[發(fā)明專利]一種基于差分電壓分析的電池健康狀態(tài)在線評估方法

有效

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113296010B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設計）人: 竇真蘭;張春雁;廖強強;馬霖睿;劉翠翠;位晨君;黃紹唐;孫慧琴;沈建佳;高澤松;李彤;夏文祥;李雪
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)上海市電力公司;江蘇昆一能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392;G01R31/367;G01R31/36;G01R31/00
• 代理公司: 上海兆豐知識產(chǎn)權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 盧艷民

本發(fā)明屬于電池技術領域，提供了一種基于差分電壓分析的電池健康狀態(tài)在線評估方法，建立(ΔV/ΔQ)?Q曲線，并過(ΔV/ΔQ)?Q曲線末端的某一(ΔV/ΔQ)值，做(ΔV/ΔQ)?Q曲線的切線，而切線的斜率Slope與電池SOH值呈線性負相關，斜率Slope越大，電池SOH值越小。建立起了斜率Slope?SOH模型，只要采集到SOH未知的待測電池在同一充放電倍率下的放電電壓數(shù)據(jù)，通過差分電壓分析獲得待測電池(ΔV/ΔQ)?Q曲線的在同一(ΔV/ΔQ)值下的切線斜率Slope，就可以根據(jù)模型查找該斜率Slope所對應的電池SOH值，實現(xiàn)電池健康狀態(tài)SOH的在線評估。本發(fā)明的基于差分電壓分析的電池健康狀態(tài)在線評估方法能夠在線對電池健康狀態(tài)進行評估，避免停止商業(yè)運行而帶來的損失，且評估方法簡單，評估數(shù)據(jù)獲取容易，評估結果精度高。

技術領域

本發(fā)明屬于電池技術領域，具體涉及一種基于差分電壓分析的電池健康狀態(tài)在線評估方法。

背景技術

隨著鋰電池儲能技術的發(fā)展，鋰電池儲能電站逐漸成為電網(wǎng)發(fā)輸變配用等環(huán)節(jié)的重要組成部分。但是，儲能電站運行一段時間以后，鋰電池性能逐漸變得參差不齊，這種情況會影響儲能電站的安全高效運行，帶來潛在風險。電池的健康狀態(tài)SOH(State ofHealth)是評估電池老化狀態(tài)的重要指標，SOH不僅可以在線診斷電池系統(tǒng)中電池老化狀態(tài)，幫助電池管理系統(tǒng)(BMS)調整充放電策略，避免風險。

傳統(tǒng)的電池健康狀態(tài)評估方法主要基于容量標定和脈沖階躍內阻測量，此類方法測試雖精準但是耗時長，且需要將儲能電站正常的商業(yè)運行停止，專門進行容量標定和脈沖階躍內阻測量，這樣勢必影響儲能電站的經(jīng)濟效益。

專利CN202010751300.9公開了一種利用卡爾曼濾波算法，在線估算電池的歐姆內阻、極化內阻和極化電容提高了健康狀態(tài)的估算精度。但是電池內阻測試往往是離線檢測，不適合在線檢測。另外，由于電池技術的突飛猛進，電池內阻越來越小，通過電池內阻的微小變化來反映電池健康狀態(tài)的變化也越來越不準確了。

專利CN 201510122357.1公開了一種儲能電池健康狀態(tài)評估方法，方法包括以下步驟：I、采集儲能電池的外特性參數(shù)數(shù)據(jù)，并計算外特性參數(shù)數(shù)據(jù)的波動率；II、儲能電池循環(huán)運行若干次后，采集外特性參數(shù)數(shù)據(jù)，并計算外特性參數(shù)數(shù)據(jù)的波動率；III、計算波動率的變化，判斷電池是否健康。該方法中所描述的外特性參數(shù)比較模糊，不同外特性參數(shù)變化對電池健康狀態(tài)的的影響各不相同，而且外特性參數(shù)變化是相互影響的，因此該方法的實際應用效果是有待進一步驗證的。

專利CN202010598598.4公開了一種用于評估儲能電站健康狀態(tài)的方法及系統(tǒng)，包括：采集儲能電站的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)運行數(shù)據(jù)獲取儲能電池的電量；以預設的二階RC電路等效模型根據(jù)運行數(shù)據(jù)，確定儲能電池的開路電壓；對儲能電池的電量和開路電壓進行擬合，確定Ah-VOC關系曲線；根據(jù)Ah-VOC關系曲線確定儲能電池的健康狀態(tài)。該方法中以預設的二階RC電路等效模型和運行數(shù)據(jù)來確定儲能電池的開路電壓是存在較大誤差的，因此根據(jù)Ah-VOC關系曲線確定儲能電池的健康狀態(tài)(SOH)存在精度不高的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于差分電壓分析的電池健康狀態(tài)在線評估方法。