[發(fā)明專利]一種電池單體一致性評價的方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010310482.6
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111487553A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武錫錦;何振宇;李欣;金凱強(qiáng);王天琦;楊冬梅;楊志宏;朱金大;王青山;李妍
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396;G01R31/367;G01R31/389;H01M10/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張可利

本發(fā)明公開了一種電池單體一致性評價的方法及其裝置，該方法首先進(jìn)行電池的電化學(xué)交流阻抗測試，建立等效電路，經(jīng)擬合后得到歐姆內(nèi)阻的數(shù)值，再通過局部異常因子算法計算局部可達(dá)密度來反映電池模組的電池單體樣本的異常程度，最后通過對局部可達(dá)密度和局部異常因子值的分析，得出異常點(diǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電池模組間電池單體的一致性評價。該裝置包括進(jìn)行電化學(xué)阻抗測試獲得電池歐姆內(nèi)阻值的第一模塊，獲取樣本局部可達(dá)密度并確定局部異常因子數(shù)值的第二模塊，輸出結(jié)果進(jìn)行一致性評價的第三模塊。首先對本發(fā)明基于密度的異常因子算法，將其應(yīng)用于電池的一致性評價，不僅具有準(zhǔn)確度高和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時拓展了局部異常因子算法的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一致性評價的方法及其裝置，尤其涉及一種電池單體一致性評價的方法及其裝置。

背景技術(shù)

鋰電池模組在應(yīng)用過程中，電池單體的的一致性至關(guān)重要，所謂一致性是指構(gòu)成電池模組的每一個電池單體其電壓、電荷狀態(tài)、溫度、容量及其衰減率、自放電率、充放電效率等參數(shù)的一致性程度。這些參數(shù)的差異主要有以下兩個原因：其一，在生產(chǎn)電池單體的過程中，電池制造原材料以及生產(chǎn)工藝的差別，導(dǎo)致單體性能的差異；其二，在電池模組的使用過程中，電池單體因使用環(huán)境的變化而引起電池單體老化程度及自放電的差異。參與組合的電池單體數(shù)量越多，各單體之間出現(xiàn)差異的可能性就越大。因而，電池組內(nèi)電池一致性的控制就顯得格外重要，電池模組中電池單體的一致性差不僅會導(dǎo)致不能準(zhǔn)確判斷電池組電荷狀態(tài)及電池健康狀態(tài)，還會導(dǎo)致整個電池模組的性能衰減，電池使用壽命降低，甚至可能引發(fā)安全性問題。因此，有效地評價鋰電池模組間電池單體一致性至關(guān)重要。

目前有以下三種方法對電池不一致性鑒別：第一種是在電池成組前，利用靜態(tài)的方法，通過測量比對電壓、直流內(nèi)阻、容量等參數(shù)，將參數(shù)相近的電池篩選成組；第二種是利用動態(tài)的方法來檢測，如充放電曲線、溫差等參數(shù)，將參數(shù)相近的電池篩選成組；第三種是電池成組后，利用電池管理系統(tǒng)(BMS)監(jiān)測管理電池。但是所述的三種方法在應(yīng)用過程中都存在一定的不足之處：第一種方法所得到的靜態(tài)參數(shù)，只能反應(yīng)電池的簡單參數(shù)，不能夠反映運(yùn)行過程中的實(shí)際工況，也不足以應(yīng)對電池單體大容量成組后的一致性篩選。第二種方法所得到的動態(tài)數(shù)據(jù)，雖然能反映運(yùn)行過程中的實(shí)際工況，但是目前公開的方法中，大多需要經(jīng)過利用充放電相關(guān)儀器對電池進(jìn)行充放電，設(shè)備昂貴，成本高，也不適合大批量電池單體的一致性篩選。第三種方法能夠有效監(jiān)管電池狀態(tài)，但是也僅能依據(jù)某單一判據(jù)進(jìn)行均衡調(diào)節(jié)，如電壓、SOC等外部參數(shù)，同樣不能反映電池單體的電芯內(nèi)部性能。

對于電池單體的一致性評價統(tǒng)計方法，第一種是利用鋰電池模組中電池單體所得到的靜態(tài)數(shù)據(jù)或者電池實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)，簡單計算各電池單體參數(shù)的均差、方差、極差、離散系數(shù)和斜度等，在統(tǒng)計學(xué)意義上是合理的，但這些統(tǒng)計分析指標(biāo)誤差大，不夠全面，也無法體現(xiàn)電池組內(nèi)電池單體的參數(shù)差異性；第二種是基于逐步迭代策略的一致性評價方法，該類方法雖然更有助于體現(xiàn)電池本征信息，但是無法直觀表現(xiàn)電池組內(nèi)電池單體的參數(shù)差異性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一個目的是提供一種適用性好、準(zhǔn)確度高的電池單體一致性評價的方法；

本發(fā)明的第二個目的是提供一種電池單體一致性評價的裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的電池單體一致性評價的方法，包括以下步驟：

對待測電池單體進(jìn)行交流阻抗測試，經(jīng)擬合分析得到電池單體的歐姆內(nèi)阻值；

利用局部異常因子算法計算檢測樣本的局部可達(dá)密度；

根據(jù)所述局部異常因子數(shù)值對檢測樣本進(jìn)行一致性評價，從而得到電池單體的一致性結(jié)果。

優(yōu)選地，所述利用局部異常因子算法計算電池歐姆內(nèi)阻值組成樣本的局部可達(dá)密度，包括：

對歐姆內(nèi)阻值組成的樣本進(jìn)行距離計算；