[發明專利]一種鋰電池SOH的檢測方法

有效

• 申請號: 201810991631.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109061505B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王業琴;陳基礎;趙志國;楊艷;夏奧運;郭暢;桑英軍
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/367
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李杰

本發明公開了一種鋰電池SOH的檢測方法，包括以下步驟：1）建立鋰電池的等效電路模型，包括由開路電壓Uoc、極化電容Cp、歐姆內阻Ro依次串聯組成的支路，所述開路電壓Uoc兩端并聯有自放電電阻Rd，極化電容Cp兩端并聯有極化內阻Rp，得到鋰電池的等效電路模型的方程；2）根據鋰電池的等效電路模型方程，建立電池SOC、歐姆內阻Ro、自放電內阻Rd的離散系統狀態空間方程和觀測方程；采用擴展卡爾曼濾波算法進行迭代計算，得到電池SOC、歐姆內阻Ro、自放電內阻Rd的估算值；3）將電池SOC、歐姆內阻Ro、自放電內阻Rd的估算值和鋰電池的循環次數H作為輸入變量輸入神經網絡模型，估算得到鋰電池SOH。

技術領域

本發明涉及鋰電池檢測技術領域，具體涉及一種鋰電池SOH的檢測方法。

背景技術

隨著城市的發展，生活水平的提高，社會對化石能源的需求不斷加大，而化石能源對環境造成的不利影響日益凸顯。為了應對不斷加劇的能源危機和環境污染，新能源的研發和推廣應運而生；動力鋰離子電池是新能源之一，作為一種復雜的電化學系統，鋰離子電池的健康狀態(SOH)會隨著被使用而逐漸退化，準確把握鋰電池SOH的情況在鋰離子電池的使用過程中非常重要。但在實際使用過程中，表征鋰電池SOH的參數很難直接測試，鋰電池SOH診斷為世界范圍內的一大難題。

目前，對于鋰電池SOH的測量主要有兩種方法：一、鋰電池使用過程中的最大可用容量與鋰電池額定最大可用容量之比；二、鋰電池使用過程中阻抗與鋰電池健康時的阻抗之比。第一種方法中容量值的獲取需要在相對穩定的條件采用恒流恒壓將鋰電池充電至滿荷電狀態，再用恒流方式將鋰電池放至截止電壓，經過多次循環，得出多組測量，最后取平均值作為鋰電池當前可用容量，這種方法對測量環境要求較高，且耗時較長，因此在實際應用中難以實現，適合應用于實驗中測試。第二種方法中阻抗值在鋰電池老化前后的變化幅度較小，獲取阻抗值的方法主要有脈沖法和電化學阻抗譜法，易受環境的影響，在實際使用中很少。

目前還有對鋰電池SOH進行估算的方法，主要有兩種，其一是基于電壓測量估算的SOH方法：利用測量得到的電壓值，計算鋰電池電壓在充電過程中的變化，進而估算相對鋰電池SOH；該方法過度依賴電壓值測測量，如果測量值誤差較大，則會導致鋰電池SOH值存在誤差，導致積累誤差。其二是基于鋰電池容量估算鋰電池SOH的估算方法：先確定鋰電池的初始容量，對鋰電池進行充電，充至鋰電池截止狀態，根據充電電流時間計算所充入的容量，計算出鋰電池截止時鋰電池容量，利用截止時鋰電池容量與額定容量之比，得出鋰電池SOH；該方法利用電流計算鋰電池容量，但是在電流的測量過程存在誤差，最后的截止鋰電池容量存在較大誤差，同時，鋰電池的初始容量確定時也存在測量誤差，不利于鋰電池SOH的估算。

綜上所述，目前用于對鋰電池SOH檢測的方法存在較大的弊端。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鋰電池SOH的檢測方法，采用多個可以表征鋰電池SOH的測量參數進行估算，利用卡爾曼濾波算法與神經網絡算法，大大的提高了估算的精度。

本發明通過以下技術方案實現：

一種鋰電池SOH的檢測方法，包括以下步驟：

1)建立鋰電池的等效電路模型，包括由開路電壓Uoc、極化電容Cp、歐姆內阻Ro依次串聯組成的支路，該支路的兩端表示鋰電池的端電壓U，所述開路電壓Uoc兩端并聯有自放電電阻Rd，極化電容Cp兩端并聯有極化內阻Rp，得到鋰電池的等效電路模型的方程：

式中Up為極化電容Cp兩端的電壓；

2)根據鋰電池的等效電路模型方程，建立電池SOC、歐姆內阻Ro、自放電內阻Rd的離散系統狀態空間方程和觀測方程；采用擴展卡爾曼濾波算法進行迭代計算，得到電池SOC、歐姆內阻Ro、自放電內阻Rd的估算值；