[發明專利]電池健康狀態快速檢測方法、裝置、檢測儀及存儲介質

有效

• 申請號: 202011516412.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112731179B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 王壯鵬;肖兵;寧靜;肖斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/389
• 分類號: G01R31/389
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本發明公開了一種電池健康狀態快速檢測方法、裝置、檢測儀及存儲介質，所述檢測儀包括單片機、非線性比例積分控制器、BUCK電路、雙通道數字鎖定放大器、測量設備以及計算機，所述單片機、非線性比例積分控制器、BUCK電路、雙通道數字鎖定放大器、測量設備和計算機依次連接，所述BUCK電路還與單片機連。本發明在應用現場快速準確地測量鋰離子動力電池健康狀態，能有效解決應用現場缺乏可靠快速檢測電池健康狀態儀器的難題，通過給電池進行高倍率大電流充電，在直流充電脈沖上疊加特定頻率的正弦波紋波電流，通過測量若干頻率點的電池Warburg阻抗，直接檢測電池健康狀態，大幅提高電池健康狀態檢測效率，為電池健康狀態評估提供公平、統一的尺度。

技術領域

本發明涉及一種電池健康狀態快速檢測方法、裝置、檢測儀及存儲介質，屬于電池狀態檢測儀器領域。

背景技術

大量動力鋰電池用于電動汽車、電動自行車，當電池健康狀態衰減至70％以下，則要對動力電池進行回收，改為用于儲能電站等其它場合。在汽車、自行車修理車間與電池回收處理車間等應用現場，怎樣快速判斷電池健康狀態就是關鍵。

在汽車4S店、動力電池儲能電站、電池回收處理車間等實際應用現場，基本都是采用簡單的儀器，對電池狀態做判斷。通常，用萬用表測量電池開路電壓OCV；用內阻表測量電池直流電阻；對電池短路放電觀察電池做功能力，這些方法精度都很差。

而在電化學實驗室、電池形式認證實驗室，則采用昂貴的精密儀器測量電池。使用頻率響應分析儀，測量電池的電化學阻抗譜；使用電化學工作站，采用循環伏安法，測量電池的正極與負極材料特征。這些實驗室儀器都很昂貴，完成一個電池的測量至少需要幾小時，不適合工業應用現場使用。

電池制造與銷售商，則采用分容柜，給電池緩慢充電與放電，得出電池的實際容量，作為評判電池健康狀態的依據，完成一個電池測量往往要耗費幾小時。

電池內部鋰離子擴散過程衰減變化是影響電池健康狀態的主要因素，而電池在低頻段(0.001Hz～10Hz)的阻抗能表征電池擴散過程。電池激勵電流越小，則要測量越低頻的阻抗，例如電化學阻抗譜儀以10mA激勵電流測量電池阻抗，則要測量低至0.005Hz的阻抗，導致測量時間很長。如果電池激勵電流很大，例如以10A電流給電池充電，則能有效激發電池內的擴散過程，此時測量5Hz的阻抗，也能很好反映擴散過程的特征。所以快速測量阻抗，則要給電池施加大的激勵電流。而阻抗是交流電流與交流電壓之比，必須在大的直流激勵電流上疊加小幅度特定頻率交流紋波，才能實現這種測量。有別于精密的電化學阻抗譜儀同時測量微弱的交流電壓與交流電流信號，希望僅通過數字信號處理器實現電流紋波測量，這涉及微弱信號處理問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種電池健康狀態快速檢測方法、裝置、檢測儀及存儲介質，其可以在應用現場快速準確地測量鋰離子動力電池健康狀態，能有效解決應用現場缺乏可靠快速檢測電池健康狀態儀器的難題，通過給電池進行高倍率大電流充電，在直流充電脈沖上疊加特定頻率的正弦波紋波電流，通過測量若干頻率點的電池Warburg阻抗，直接檢測電池健康狀態，大幅提高電池健康狀態檢測效率，克服電池充電狀態、電池充電電流、電池溫度對檢測結果的影響，為電池健康狀態評估提供公平、統一的尺度。

本發明的第一個目的在于提供一種電池健康狀態快速檢測方法。

本發明的第二個目的在于提供一種電池健康狀態快速檢測裝置。

本發明的第三個目的在于提供一種電池健康狀態快速檢測儀。

本發明的第四個目的在于提供一種存儲介質。

本發明的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種電池健康狀態快速檢測方法，所述方法包括：

獲取測量的電池溫度和電池充電電流，并基于設定的電池充電電壓和測量的電池充電電流計算電池的Warburg阻抗；其中，所述電池充電電流為正弦紋波電流；