力電池處于容量加速衰減階段；反之，返回步驟4。

優選地，其中所述梯次利用動力電池為磷酸鐵鋰電池或三元材料電池。

優選地，其中當所述梯次利用動力電池為磷酸鐵鋰電池時，多個不同的預設充電電壓閾值為：3.20V、3.25V、3.30V、3.35V和3.40V，預設時間段為2分鐘，預設判斷閾值為1.05。

優選地，其中當所述梯次利用動力電池為三元材料電池時，多個不同的預設充電電壓閾值為：3.80V、3.85V、3.90V、3.95V、4.00V和4.05V，預設時間段為2分鐘，預設判斷閾值為1.08。