[發明專利]一種基于弛豫電壓曲線的電池過充電程度的診斷方法

在審

• 申請號: 202110106216.6
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112924874A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 魏學哲;張廣續;戴海峰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01R31/3835
• 分類號: G01R31/3835
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種基于弛豫電壓曲線的電池過充電程度的診斷方法，包括以下步驟：1)對電池進行不同程度的過充電，并獲取電池對應的過充電程度值；2)獲取不同程度過充電后的電池對應的弛豫電壓隨時間變化的曲線；3)對不同程度過充電的電池的弛豫電壓曲線進行微分計算得到差分電壓隨時間變化的曲線；4)獲取差分電壓隨時間變化的曲線中的第一個谷值對應的時間；5)擬合得到電池過充電程度值與第一個谷值時間的關系；6)獲取待檢測電池的差分電壓曲線對應的第一個谷值時間，結合步驟5)中的關系對電池過充電程度進行診斷。與現有技術相比，本發明具有簡單有效等優點。

技術領域

本發明涉及動力電池技術領域，尤其是涉及一種基于弛豫電壓曲線的電池過充電程度的診斷方法。

背景技術

能源危機、環境污染和汽車產業升級推動著電動汽車的飛速發展。電動汽車的誕生為綠色經濟的發展做出重要的貢獻。當前，電動汽車的動力源主要來源于儲能系統。其中鋰離子電池以其高能量密度，長循環壽命成為當前應用最為廣泛的儲能系統。但是在實際使用過程中，存在電池管理系統失效，充電機故障等問題，導致電池出現過充電的情況。輕微的過充電會損害電池的壽命，縮減電池的容量。嚴重的過充電為引起電池熱失控事故，并且產生大量的有毒煙氣，威脅著生命財產的安全。

當前，針對電池過充電問題，主要是研究電池過充電給電池所造成的影響以及帶來的危害，電池在經歷過充電后容量和安全性均降低的主要原因在于電池過充電后電池內部產生析鋰以及陰極結構的坍塌和過渡金屬的溶解。如果能夠及時的診斷出電池過充電的程度，便能夠采取相應的措施緩解甚至阻止災難事故的產生。然而，到目前為止沒有良好的診斷電池過充電的檢測方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于弛豫電壓曲線的電池過充電程度的診斷方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于弛豫電壓曲線的電池過充電程度的診斷方法，包括以下步驟：

1)對電池進行不同程度的過充電，并獲取電池對應的過充電程度值；

2)獲取不同程度過充電后的電池對應的弛豫電壓隨時間變化的曲線；

3)對不同程度過充電的電池的弛豫電壓曲線進行微分計算得到差分電壓隨時間變化的曲線；

4)獲取差分電壓隨時間變化的曲線中的第一個谷值對應的時間；

5)擬合得到電池過充電程度值與第一個谷值時間的關系；

6)獲取待檢測電池的差分電壓曲線對應的第一個谷值時間，結合步驟5)中的關系對電池過充電程度進行診斷。

所述的步驟1)具體為對同一批次條件相同的電池進行不同程度的過充電。

所述的過充電范圍為100-120％。

所述的步驟1)中，采用恒流充電的方式對電池過充電。

所述的步驟2)中，弛豫電壓V具體為電池在過充電停止后靜置時的開路電壓。

所述的步驟3)中，差分電壓具體為弛豫電壓對時間求微分所得到的電壓隨時間的變化率。

所述的差分電壓的表達式為：

其中，V為電池的弛豫電壓，t為時間，V_n+1為n+1時刻電池的弛豫電壓，V_n為n時刻電池的弛豫電壓，Δt為n+1時刻與n時刻的時間差。

所述的步驟4)中，差分電壓曲線對應的第一個谷值時間具體為差分電壓第一次出現極小值時對應的時間。

所述的步驟5)中，電池過充電程度值與第一個谷值時間之間滿足線性關系。