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电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法.pdf

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2025-05-07 17:48

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410852800.6 (22)申请日 2014.12.31 G01R 31/36(2006.01) (71)申请人清华大学深圳研究生院地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学城清华校区 (72)发明人李宝华钱坤贺艳兵郑勇李懿洋杜鸿达康飞宇 (74)专利代理机构深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311 代理人徐丽昕 (54) 发明名称电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法 (57) 摘要一种电池健康状态的检测方法，其包括如下步骤：获取电池容量 C ；对电池充电或放电至一截止电压。

2、，搁置，采集充电或放电期间及搁置期间电池的电流和电压的变化，得到 V-t、 I-t 曲线；应用模型公式对获得的 V-t 曲线中电压回稳过程的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取参数值；在电池循环工作 N1、 N2、、 Nm次后，重复上述步骤，获得电池不同寿命阶段的 V-t 曲线的拟合曲线及参数值；依据电池在不同循环工作次后的上述参数值，获取用于检测所述电池健康状态的指标值以及该指标值在电池不同循环工作次后的变化趋势。另，本发明还提供一种诊断电池健康状态的方法，一种诊断电池荷电量和健康状态的方法。 (51)Int.Cl. (19。

3、)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书3页说明书10页附图9页 (10)申请公布号 CN 104502859 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104502859 A 1/3 页 2 1.一种电池健康状态的检测方法，其包括如下步骤：步骤 S11，获取电池当前的电池容量 C ；步骤 S12，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线；步骤 S13，应用非线性拟。

4、合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 S12 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn和 T 1Tn的值，其中， Voc表示电池电压稳定后的值， V1Vn表示不同的去极化过程中引起的电压值的变化， T1Tn表示该过程的时间常数；步骤 S14，在电池循环工作 N1、 N2、。

5、、 Nm次后（m 为整数， N 1N2 Nm），分别重复上述步骤 S11S13，获得电池在不同循环工作次后的 V-t 曲线的拟合曲线，并获取电池在不同循环工作次后的电池容量 C、 Voc、 V1Vn和 T 1Tn的值；步骤 S15，依据步骤 S11S14 所获得的电池在不同循环工作次后的电池容量 C、 Voc、 V1Vn以及T1Tn的值，获取用于检测、诊断所述电池健康状态的指标值和/或所述电池健康状态的指标值在电池不同循环工作次后的变化趋势。 2.如权利要求 1 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤 S11 还包括在测试完电池容量 C 后搁置所述电池。

6、使电池电压回稳的步骤。 3.如权利要求 1 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：所述步骤 S12 中电池的搁置时间为 3 分钟以上；所述充放电的截止电压值为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值；所述步骤 S12 还包括在对所述电池进行充电或放电至一电压值之前，将该电池放置在 -2060范围内的任意一温度值的恒温的环境中 2 小时以上，使电池的内外部温度均衡的步骤。 4.如权利要求 1 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤 S15 中所述用于检测、诊断所述电池健康状态的指标值是电池容量 C、 Voc、 V1Vn以及 T1Tn中的一个、几个或。

7、者由它们中的几个通过运算所得到的值。 5.如权利要求1所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤S15还包括：将该电池在不同循环工作次后的电池容量 C、 Voc、 V1Vn以及 T1Tn参数值以及电池健康状态的指标值记录在一参数数据库中，该数据库记录在电池健康状态测试系统里面，或记录在一般的表格中。 6.一种应用权利要求 1 所述的电池健康状态的检测方法诊断电池健康状态的方法，该电池为与权利要求 1 中的电池同类，其包括如下步骤：步骤 A1，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的。

8、电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线；步骤 A2，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 A1 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn、 T1Tn的值；权利要求书 CN 104502859。

9、 A 2 2/3 页 3 步骤A3，将所获得的Voc、 V1Vn以及T1Tn的值与所述指标值或变化趋势对比，以诊断该电池健康状态。 7.如权利要求 6 所述的诊断电池健康状态的方法，其特征在于：所述步骤 A1 中的电池的搁置时间为 3 分钟以上；所述充放电的截止电压值为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值；所述步骤 A1 还包括在对所述电池进行充电或放电至一电压值之前，将该电池放置在 -2060范围内的任意一温度值的恒温的环境中 2 小时以上，使电池的内外部温度均衡的步骤。 8.一种电池健康状态的检测方法，其包括如下步骤：步骤 S21，使电池的内外部温。

10、度均衡；步骤 S22，对电池放电至一截止电压，结束放电，搁置所述电池一段时间，对所述电池按照充电一定量的荷电量 - 搁置一段时间的方式交替进行充电，采集在放电期间、放电后的搁置期间、及充电期间内的每一次充电和搁置期间的电池的电流和电池两端的电压值随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，绘制得到 V-t、 I-t 曲线；步骤 S23，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne（-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne 。

11、（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 S22 中获得的 V-t 曲线中电池的每一个电压回稳的过程的 V-t 曲线的分别进行非线性拟合，得到对应的拟合曲线，并获取电池在不同荷电量时的 Voc、 V1Vn、 T1Tn的值，其中， V oc表示电池电压稳定后的值， V1Vn表示不同的去极化过程中引起的电压值的变化， T1Tn表示该过程的时间常数；步骤S24，依据所述电池在不同荷电量时的Voc、 V1Vn、 T1Tn的值，获取用于检测、诊断电池健康状态的指标值，和 / 或所述电池健康状态的指标值在不同荷电电量时的变化趋势。 9.如权利要求 8。

12、所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：所述步骤 S22 中充电或者放电的截止电压值为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值；所述搁置时间为 3 分钟以上；步骤 S22 还包括在对所述电池进行放电至一电压值之前，将该电池放置在-2060范围内的任意一温度值的恒温的环境中使电池的内外部温度均衡的步骤，其中所述放置时间为 2 小时以上。 10.如权利要求 8 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤 S22 中的充电期间是 0%100% 荷电量的完全充电期间。 11.如权利要求 8 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤 S24 中所述用于。

13、检测、诊断电池健康状态的指标值是 Voc、 V1Vn以及 T1Tn中的一个、几个或者由它们中的几个通过运算所得到的值。 12.如权利要求 8 所述的电池健康状态的检测方法，其特征在于：步骤 S24 还包括：将该电池在不同荷电量时的 Voc、 V1Vn、 T1Tn的参数值以及电池健康状态的指标值记录在一参数数据库中。 13.一种应用权利要求 8 所述的电池健康状态的检测方法诊断电池荷电量和健康状态的方法，该电池为与权利要求 8 中的电池同类，其包括如下步骤：步骤 B1，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置。

14、期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线；权利要求书 CN 104502859 A 3 3/3 页 4 步骤 B2，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 B1 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，。

15、并获取 Voc、 V1Vn、 T1Tn的值；步骤B3，将获得的Voc、 V1Vn以及T1Tn的值与所述指标值或变化趋势对比，以诊断该电池的荷电量和健康状态。 14.如权利要求 13 所述的诊断电池荷电量和健康状态的方法，其特征在于：所述步骤 B1 中的电池的搁置时间为 3 分钟以上；所述充放电的截止电压值为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值；所述步骤 B1 还包括在对所述电池进行充电或放电至一电压值之前，将该电池放置在 -2060范围内的任意一温度值的恒温的环境中 2 小时以上，使电池的内外部温度均衡的步骤。权利要求书 CN 104502859 A。

16、 4 1/10 页 5 电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法技术领域 0001 本发明涉及一种电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法。背景技术 0002 近年来，锂离子电池被广泛应用于电子产品、新能源汽车等领域。然而，电池长期使用必然会发生老化失效的现象，在一定程度上会影响产品的使用。 0003 锂离子电池作为一个稳定的电化学系统，循环寿命可达到 10003000 次，使用年限可达 58 年。电池的荷电状态（SOC， State of Charge，又称荷电量）是一个用来描述电池所含电量的指标，随着电池的老化，电池的容量逐渐减少。然而，电动汽车要求电。

17、源使用年限达 10 年以上，这就要求我们能够监控电池在使用中的衰退情况，深入地认识锂离子动力电池寿命的制约因素，以延长电池的使用寿命。另外，电池健康状态（SOH， State of Health）是一个描述电池质量的综合指标，电池 SOH 的检测对于开发长寿命电池和管理电源系统来说具有重要的应用价值。 0004 电池系统通常包含正极、负极、电解液、隔膜、集流体等多个部分，因此电池老化失效原因包括活性锂损失、电极材料结构破坏、电解液分解、集流体腐蚀等十几种机制。电池检测方法除了要能够准确的诊断电池 SOH，还要能检测出电池老化的可能机制，方便进一步分。

18、析，从而可以用来指导改善电池的制造工艺或者使用条件，以延长电池使用寿命。 0005 现有的 SOH 评价方法，主要是基于电池的容量和内阻，容量的测试一般需要长时间的放电，内阻测试分为交流阻抗和直流内阻，交流阻抗能给出电池内部更为细致的信息，但需要专业的设备且成本很高，而直流内阻测试对于电池 SOH 的评价过于简单。且目前的研究方法主要是通过拆解电芯，结合材料学研究手段来分析，这种方法是破坏性的，不适合大量电芯的监测和分析。 0006 总之，现有的电池 SOH 评价存在以下缺点：检测过程复杂费时，时间成本和人力成本投入巨大；评价的层次不够深入，只能描述。

19、表象不能分析实质；不能做到快速、无损检测。发明内容 0007 有鉴于此，有必要提供一种快速、无损的电池健康状态的检测方法。 0008 另，还有必要提供一种诊断电池健康状态的方法。 0009 另，还有必要提供一种诊断电池荷电量和健康状态的方法。 0010 一种电池健康状态的检测方法，其包括如下步骤：步骤 S11，获取电池当前的电池容量 C ；步骤 S12，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲。

20、线；步骤 S13，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne 说明书 CN 104502859 A 5 2/10 页 6 （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 S12 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn和 T 1Tn的值，其中， Voc表示电池电压稳定后的值， V1Vn表示不同的去极化过程中引。

21、起的电压值的变化， T1Tn表示该过程的时间常数；步骤 S14，在电池循环工作 N1、 N2、、 Nm次后（m 为整数， N 1N2 Nm），分别重复上述步骤 S11S13，获得电池在不同循环工作次后的 V-t 曲线的拟合曲线，并获取电池在不同循环工作次后的电池容量 C、 Voc、 V1Vn和 T 1Tn的值；步骤 S15，依据步骤 S11S14 所获得的电池在不同循环工作次后的电池容量 C、 Voc、 V1Vn以及T1Tn的值，获取用于检测、诊断所述电池健康状态的指标值和/或所述电池健康状态的指标值在电池不同循环工作次后的变化趋势。 0011 一种应用所述电池。

22、健康状态的检测方法诊断电池健康状态的方法，其包括如下步骤：步骤 A1，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线；步骤 A2，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 A1。

23、中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn、 T1Tn的值；步骤A3，将所获得的Voc、 V1Vn以及T1Tn的值与所述指标值或变化趋势对比，以诊断该电池健康状态。 0012 一种应用所述电池健康状态的检测方法诊断电池荷电量和健康状态的方法，其包括如下步骤：步骤 B1，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线；步。

24、骤 B2，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne （-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20），对步骤 B1 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程中的 V-t 曲线进行非线性拟合，得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn、 T1Tn的值；步骤B3，将获得的Voc、 V1Vn以及T1Tn的值与所述指标值或变化趋势对比，以诊断该电池的荷电量和健康状态。 0013 所述电池健康状态的检。

25、测方法通过采集电池充 / 放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，得到 V-t 曲线，再通过对该曲线进行非线性拟合，即可得到拟合曲线及指标值参数，并绘制相关解析曲线，实际应用时通过对待测电池的相关参数与指标值参数的对比，即可检测出电池 SOH。该方法可以在不影响锂离子电池工作、不损坏电池性能的前提下，对电池内部的极化过程做出分析，该检测过程不需要昂贵的测试仪器，可以集成在动力电池的充电桩或者 BMS（电池管理系统）中，能够实时的、无损的和快速的评价锂离子动力电池单体或模组的 SOH，分析电池的老化失效的因素。说明书 CN 104502。

26、859 A 6 3/10 页 7 附图说明 0014 图 1 为本发明第一实施方式的电池健康状态的检测方法的流程图。 0015 图 2 为本发明第二实施方式的电池健康状态的检测方法的流程图。 0016 图 3 为本发明实施例一中的锂离子动力电池的放电 - 搁置过程中的 V-t 曲线和 I-t 曲线。 0017 图 4 为图 3 所示的锂离子动力电池的搁置期间的 V-t 曲线和拟合曲线。 0018 图 5 为本发明实施例一中的锂离子动力电池在不同寿命阶段的 V-t 拟合曲线。 0019 图 6 为本发明实施例一中的锂离子动力电池在不同寿命阶段下检测获得的参数数据库。 0020 图 7 为本发明。

27、实施例一中的锂离子动力电池在不同寿命阶段下的 SOH 解析图。 0021 图 8 为本发明实施例二中的锂离子动力电池的放电 - 搁置 - 充电期间的 V-t 曲线和 I-t 曲线。 0022 图9为图8所示的锂离子动力电池在充电至100%SOC后的V-t曲线及其拟合曲线。 0023 图10为本发明实施例二中的锂离子动力电池在充电至不同SOC后搁置期间的V-t 的拟合曲线。 0024 图 11 为本发明实施例二中的锂离子动力电池在不同 SOC 下检测获得的参数数据库。 0025 图 12 为本发明实施例二中的锂离子动力电池在不同 SOC 下的解析图。具体实施方式 0026 本发明提供的电池。

28、健康状态（SOH， State of Health）的检测、诊断方法可用于检测、诊断锂离子电池、铅酸电池、镍铬电池等电池的 SOH，也可用于电池性能测试机、蓄电池化成机、充电桩、充电站、电池管理系统、电动汽车电池模块等的 SOH 的检测。 0027 请参阅图 1，为本发明第一实施方式中提供的一种电池健康状态的检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：步骤 S11，获取电池的当前的电池容量 C。其中，该电池可以为电池单体或电池模组，该电池可以为以金属、塑料硬壳、铝塑复合膜软包等作为壳体的动力电池。 0028 具体的，在本实施方式中，所述电池容量。

29、C 的获取方法为：将电池放置在 25的环境中，以标称容量 1C（1C 是指一个小时把电池充满所采用的电流）的电流恒流充电至该电池的额定充放电电压的最大值，然后以标称容量 1C 的电流恒流放电至电池的额定充放电电压的最小值，记录放电时间 t。然后利用公式：电池容量（C） = 恒流放电电流（I）放电时间（t），计算出此时的电池容量 C。 0029 在本实施方式中，步骤 S11 还包括在测试完电池容量 C 之后搁置所述电池使电池电压回稳的过程。 0030 步骤 S12，对所述电池进行充电或放电至一截止电压，搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及。

30、搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，得到 V-t、 I-t 曲线。其中，在搁置期间电池两端的电压会自动回稳至某一稳定的电压值，且搁置期间电流为零。说明书 CN 104502859 A 7 4/10 页 8 0031 在本实施方式中，所述步骤 S12 还包括将所述电池放置在预设的恒温环境下的步骤，该步骤使所述电池的内外部温度均衡，然后在该恒温环境下，对所述电池进行充电或放电至一电压值，以及搁置所述电池一段时间，采集电池充电或放电期间及搁置期间电池的电流和两端的电压随时间的变化，得到 V-t、 I-t 曲。

31、线。 0032 所述恒温环境的温度优选为 -2060范围内的任意一温度值。所述充电或者放电的截止电压值可为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值。所述充电或放电的方法可以为恒电流充放电、脉冲电流充放电、恒压充放电或者恒功率充放电等。其中，对于恒电流充放电，电流范围为 0.110C ；对于脉冲电流充放电，脉冲时间范围为 1100s。所述电池的搁置时间优选为 3min 以上。采集电流和电压时使用电压电流测试仪，该电压电流测试仪可以为电池性能测试仪、电化学工作站、电池充放电测试仪、电池化成机等具有电压检测功能的测试设备。可以使用间隔时间（t）和电压差（V）中。

32、的一种或两种作为采集频率的标准。该采集频率的范围可以为：测试仪的最小时间分辨值 t10s，或者测试仪的最小电压分辨值 V0.2V。 0033 步骤 S13，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne（-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne （-t/Tn），其中（T1T2Tn， 1 n 20， e 是自然常数），对步骤 S12 中获得的 V-t 曲线中电池的电压在一回稳的过程的 V-t 曲线进行非线性拟合得到拟合曲线，并获取 Voc、 V1Vn以。

33、及 T1Tn的值。 0034 其中，在放电 - 搁置期间，即回稳电压呈升高趋势时，采用公式（2） V=Voc-V1e（-t/ T1） -V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn）进行非线性拟合；在充电 - 搁置期间，即回稳电压呈降低趋势时，则采用公式（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne（-t/Tn）进行非线性拟合。 0035 Voc表示电池电压稳定后的值，也称开路电压； n 对应不同的去极化过程， n 取值越大，越接近真实情况，拟合越精确，但同时计算量越复杂，实际以拟合效果 R2大于 0.98 为佳； V1Vn表示不同的去极。

34、化过程中引起的电压值的变化； T 1Tn表示该去极化过程的时间常数， Tn的大小对应去极化过程持续时间的长短， T n越大表明持续的时间越长，去极化的速度较慢，去极化程度较小，对应的， Tn越小表明持续的时间越短，去极化的速度较快，去极化程度较大。 0036 电池内部发生的主要的三种去极化过程为去欧姆极化、去电化学极化和去浓差极化。去欧姆极化对应的时间常数小于去电化学极化对应的时间常数，去电化学极化对应的时间常数小于去浓差极化所对应的时间常数。如此，即可以通过每个去极化过程对应的 Tn 的大小判断该去极化具体属于哪一种去极化，并推断相关去极化过程主要的电化学过程。。

35、 0037 其中，与去欧姆极化相关的电化学过程是集流体的氧化、惰性层的形成、粘结剂的氧化分解、导电剂的氧化等；与去电化学极化相关的电化学过程是电解液中活性锂含量的变化，电解液副反应等，该电解液副反应包括六氟磷酸锂分解释放氟离子形成氟化锂、自由基形成等；与去浓差极化相关的电化学过程是 SEI 膜（固体电解质界面膜）的形成、破裂和再形成，电池活性材料的结构变化等，其中电池活性材料的结构变化包括石墨的层状结构破坏、颗粒内部出现裂纹、晶格畸变导致储锂位点减少、离子溶出导致材料结构受损等。 0038 在其他实施方式中，根据电池的内部设计和所选用的正负极材。

36、料种类和数目，去极化过程可以依据不同的 Tn有更多的细分，即 n 可以有多种取值。每一个 n 的取值不特指说明书 CN 104502859 A 8 5/10 页 9 某一具体的去极化过程（即不限定 n=1 为去欧姆极化、 n=2 为去电化学极化，诸如此类），同领域技术人员可以依据电化学知识判断出具体案例中的主要的去极化过程，并依据时间常数的大小将这些去极化过程分别与每一个 n 对应，方便做解析研究。 0039 步骤 S14，使电池循环工作 N1、 N2、、 Nm次（m 为整数， N 1N2 Nm，电池循环工作一次即电池完成一个充电 - 搁置 - 放电的过程或。

37、者完成一个放电 - 搁置 - 充电的过程），对每一循环工作次的电池分别重复上述步骤 S11S13，获得该电池在不同寿命阶段（该寿命阶段是指电池在工作状态下的循环工作次）的 V-t 曲线的拟合曲线，并获取电池在不同寿命阶段的电池容量 C、 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值。 0040 步骤 S15，依据步骤 S11S14 所获得的电池在不同寿命阶段的电池容量 C、 Voc、 V1Vn和 T 1Tn，获取用于检测、诊断所述电池 SOH 的指标值，以及该电池 SOH 的指标值在电池寿命阶段内的变化趋势。在一实施方式中，所述步骤 S15 在得到电池在不同寿命阶段。

38、的电池容量 C、 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值后还包括将所述电池在不同寿命阶段的电池容量 C、 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值存储、记录于一参数数据库中。其中，所述用于检测、诊断所述电池 SOH 的指标值可以是电池容量 C、 Voc、 V1Vn以及 T 1Tn等参数值中的一个、几个或者由它们中的几个通过运算所得到的值。该数据库可以关联在电池 SOH 的测试系统里面，也可以记录在一般的表格中。 0041 具体的，用于检测电池 SOH 的各项指标的变化趋势可以利用根据不同寿命阶段的电池 SOH 的指标值绘制的相关解析曲线上得到。 0042 另外，在。

39、一实施方式中，对同一类别的电池利用上述检测、诊断方法进行检测、诊断时，可以检测得到更多电池在一特定循环次数后的电压回稳过程的电池容量 C、 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值，并将电池在该特定循环次数后的电池容量 C、 V oc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值作为一条记录，存储于一参数数据库中，即该参数数据库记录了电池在不同寿命阶段的电池容量 C、 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值。在需要知道某一电池当前寿命阶段内的 SOH 时，仅需要对该电池重复步骤 S12S13，得到一组 Voc、 V1Vn、 T1Tn，然后将所得数据与该类电池 SOH 的相关。

40、指标的参数数据库中的数据进行对比，即可以推断该电池此时的循环次数、电池容量，以评价该电池 SOH。 0043 请一并参阅图 2，为本发明第二实施方式中提供的一种电池健康状态的检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：步骤 S21，使电池的内外部温度均衡。该电池可以为电池单体或电池模组，该电池可以为以金属、塑料硬壳、铝塑复合膜软包等作为壳体的动力电池。 0044 具体的，在本实施方式中，将该电池放置在预设的恒温的环境下一段时间，使得该电池的内外部温度均衡。该恒温环境的温度优选为 -2060范围内的任意一温度值，该放置时间优选为 2h 以上。 0045 步骤 S。

41、22，在上述恒温环境下，对电池放电至一截止电压，结束放电，搁置所述电池一段时间，接着对电池充电，每充一定量的 SOC （电池的荷电量 / 荷电状态：电池的剩余容量与完全充电状态的容量的比值），搁置所述电池一段时间，采集在放电期间、放电后的搁置期间、及充电期间内的每一次充电和搁置期间电池的电流和电池两端的电压值随时间的变化，记录采集得到的电流 I、电压 V、时间 t，绘制得到 V-t、 I-t 曲线。其中，在搁置期间电池两端的电压会自动回稳至某一稳定的电压值，且搁置期间电流为零。说明书 CN 104502859 A 9 6/10 页 10 0。

42、046 在本实施方式中，所述充电期间为一个 0%100%SOC 的完全充电期间。可以理解的，在其他实施方式中，所述充电期间可以不是一个完全充电期间，例如可以是 0% 任意一 SOC 的充电期间。 0047 所述充电或者放电的截止电压值可为电池的额定充放电电压区间内的任一电压值。所述充电或放电的方法可以为恒电流充放电、脉冲电流充放电、恒压充放电或者恒功率充放电等。其中，对于恒电流充放电，电流范围为 0.110C（1C 是指一个小时把电池充满所采用的电流）；对于脉冲电流充放电，脉冲时间范围为 1100s。所述电池的搁置时间优选为 3min 以上。采集电流和电压时使用。

43、电压电流测试仪，该电压电流测试仪可以为电池性能测试仪、电化学工作站、电池充放电测试仪、电池化成机等具有电压检测功能的测试设备。可以使用间隔时间（t）和电压差（V）中的一种或两种作为采集频率的标准。该采集频率的范围可以为：测试仪的最小时间分辨值 t10s，或者测试仪的最小电压分辨值 V0.2V。 0048 步骤 S23，应用非线性拟合 V-t 曲线的模型公式：（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne（-t/Tn），或者（2） V=Voc-V1e（-t/T1）-V2e（-t/T2）-Vne （-t/Tn），其中（T1T2Tn。

44、， 1 n 20， e 是自然常数），对步骤 S22 中获得的 V-t 曲线中电池的每一个电压回稳的过程的 V-t 曲线的分别进行非线性拟合，得到对应的拟合曲线，并获取每一条拟合曲线所对应的 Voc、 V1Vn以及 T 1Tn的值。 0049 其中，在放电 - 搁置期间，即回稳电压呈升高趋势时，采用公式（2） V=Voc-V1e（-t/ T1） -V2e（-t/T2）-Vne（-t/Tn）进行非线性拟合；在充电 - 搁置期间，即回稳电压呈降低趋势时，则采用公式（1） V=Voc+V1e（-t/T1）+V2e（-t/T2）+Vne（-t/Tn）进行非线性拟合。 00。

45、50 Voc表示电池电压稳定后的值，也称开路电压； n 对应不同的去极化过程， n 取值越大，越接近真实情况，拟合越精确，但同时计算量越复杂，实际以拟合效果 R2大于 0.98 为佳； V1Vn表示不同的去极化过程中引起的电压值的变化； T 1Tn表示该去极化过程的时间常数， Tn的大小对应去极化过程持续时间的长短， T n越大表明持续的时间越长，去极化的速度较慢，去极化程度较小，对应的， Tn越小表明持续的时间越短，去极化的速度较快，去极化程度较大。 0051 电池内部发生的主要的三种去极化过程为去欧姆极化、去电化学极化和去浓差极化，可以通过每个去极。

46、化过程对应的 Tn的大小判断该去极化具体属于哪一种去极化，并推断相关去极化过程主要的电化学过程。 0052 根据电池的内部设计和所选用的正负极材料种类和数目，去极化过程可以依据不同的 Tn有更多的细分，即 n 可以有多种取值。每一个 n 的取值不特指某一具体的去极化过程（即不限定 n=1 为去欧姆极化、 n=2 为去电化学极化，诸如此类），同领域技术人员可以依据电化学知识判断出具体案例中的主要的去极化过程，并依据时间常数的大小将这些去极化过程分别与每一个 n 对应，方便做解析研究。 0053 步骤 S24，依据所述每一条拟合曲线所对应的参数值： Voc、 V1V。

47、n、 T1Tn，获取用于检测所述电池 SOH 的指标值，以及该电池 SOH 的指标值在电池充电期间内的变化趋势。其中，所述用于检测所述电池 SOH 的指标值可以是 Voc、 V1Vn以及 T 1Tn等参数值中的一个、几个或者由它们中的几个通过运算所得到的值。通过获得电池在充电期间内不同 SOC 条件下的电池 SOH 的指标值，即可确定用于检测所述电池 SOH 的指标值在电池不同 SOC 时的变化趋说明书 CN 104502859 A 10 7/10 页 11 势。 0054 具体的，用于检测电池 SOH 的各项指标的变化趋势可以利用在电池充电期间内的不同 SOC 下的。

48、指标值绘制的解析曲线上得到。 0055 另外，对于同一类电池可利用上述步骤 S21S23 的方法，测试解析得到电池在更多不同 SOC 下的电压回稳过程的 Voc、 V1Vn、 T1Tn和 I 的值，即可以建立该类电池在不同 SOC 条件下的电池 SOH 的指标值的参数数据库。该数据库可以记录或关联在电池 SOH 的测试系统里面，也可以记录在一般的表格中。在需要知道某一电池的 SOC 时，因为此时电池的 SOC 为未知量所以需要重复第一实施方式中的步骤 S12S13，得到一组 Voc、 V1Vn、 T1Tn，然后将所得数据与不同 SOC 条件下的电池 SOH 的指标值的参数数据库中的数据进行对比，即可以推断出该电池的SOC及SOH。上述两个电池SOH的检测过程中还可以记录电池的电池内阻、自放电率等作为电池 SOH 的指标值记录在参数数据库中，以方便对电池 SOH 进行检测。 0056 下面通过具体实施例来对本发明进行具体说明。 0057 实施例 1 请结合参阅图 36。 0058 本实施例1提供了一额定容量为1.1Ah的18650型磷酸铁锂/石墨动力电池单体。