[發(fā)明專利]一種動力電池全生命周期健康狀態(tài)測評方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210801024.1
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115169121A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張照生;王震坡;吳益忠;劉鵬;周立濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 岳東升;楊帥峰

1.一種動力電池全生命周期健康狀態(tài)測評方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟一、獲取與實車上使用的動力電池組中相同電池單體的規(guī)格信息，并選取同規(guī)格電池單體作為電池樣本用于離線實驗；

步驟二、對電池樣本通過CC-CV充放電循環(huán)離線實驗使電池樣本加速老化，并標(biāo)定充放電循環(huán)過程中的充電容量、放電容量、電流與電壓數(shù)據(jù)，直到目標(biāo)電池的容量低于其標(biāo)稱容量的80％；

步驟三、計算恒流充電過程中的增量容量值IC，提取每次充電中的IC最大值記為IC_i及對應(yīng)的充電容量，并計算該次充電對應(yīng)的電池健康狀態(tài)SOH_i；

步驟四、針對所述IC_i及對應(yīng)的SOH_i建立兩者間的二次函數(shù)關(guān)系，擬合得到所述電池樣本的SOH-IC映射曲線；

步驟五、根據(jù)實車上使用的動力電池組的實際成組形式，結(jié)合所述電池樣本的SOH-IC映射曲線推導(dǎo)出動力電池組的SOH-IC映射關(guān)系，并轉(zhuǎn)入實車在線辨識階段，采集實車運行中動力電池組的容量、電流及電壓數(shù)據(jù)，計算出IC最大值并輸入推導(dǎo)出的動力電池組的SOH-IC映射關(guān)系，輸出動力電池組的SOH；

步驟六、利用實車動力電池組IC最大值與相應(yīng)SOH數(shù)據(jù)，對所述動力電池組的SOH-IC映射關(guān)系進(jìn)行定期更新。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中所述充放電循環(huán)離線實驗具體包括執(zhí)行以下步驟：

(1)電池樣本初始狀態(tài)標(biāo)定：

1)將新電池樣本先1C放電1h，確保放空，然后靜置1h。

2)每個電池樣本以1/3C電流進(jìn)行CC-CV充電，CC充電達(dá)到截止電壓后轉(zhuǎn)CV充電直到電流小于0.05C，記錄充電容量Q₁；

3)靜置30min；

4)將電池樣本以1/3C恒流放電至放電截止電壓，記錄放電容量Q₂；

5)靜置30min；

6)以上步驟2)-5)重復(fù)測試三次；

7)計算三次充電容量Q₁的平均值作為初始容量Q₀；

(2)電池樣本加速老化：

1)將每個電池樣本以1C電流進(jìn)行CC-CV充電，CC充電達(dá)到截止電壓后轉(zhuǎn)CV充電直到電流小于0.05C；

2)靜置30min；

3)將電池樣本以1C恒流放電至放電截止電壓；

4)靜置30min；

5)以上步驟1)-4)重復(fù)測試5次；

6)容量標(biāo)定：每個電池樣本以1/3C電流進(jìn)行CC-CV充電，CC充電達(dá)到截止電壓后轉(zhuǎn)CV充電直到電流小于0.05C，記錄充電容量Q₃；

通過重復(fù)執(zhí)行上述電池樣本加速老化過程直至所述充電容量Q₃降低到初始容量Q₀的80％，停止充放電循環(huán)；在充放電循環(huán)中持續(xù)記錄相應(yīng)的電流I與電壓U數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：步驟三中恒流充電過程中的增量容量值IC具體通過以下方式計算：

式中，符號Δ表示相應(yīng)參數(shù)的變化量，t為時間變量；

針對恒流充電過程提取IC最大值IC_i，IC_i＝max(IC)，以及IC_i所對應(yīng)的充電容量Q_3i，則此次充電對應(yīng)的電池健康狀態(tài)SOH_i計算為：

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：通過對離線實驗階段獲取的IC_i與SOH_i進(jìn)行擬合，得到兩者間的以下二次函數(shù)關(guān)系：

SOH_i＝a·IC_i²+b·IC_i+c

其中，a、b、c分別為函數(shù)關(guān)系中相應(yīng)的系數(shù)與常數(shù)；

針對實車上動力電池組中由N個串聯(lián)電池單體以及M個并聯(lián)電池單體所構(gòu)成的電池包，計算其增量容量最大值IC’并基于以下關(guān)系映射到電池包中單體的增量容量最大值IC”：

則實車上動力電池組中電池包的SOH-IC映射關(guān)系可推導(dǎo)為：