[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)的方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010107093.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111175661A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿萌萌;楊凱;范茂松;阮一釗;張明杰;劉皓;高飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/387
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/387;G01R31/378;G01R31/389;G01R31/367;G01R31/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)的方法及系統(tǒng)，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法，包括：對(duì)一次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)充電倍率的電流進(jìn)行充電至截止電壓；對(duì)二次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)放電倍率的電流進(jìn)行放電至截止電壓，并獲取放電過(guò)程中鋰離子電池的荷電狀態(tài)，確定不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗；根據(jù)不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗，確定不同荷電狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)阻抗譜圖，并根據(jù)動(dòng)態(tài)阻抗譜圖獲取擬合參數(shù)；提取擬合參數(shù)中的電荷轉(zhuǎn)移電阻，根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移電阻確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)。本發(fā)明能夠利用電池動(dòng)態(tài)阻抗測(cè)試進(jìn)行荷電狀態(tài)估算，提高了荷電狀態(tài)估算的可靠性和準(zhǔn)確度，有利于實(shí)際工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著能源短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，新能源汽車(chē)發(fā)展成為關(guān)注焦點(diǎn)，鋰離子電池由于其比能量高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域。

動(dòng)力鋰離子電池作為新能源汽車(chē)的核心，通過(guò)新能源汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)(BMS)對(duì)車(chē)載動(dòng)力電池進(jìn)行有效控制和管理以保障新能源汽車(chē)安全可靠行駛，荷電狀態(tài)(Stateof Charge，SOC)是鋰離子電池工作過(guò)程中最重要的性能參數(shù)之一，精確地估算荷電狀態(tài)不但能夠提高電池的使用壽命，而且還能提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力。

目前，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有通過(guò)動(dòng)態(tài)阻抗譜估計(jì)電池的荷電狀態(tài)的報(bào)道，且現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)效率和估計(jì)準(zhǔn)確度較低，還有待優(yōu)化，無(wú)法滿(mǎn)足快速準(zhǔn)確估算動(dòng)力鋰離子電池荷電狀態(tài)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題本發(fā)明提出了一種用于確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)的方法，包括：

對(duì)鋰離子電池以第一預(yù)設(shè)時(shí)間于恒溫環(huán)境中進(jìn)行一次靜置，對(duì)一次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)充電倍率的電流進(jìn)行充電至截止電壓，以第二預(yù)設(shè)時(shí)間于恒溫環(huán)境中進(jìn)行二次靜置；

對(duì)二次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)放電倍率的電流進(jìn)行放電至截止電壓，并獲取放電過(guò)程中鋰離子電池的荷電狀態(tài)，確定不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗；

根據(jù)不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗，確定不同荷電狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)阻抗譜圖，并根據(jù)動(dòng)態(tài)阻抗譜圖獲取擬合參數(shù)；

提取擬合參數(shù)中的電荷轉(zhuǎn)移電阻，根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移電阻確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)。

可選的，獲取擬合參數(shù)，具體為：

根據(jù)動(dòng)態(tài)阻抗譜圖建立鋰離子電池的等效電路模型，使等效電路模型對(duì)動(dòng)態(tài)阻抗譜圖中動(dòng)態(tài)阻抗譜進(jìn)行擬合，獲取擬合參數(shù)。

可選的，預(yù)設(shè)充電倍率和預(yù)設(shè)放電倍率的范圍分別為0.1～2C和0.1～5C。

可選的，充電至截止電壓和放電至截止電壓的截止電壓分別為3～5V和1～3V。

可選的，第一預(yù)設(shè)時(shí)間和第二預(yù)設(shè)時(shí)間的范圍分別為1～5h和2～4h。

本發(fā)明還提出了一種用于確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)的系統(tǒng)，包括：

充電模塊，對(duì)鋰離子電池以第一預(yù)設(shè)時(shí)間于恒溫環(huán)境中進(jìn)行一次靜置，對(duì)一次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)充電倍率的電流進(jìn)行充電至截止電壓，以第二預(yù)設(shè)時(shí)間于恒溫環(huán)境中進(jìn)行二次靜置；

放電模塊，對(duì)二次靜置后的鋰離子電池以預(yù)設(shè)放電倍率的電流進(jìn)行放電至截止電壓，并獲取放電過(guò)程中鋰離子電池的荷電狀態(tài)，確定不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗；

擬合模塊，根據(jù)不同荷電狀態(tài)下的鋰離子電池的動(dòng)態(tài)阻抗，確定不同荷電狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)阻抗譜圖，并根據(jù)動(dòng)態(tài)阻抗譜圖獲取擬合參數(shù)；

提取模塊，提取擬合參數(shù)中的電荷轉(zhuǎn)移電阻，根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移電阻確定鋰離子電池的荷電狀態(tài)。