[發明專利]一種振動工況下的鋰離子電池熱失控安全評估方法

在審

• 申請號: 202210616622.1
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114879052A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李文華;何明澤;李洋;郝永耀;王剛;侯振康
• 申請（專利權）人: 徐州市恒源電器有限公司;河北工業大學
• 主分類號: G01R31/378
• 分類號: G01R31/378;G01R31/3842;G01R31/385;G01R31/392
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

1.一種振動工況下的鋰離子電池熱失控安全評估方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S1、獲取振動特征數據集，所述振動特征數據集為實地采集的道路振動特征數據；

S2、在所述振動特征數據集表征的振動工況下，對測試電池進行循環充放電老化試驗，得到測試電池的多個放電數據集；所述放電數據集的個數與循環充放電的次數一一對應；每個所述放電數據集包括一個電池放電容量數據、多個放電電壓數據、多個放電電流數據以及多個阻抗數據；

S3、遍歷所有所述放電數據集，得到測試電池放電容量變化曲線；

S4、劃分測試電池放電容量變化曲線，得到測試電池的至少三個老化衰減階段；每個老化衰減階段對應一個電池放電容量范圍，且每個老化衰減階段對應若干所述放電數據集；

S5、計算各老化衰減階段的標準衰減參數集，所述標準衰減參數集包括放電電壓變化率范圍閾值、放電電流變化率范圍閾值、以及阻抗范圍閾值；

S6、根據各老化衰減階段的所有所述放電數據集、以及各老化衰減階段的所述標準衰減參數集，得到電池容量評估模型；

S7、將預測放電數據輸入所述電池容量評估模型，得到待評估電池第i次充放電循環的預測電池放電容量；

其中，所述預測放電數據包括預測容量和預測阻抗；i為大于0的任意自然數；

當i＝1時，所述預測放電數據的預測容量為待評估電池的額定容量，預測阻抗為待評估電池的額定阻抗；

當i1時，所述預測放電數據的預測容量為待評估電池第i-1次充放電循環時的實際放電容量，預測阻抗為待評估電池第i-1次充放電循環時的實際放電阻抗；

S8、以第i次充放電循環的預測電池放電容量，分析待評估電池所處的老化衰老階段，并獲取該老化衰老階段的標準衰減參數集；

S9、獲取待評估電池在第i次充放電循環中的實時參數數據集；所述實時參數數據集包括實時放電電壓變化率、實時放電電流變化率、以及實時阻抗值；

S10、將步驟S9獲取的實時參數數據集中的各項數據逐一與步驟S8獲取的標準衰減參數集中對應的各項范圍閾值進行比較：

當實時參數數據集的三個數據均未超過其對應的范圍閾值時，判斷該待評估電池當前處于無風險階段；

當實時參數數據集的三個數據中只有一個超過其對應的范圍閾值時，判斷該待評估電池當前處于一級風險階段；

當實時參數數據集的三個數據中至少兩個分別超過其對應的范圍閾值時，判斷該待評估電池當前處于二級風險階段。

2.根據權利要求1所述的振動工況下的鋰離子電池熱失控安全評估方法，其特征在于，步驟S2中，測試電池單次充放電循環中所對應的放電數據集通過如下方式獲得：

在測試電池的本次充放電循環過程中，每間隔第一設定時間，采集一組放電電壓數據、放電電流數據以及阻抗數據，并在本次充放電循環結束時，獲取電池放電容量。

3.根據權利要求2所述的振動工況下的鋰離子電池熱失控安全評估方法，其特征在于，步驟S5中，計算各老化衰減階段的標準衰減參數集，具體包括：

S51、對老化衰減階段內的若干所述放電數據集分別進行數據處理，得到匯總數據集；所述匯總數據集包括多個放電電壓變化率、多個放電電流變化率、以及多個處理后阻抗值；

S52、從所述匯總數據集中選出放電電壓變化率的最大值和最小值作為標準衰減參數集的放電電壓變化率范圍閾值；

S53、從所述匯總數據集中選出放電電流變化率的最大值和最小值作為標準衰減參數集的放電電流變化率范圍閾值；

S54、從所述匯總數據集中選出阻抗值的最大值和最小值作為標準衰減參數集的阻抗范圍閾值。

4.根據權利要求3所述的振動工況下的鋰離子電池熱失控安全評估方法，其特征在于，步驟S51中、對每個所述放電數據集進行數據處理具體包括如下步驟：

S511、選定第二設定時間為單位時間；所述第二設定時間為所述第一設定時間的m倍，其中m為大于2的正整數；

S512、對單位時間內的m個放電電壓數據進行線性擬合，得到當前放電電壓變化率；

S513、對單位時間內的m個放電電流數據進行線性擬合，得到當前放電電流變化率；

S514、對單位時間內的m個阻抗值取平均值，得到處理后阻抗值。