一种锂电池健康状态快速检测方法及系统与流程
本申请涉及电变量检测，具体涉及一种锂电池健康状态快速检测方法及系统。
背景技术：
1、锂电池目前已经在电动汽车、储能系统和航空航天等诸多领域被广泛应用，在实际运行过程中，锂离子电池的健康状态估计对于维护电池的安全、稳定运行至关重要。除此之外，精准的健康状态估计还可以为电池后续的运行提供重要的指导，这有利于延长电池的使用寿命。
2、电池的内阻大小是评估电池健康状态的重要指标，锂电池内部具有非常复杂的电化学特性，然而直接测量电池内阻难以满足现有对电池健康状态进行快速检测的需求。为实现在线快速检测，通常采用分析锂电池充、放电过程中电压和电流的变化特征，以提取锂电池的健康状态。在实际检测过程中，受电池在不同工作状态下其内部化学反应速率、强度不稳定，以及环境温度变化因素的影响，对电池健康状态检测精确度带来一定的干扰。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种锂电池健康状态快速检测方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本申请实施例提供了一种锂电池健康状态快速检测方法，该方法包括以下步骤：
3、获取电池系统内各电池组每次循环中充电阶段下所有采样时刻的电流、电压及温度数据；
4、各电池组每次循环充电阶段中各采样时刻与其下一采样时刻电流数据的积分，作为各电池组每次循环中充电阶段的各个容量数据；
5、基于各电池组每次循环中充电阶段的所有容量数据随电压数据变化及分布的情况，确定各电池组每次循环的电池充电阻抗；
6、基于各电池组每次循环中充电阶段所有温度数据的变化趋势和分布情况，结合所述电池充电阻抗确定各电池组的老化程度；
7、基于电池系统中所有电池组在同一次循环中充电阶段结束时的容量数据之间的差异，结合所有所述老化程度确定电池系统的健康程度，以对电池进行检测。
8、优选的，所述各电池组每次循环的电池充电阻抗的确定方法为：
9、将各电池组每次循环中充电阶段的所有容量数据及所有电压数据，作为增容量分析方法的输入，得到各电池组每次循环中充电阶段的ic曲线；
10、确定各电池组每次循环中充电阶段的ic曲线上最大值点前后两拐点之间的ic曲线与电压数据所在坐标轴围成的面积；
11、分析各电池组每次循环及其前预设数量次循环中所有ic曲线上最大值点横坐标的离散程度；
12、分析各电池组每次循环中充电阶段的ic曲线上最大值与所述面积的乘积，记为各电池组每次循环的第一乘积；
13、基于所述离散程度和所述第一乘积确定各电池组每次循环的电池充电阻抗。
14、优选的，所述各电池组每次循环的电池充电阻抗为各电池组每次循环的所有ic曲线上最大值点横坐标的离散程度与所述第一乘积的比值。
15、优选的，所述各电池组的老化程度的确定过程为：
16、将各电池组每次循环中充电阶段下各采样时刻的温度数据及其前一采样时刻的温度数据的差值与对应采样时刻间差值的比值，作为各电池组每次循环中充电阶段各温度数据的斜率值；
17、分析各电池组每次循环中充电阶段的所有温度数据的斜率值的和值与所有温度数据极差的乘积，记为各电池组每次循环的第一温度乘积；
18、基于所有所述电池充电阻抗与所有所述第一温度乘积确定各电池组的老化程度。
19、优选的，所述基于所有所述电池充电阻抗与所有所述第一温度乘积确定各电池组的老化程度，进一步包括：
20、分析各电池组每次循环的电池充电阻抗与第一温度乘积的差异，记为各电池组每次循环的第一差异；
21、各电池组的老化程度为各电池组所有循环的第一差异的倒数融合的结果。
22、优选的，所述电池系统的健康程度的确定方法为：各电池组所有循环中充电阶段结束时的容量数据归一化的结果，组成各电池组的电池容量序列；
23、分析电池系统中所有两两组合的电池组的电池容量序列间距离的均值，记为电池系统的第一均值；
24、分析电池系统中所有电池组的老化程度的均值，记为电池系统的第二均值；
25、基于所述第一均值和所述第二均值确定电池系统的健康程度。
26、优选的，所述电池系统的健康程度的表达式为：；式中，表示电池系统的健康程度；表示电池系统的第一均值；表示电池系统的第二均值。
27、优选的，所述对电池进行检测，包括：
28、将电池系统中所有电池组最后一次循环中充电阶段结束时的容量数据均值的归一化结果，记为电池系统的容量值；
29、基于电池系统的容量值和健康程度确定电池系统的容量修正值；
30、若电池系统的容量修正值与容量值的比值大于预设数值时，则电池正常，反之，电池异常。
31、优选的，所述电池系统的容量修正值的表达式为：；式中，q表示电池系统的容量修正值；p为电池系统的容量值；f表示电池系统的健康程度；表示以2为底数的对数函数。
32、第二方面，本申请实施例还提供了一种锂电池健康状态快速检测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
33、本申请至少具有如下有益效果：
34、本申请基于各电池组每次循环中充电阶段的容量数据关于所有电压数据的一阶导数随电压数据变化及分布的情况，确定各电池组每次循环的电池充电阻抗，准确反映了每次循环中电池内部化学反应速率、强度特征；基于各电池组每次循环中充电阶段所有温度数据的变化趋势和分布情况，结合所述电池充电阻抗确定各电池组的老化程度；基于电池系统中所有电池组在同一次循环中充电阶段的容量数据之间的差异，结合所有所述老化程度确定电池系统的健康程度，以对电池系统的容量数据进行校正。本申请通过分析电池系统的健康程度和老化程度确定电池系统的真实容量数据，提高了对电池健康状态检测的精度。
技术特征：
1.一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述各电池组每次循环的电池充电阻抗的确定方法为：
3.如权利要求2所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述各电池组每次循环的电池充电阻抗为各电池组每次循环的所有ic曲线上最大值点横坐标的离散程度与所述第一乘积的比值。
4.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述各电池组的老化程度的确定过程为：
5.如权利要求4所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述基于所有所述电池充电阻抗与所有所述第一温度乘积确定各电池组的老化程度，进一步包括：
6.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述电池系统的健康程度的确定方法为：
7.如权利要求6所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述电池系统的健康程度的表达式为：；式中，表示电池系统的健康程度；表示电池系统的第一均值；表示电池系统的第二均值。
8.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述对电池进行检测，包括：
9.如权利要求8所述的一种锂电池健康状态快速检测方法，其特征在于，所述电池系统的容量修正值的表达式为：；式中，q表示电池系统的容量修正值；p为电池系统的容量值；f表示电池系统的健康程度；表示以2为底数的对数函数。
10.一种锂电池健康状态快速检测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种锂电池健康状态快速检测方法的步骤。
技术总结
本申请涉及电变量检测技术领域，具体涉及一种锂电池健康状态快速检测方法及系统，该方法包括：确定各电池组每次循环中充电阶段的电池充电阻抗；基于各电池组每次循环充电阶段所有温度数据的变化趋势和分布情况，结合所述电池充电阻抗确定各电池组的老化程度；基于电池系统中所有电池组在同一次循环中充电阶段的容量数据之间的差异，结合所有所述老化程度确定电池系统的健康程度，以对电池进行检测。本申请通过分析电池系统的健康程度和老化程度确定电池系统的真实容量数据，提高对电池健康状态检测的精度。
技术研发人员：潘浩良,张少真,裴兴利,刘雪松
受保护的技术使用者：天津海箭科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5
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