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    重庆时时彩怎么看组三: 一种动力锂电池劣化程度估算方法.pdf

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    一种 动力 锂电池 程度 估算 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201710062894.0

    申请日:

    2017.01.23

    公开号:

    CN106772099A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/36申请日:20170123|||公开
    IPC分类号: G01R31/36 主分类号: G01R31/36
    申请人: 合肥国轩高科动力能源有限公司
    发明人: 王世旭
    地址: 230011 安徽省合肥市新站区岱河路599号
    优先权:
    专利代理机构: 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115 代理人: 金凯
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710062894.0

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种动力锂电池劣化程度估算方法,属于动力电池技术领域,包括:在不同温度环境下,对测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,得到测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值;根据测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,建立劣化程度??欧姆阻抗模型;根据采集的待检锂电池的欧姆阻抗和待检锂电池工作环境的温度,利用所述劣化程度??欧姆阻抗模型估算待检锂电池的劣化程度。通过分析不同劣化程度的动力锂电池的电化学阻抗谱曲线及欧姆阻抗的数据,建立劣化程度??欧姆阻抗模型,在不破坏电池结构的前提下,利用待检锂电池的欧姆阻抗即可估算待检锂电池的劣化程度,具有普适性和实施性,适于大力推广使用。

    权利要求书

    1.一种动力锂电池劣化程度估算方法,其特征在于,包括:
    S1、在不同温度环境下,对测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,得到测试
    锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值;
    S2、根据测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,建立劣化程度-欧姆阻抗模型;
    S3、根据采集的待检锂电池的欧姆阻抗和待检锂电池工作环境的温度,利用所述劣化
    程度-欧姆阻抗模型估算待检锂电池的劣化程度。
    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,所述的劣化程度-欧姆阻抗模型
    具体为:
    <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>Re</mi> <mo>-</mo> <mi>A</mi> </mrow> <mrow> <msup> <mi>BT</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mi>C</mi> <mi>T</mi> <mo>+</mo> <mi>D</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>
    其中,Qloss为劣化程度,Re为欧姆阻抗,T为待检锂电池工作环境的温度,A为待检锂电池
    欧姆阻抗的初始值,B、C、D为拟合得到的常数。
    3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的步骤S1具体包括:
    在不同温度环境下对至少三个测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,得到
    不同温度环境下至少三个测试锂电池不同劣化程度对应的电化学阻抗谱曲线;
    对测试锂电池不同劣化程度的电化学阻抗谱曲线进行分析,得到测试锂电池不同劣化
    程度对应的欧姆阻抗值;
    根据测试锂电池不同劣化程度的电化学阻抗谱曲线和欧姆阻抗值,建立所述的劣化程
    度-欧姆阻抗模型。
    4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的对测试锂电池不同劣化程度的电化学
    阻抗谱曲线进行分析,得到测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,包括:
    将不同劣化程度的动力锂电池的电化学阻抗谱图作为基础阻抗谱,放入电化学阻抗数
    据库,建立不同劣化程度的锂电池电化学阻抗数据库;
    采用ZView软件分析不同劣化程度的锂电池电化学阻抗数据库中的锂电池电化学阻抗
    谱图,得到锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗。
    5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,所述的对测试锂电池进行加速
    寿命测试,具体包括:
    根据测试锂电池的循环寿命测试标准,加速测试锂电池的劣化。

    说明书

    一种动力锂电池劣化程度估算方法

    技术领域

    本发明涉及动力电池技术领域,特别涉及一种动力锂电池劣化程度估算方法。

    背景技术

    随着新能源汽车的快速发展,动力锂电池劣化问题日益受到人们的关注。对动力
    锂电池劣化程度的监控和测试是一个非常复杂的过程,目前,动力锂电池劣化程度估算的
    一般过程是:首先通过得到锂电池的容量参数和寿命的递减规律,然后根据锂电池的容量
    参数和寿命的递减规律计算出锂电池当前的劣化程度。但是现行的这种估算方法存在着严
    重的缺陷:由于需要长时间的循环寿命测试才能得到锂电池的容量,使得无法实时有效的
    估算锂电池劣化程度,因此利用锂电池容量来估算电池的劣化程度具有很大的局限性。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种动力锂电池劣化程度估算方法,以解决现行方法无法
    实时有效的估算锂电池劣化程度的问题。

    为实现以上目的,本发明采用的技术方案为:提供一种动力锂电池劣化程度估算
    方法,该方法包括:

    在不同温度环境下,对测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,得到测
    试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值;

    根据测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,建立劣化程度-欧姆阻抗模型;

    根据采集的待检锂电池的欧姆阻抗和待检锂电池工作环境的温度,利用所述劣化
    程度-欧姆阻抗模型估算待检锂电池的劣化程度。

    与现有技术相比,本发明存在以下技术效果:本发明通过分析不同劣化程度的动
    力锂电池的电化学阻抗谱曲线及欧姆阻抗的数据,建立劣化程度-欧姆阻抗模型,在不破坏
    电池结构的前提下,利用待检锂电池的欧姆阻抗即可估算待检锂电池的劣化程度,具有普
    适性和实施性,适于大力推广使用。

    附图说明

    图1是本发明一实施例提供的一种动力锂电池劣化程度估算方法的流程示意图;

    图2是本发明一实施例中动力锂电池劣化程度估算方法的具体流程示意图;

    图3是本发明一实施例中动力锂电池不同劣化程度对应的电化学阻抗谱图;

    图4是本发明一实施例中对LiFePO4锂电池电化学阻抗测试流程示意图。

    具体实施方式

    下面结合图1至图4所示,对本发明做进一步详细叙述。

    如图1、图2所示,本实施例公开了一种动力锂电池劣化程度估算方法,该方法包括
    如下步骤S1至S3:

    S1、在不同温度环境下,对测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,得到
    测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值;

    S2、根据测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,建立劣化程度-欧姆阻抗模
    型;

    S3、根据采集的待检锂电池的欧姆阻抗和待检锂电池工作环境的温度,利用所述
    劣化程度-欧姆阻抗模型估算待检锂电池的劣化程度。

    进一步地,步骤S2中的劣化程度-欧姆阻抗模型具体为:


    其中,Qloss为劣化程度,Re为欧姆阻抗,T为待检锂电池工作环境的温度,A为待检
    锂电池欧姆阻抗的初始值,B、C、D为拟合得到的常数。

    进一步地,步骤S1具体包括:

    在不同温度环境下对至少三个测试锂电池进行加速寿命测试和电化学阻抗测试,
    得到不同温度环境下至少三个测试锂电池不同劣化程度对应的电化学阻抗谱曲线;

    对测试锂电池不同劣化程度的电化学阻抗谱曲线进行分析,得到测试锂电池不同
    劣化程度对应的欧姆阻抗值;

    根据测试锂电池不同劣化程度的电化学阻抗谱曲线和欧姆阻抗值,建立所述的劣
    化程度-欧姆阻抗模型。

    具体地,本实施例在至少三个不同温度环境下,对选取的至少三个测试锂电池进
    行测试,以得到锂电池不同劣化程度对应的电化学阻抗谱图。锂电池不同劣化程度的电化
    学阻抗谱图如图3所示。

    进一步地,所述的对测试锂电池不同劣化程度的电化学阻抗谱曲线进行分析,得
    到测试锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗值,包括:

    将不同劣化程度的动力锂电池的电化学阻抗谱图作为基础阻抗谱,放入电化学阻
    抗数据库,建立不同劣化程度的锂电池电化学阻抗数据库;

    采用ZView分析不同劣化程度的锂电池电化学阻抗数据库中的锂电池电化学阻抗
    谱图,得到锂电池不同劣化程度对应的欧姆阻抗。

    需要说明的是,本实施例在对锂电池电化学阻抗谱图进行分析时,采用的软件包
    括但不限于电化学阻抗拟合软件ZView。通过电化学阻抗拟合软件ZView进行分析时,确定
    电化学阻抗谱与实轴的交点的值即为锂电池的欧姆阻抗。

    进一步地,在步骤S1中,所述的对测试锂电池进行加速寿命测试,具体包括:

    根据测试锂电池的循环寿命测试标准,加速测试锂电池的劣化。

    需要说明的是,本实施例中结合加速寿命试验和电化学阻抗测试对锂电池进行测
    试的具体过程是指:根据锂电池的循环寿命测试标准,加速测试锂电池的劣化过程,并在锂
    电池的劣化过程中,对不同劣化程度的锂电池进行电化学阻抗测试,采集不同劣化程度的
    锂电池的电化学阻抗谱图。

    具体地,如图4所示,以对磷酸铁锂LiFePO4锂电池进行循环寿命测试和电化学阻
    抗测试EIS为例,对本实施例中公开的方法进行说明如下:

    (1)选择3只13Ah的LiFePO4锂电池;

    (2)a、在25℃室温环境中,电池先以循环倍率为1C即13A的电流放电至2.0V,搁置1
    个小时,然后以13A电流恒流充电至3.65V,转恒压充电,至充电电流降至0.65A后停止充电,
    充电结束后搁置1小时;

    b、在25℃室温环境中,电池以13A电流恒流放电至2.0V;

    c、计算放电容量,以Ah计算,然后重复a~c三次,取三次放电容量的平均值作为该
    电池的初始容量Q0。

    (3)在25℃室温环境中,电池以13A电流恒流放电至2.0V,此时电池为空电态即
    SOC:%0,然后采用Solarton1287+1260电化学工作站测量其电化学阻抗,获得欧姆阻抗。

    (4)把三只LiFePO4锂电池放置在三个不同温度即25℃,45℃,55℃的恒温箱内,进
    行循环寿命测试,其过程如下:

    d、电池以13A电流恒流放电至2.0V,搁置1个小时;

    e、然后以13A电流恒流充电至3.65V,转恒压充电,至充电电流降至0.65A后停止充
    电,搁置1小时;

    f、重复步骤d~e,循环N周,计算放电容量QN,以Ah计。

    (5)计算容量变化率(Change Rate),CR%=(Q0-QN)/Q0,以容量保持率变化5%为
    步长,重复步骤(3)~(4)。

    (6)判断容量保持率是否大于85%,大于85%,则重复步骤(3)~(5),小于85%,则
    结束实验。

    如此,便可采集到三只LiFePO4锂电池在不同劣化程度时对应的电化学阻抗谱图,
    采用ZView软件分析不同劣化程度时对应的电化学阻抗谱图,得到不同温度环境下锂电池
    不同劣化程度时的欧姆阻抗值,如表1所示:

    表1



    根据表1中的数据,建立劣化程度-欧姆阻抗模型为:


    将采集到的待检锂电池的欧姆阻抗和工作环境温度代入公式即可计算出待检锂
    电池的劣化程度。

    需要说明的是,在实际应用过程中,本领域技术人员还可以根据整车电池管理系
    统的实际应用情况,对本实施例中的劣化程度-欧姆阻抗模型进行修正,以使劣化程度-欧
    姆阻抗模型更加符合实际应用情况。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和
    原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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