[发明专利]一种锂离子电池健康状态估计方法

说明书

一种锂离子电池健康状态估计方法，所述方法如下：获取锂离子电池老化前后以一定的工作制度充放电时的放电电压、放电电流、放电时间数据；截取第一步获取的数据在相同荷电状态区间内的放电电压、放电电流、放电时间数据；定义锂离子电池的健康状态指示因子表达式；获取第三步中的V_{lower limit}值；得到公式中的HI值，获得电池的健康状态。本发明的优点是：本发明从电池工作时可实时测量的表观数据(放电电压、放电电流、放电时间)出发，获得的锂离子电池健康状态估计方法具有参数易获取、普适通用、可实时应用的特性，易于嵌入电池管理系统估计电池的健康状态，大大改善了现有的测试制度或测试设备的缺点，实用性很强。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池健康状态估计方法。

背景技术

锂离子电池的健康状态(State of Health，SOH)经常被用于表征电池的老化程度，目前主要有两种定义方法，一：电池老化后的最大可用容量与电池完全健康时的最大可用容量的百分比；二：电池老化后的阻抗与电池完全健康时的阻抗的百分比。准确及时地估计电池健康状态不仅对电池安全高效地运行具有重大意义，而且可以为电池剩余可用寿命的预测提供数据支持。

现有的锂离子电池健康状态估计方法中，容量值的获取需要在恒定温度条件下采用恒流恒压法将电池充电至满荷电状态，然后采用恒流法将电池放电至截至电压，并循环充放电至少3次，取平均值作为电池当前状态的最大可用容量值，不仅耗时长，而且多数情况下电池都是在动态充放电或浅充放电，因此这种方法难以实现实时在线应用。阻抗值的获取主要有脉冲法和电化学阻抗谱法，但这两种方法均存在较大的弊端，一方面需要保证电池老化前后的荷电状态及温度相同，另一方面前者需要测试设备具有足够高的测量精度，而后者需要特定的测试设备，此外，由于电池在老化前后其阻抗值的变化幅度较小，因此基于阻抗的健康状态估计方法难以实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有锂离子电池健康状态估计方法需要特定的测试实验或特定的测试设备导致参数获取难且不适于在线实时应用的问题，提供一种锂离子电池健康状态估计方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种锂离子电池健康状态估计方法，所述状态估计方法包括以下步骤：

步骤一：获取锂离子电池老化前后以一定的工作制度充放电时的放电电压、放电电流、放电时间数据；所述的工作制度包括充放电方式、充放电电流和温度；

步骤二：截取步骤一中获取的数据在相同荷电状态区间内的放电电压、放电电流、放电时间数据；

步骤三：提出锂离子电池的健康状态指示因子表达式：

其中，所述HI为锂离子电池的健康状态值，t₀₁为电池老化前其对应相同荷电状态区间的起始时刻，t₀为电池老化后其对应相同荷电状态区间的起始时刻，t_end1为电池老化前其对应相同荷电状态区间的终止时刻，t_end为电池老化后其对应相同荷电状态区间的终止时刻，V_fresh(t)和V_aged(t)分别为电池老化前及老化后在步骤二中相同荷电状态区间内的放电电压数据，V_lowerlimit取锂离子电池完全放电时的放电截止电压值，I(t)是步骤二中相同荷电状态区间内锂离子电池的放电电流；

步骤四：设置V_lowerlimit值；

步骤五：根据公式(3)得到HI值，从而获得电池的健康状态。

一种以上所述的锂离子电池健康状态估计方法适用于所有材料体系的锂离子电池单体及电池组。