[發(fā)明專利]確定電池健康狀態(tài)的方法、存儲介質(zhì)以及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110658464B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薩伊德·哈勒吉·拉希米安;韓桑武;史俊哲;張文恪;劉瀛;侯俊;游振彥;唐一帆
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶金康新能源汽車有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/388
• 代理公司: 北京市萬慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 謝敏楠

通過估計電池陽極容量、電池陰極容量和可循環(huán)鋰容量來確定電池健康。確定電極和鋰容量可以包括確定在電池壽命開始時的陽極和陰極開路電池電壓(OCV)，并且根據(jù)單個(半電池)OCV值來估計全電池OCV。一旦知道電池壽命開始的信息，就在電池壽命期間測量電池的充電狀態(tài)(SOC)。SOC測量可以在多個不同的水平上被捕獲。然后通過壽命開始的OCV數(shù)據(jù)和多個SOC數(shù)據(jù)確定陰極容量、陽極容量和循環(huán)移動鋰容量。所述容量可用于檢測劣化，且電池管理系統(tǒng)可基于所述容量值采取步驟以減少進(jìn)一步劣化。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池管理領(lǐng)域，具體涉及一種用于確定電池健康狀態(tài)的方法、非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋰離子電池的性能在循環(huán)期間和在儲存條件下由于電池容量損失和電阻升高而降低。已經(jīng)確定，幾種電池老化機制是造成這種性能衰減的原因。固體電解質(zhì)界面相(SolidElectrolyte Interphase，SEI)在陽極顆粒上形成、SEI膜生長、陽極中的金屬鋰電鍍副反應(yīng)、顆粒開裂、活性物質(zhì)顆粒接觸損失，以及電極孔隙率降低是典型鋰離子電池的主要劣化機理。容量衰減機理可分為三大類：可循環(huán)鋰離子的損失、陽極活性材料的損失和陰極活性材料的損失。例如，SEI形成和Li電鍍主要導(dǎo)致可循環(huán)鋰的損失，而顆粒開裂主要導(dǎo)致電極活性材料的損失。現(xiàn)有的健康狀態(tài)估計方法不能預(yù)測電池單元中每個電極的狀態(tài)和可用鋰的量，結(jié)果不能提供足夠的信息來識別電池單元中的劣化問題。

發(fā)明內(nèi)容

粗略而言，本技術(shù)通過估計電池陽極容量、電池陰極容量和可循環(huán)鋰容量來確定電池的健康。通過確定這些容量，電池管理系統(tǒng)可識別電池劣化的原因并采取行動以減少劣化。確定電極和鋰容量可以包括確定在電池壽命開始時的陽極和陰極開路電池電壓(OCV)，并且根據(jù)單個(半電池)OCV值來估計全電池OCV。一旦知道電池壽命開始的信息，就在電池壽命期間在不同的充電狀態(tài)(SOC)下測量電池單元OCV。在一些情況下，不同的SOC測量值可以在整個電池充電范圍內(nèi)相等或近似相等地分布。然后，在電池壽命期間，通過電池壽命開始的半電池OCV和電池OCV數(shù)據(jù)確定陰極容量、陽極容量和可循環(huán)鋰容量。所述容量可用于檢測劣化，且電池管理系統(tǒng)可基于所述容量值，采取減少進(jìn)一步劣化的步驟，例如通過調(diào)整快速充電過程來進(jìn)行。

在實施例中，公開了一種用于確定電池健康的方法。陽極開路電壓(OCV)可由電池陽極確定，陰極OCV可由電池陰極確定。通過陽極OCV和陰極OCV估計全電池的OCV。電池供電系統(tǒng)上的電池管理系統(tǒng)在第一電池的壽命周期期間測量多個全電池OCV，其中在第一電池的不同充電狀態(tài)下測量多個全電池OCV中的每一個。電池供電系統(tǒng)上的電池管理系統(tǒng)基于測量的SOC、陽極OCV和陰極OCV確定第一電池中的陽極容量、陰極容量和鋰離子容量。電池管理系統(tǒng)分析陽極容量、陰極容量和鋰離子容量以預(yù)測第一電池中的劣化來源。

在實施例中，非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)包括程序，該程序能夠由處理器執(zhí)行以執(zhí)行用于確定電池健康的方法。該方法包括由電池陽極確定陽極開路電壓(OCV)，并且由電池陰極確定陰極OCV。通過陽極OCV和陰極OCV確定全電池的OCV。電池供電系統(tǒng)上的電池管理系統(tǒng)在第一電池的壽命周期期間測量多個全電池OCV，其中在第一電池的不同充電狀態(tài)下測量多個全電池OCV中的每一個。電池供電系統(tǒng)上的電池管理系統(tǒng)基于在電池壽命期間測量的電池單元OCV以及在壽命開始(BOL)時的陽極OCV和陰極OCV來確定第一電池中的陽極容量、陰極容量和鋰離子容量。電池管理系統(tǒng)分析陽極容量、陰極容量和鋰離子容量以預(yù)測第一電池中的劣化來源。

在實施例中，一種用于將充電特性自動應(yīng)用于電池單元的系統(tǒng)包括一個或多個處理器、存儲器和存儲在存儲器中且能夠由所述一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個模塊。當(dāng)被執(zhí)行時，所述一個或多個模塊由電池陽極確定陽極開路電壓(OCV)，由電池陰極確定陰極OCV，根據(jù)所述陽極OCV和所述陰極OCV估計全電池的OCV，在第一電池的壽命周期期間測量多個全電池OCV，其中所述多個全電池OCV中的每一個在第一電池的不同充電狀態(tài)下進(jìn)行測量，基于測量的SOC、陽極OCV和陰極OCV確定第一電池中的陽極容量、陰極容量和鋰離子容量，并分析陽極容量、陰極容量和鋰離子容量以預(yù)測第一電池中的劣化來源。