[发明专利]电池的健康状态评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种电池的健康状态评估方法及系统。健康状态评估方法包括以下步骤：S₁、获取同类型的多个电池的寿命衰减数据；S₂、根据寿命衰减数据构建电池的目标特征参数并计算容量数据序列；S₃、基于最小二乘法拟合容量数据序列和目标特征参数，以构建健康状态评估模型；健康状态评估模型用于计算电池的有效容量；目标特征参数包括以下参数中的至少一种：等压降放电安时、等安时放电电压差、等压降充电安时和等安时充电电压差。本发明无需复杂的测试条件和模型，也不需要电池恒流条件下的完整充放电电压曲线，能准确预测电池的健康状态。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池的健康状态评估方法及系统。

背景技术

近年来，大容量电池储能系统在电力系统中的应用发展势头迅猛，发展潜力巨大。而与此同时电池储能系统的安全性也成为储能系统产业化的重要影响因素。因此，需要建立面向大规模电池成组使用下的电池进行健康状态评估(SOH)系统。针对这一问题，国内普遍采用电池内部参数估计法，内阻法及等效电路法。其中，内部参数估计法是从电池内部物理化学过程角度出发，利用内部性能状态参数可以计算得到电池的容量、内阻、瞬时功率等外部性能，可以得到一组评价电池健康状态的特征参数。内阻法认为直流内阻与电池健康状态存在一定关联，以直流内阻作为电池的健康特征。等效电路法辨识电池等效电路的参数，诸如开路电势、电阻、电容，作为电池的SOH特征量。另有研究认为随着电池老化，电池恒流充电或者放电过程中相等的电压变化区间对应的充放电时间是逐渐减小的，并以此作为SOH特征量。

但是现有技术的电池健康状态评估方法均存在一些缺陷：(1)电池内部参数估计法是通过内部性能状态参数估计计算得到电池的容量等参数，这样得到电池容量的数据偏于理想化，适应性不强，因为在储能电站的实际应用过程中电池的充放电受负载、天气以及外界因素影响极大；(2)内阻法在测量时需要在线捕捉电池突加负荷的电压瞬变，测量难度较大且存在较大误差，一致性较差；(3)等效电路法的模型本身存在一定误差，模型参数辨识依赖于最小二乘、遗传算法等优化方法，在线应用难以实现且容易陷入局部最优；(4)以等压差充放电时间作为SOH特征在应用中受到限制，如果在电压区间内电池既有充电又有放电，或者电流变化，则对应的时间无法反映电池的健康状态，无法在实际系统中应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池健康状态评估方法的缺陷，提供一种简单、准确、容易应用的电池的健康状态评估方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池的健康状态评估方法，所述健康状态评估方法包括以下步骤：

S₁、获取同类型的多个电池的寿命衰减数据；

S₂、根据所述寿命衰减数据构建电池的目标特征参数并计算容量数据序列；

S₃、基于最小二乘法拟合所述容量数据序列和所述目标特征参数，以构建健康状态评估模型；

所述健康状态评估模型用于计算电池的有效容量；

所述目标特征参数包括以下参数中的至少一种：等压降放电安时、等安时放电电压差、等压降充电安时和等安时充电电压差；

所述等压降放电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降放电后所对应的安时数；

所述等安时放电电压差表征每个充放电周期中将电池按照等安时放电后所对应的电压差；

所述等压降充电安时表征每个充放电周期中将电池按照等压降充电后所对应的安时数；

所述等安时充电电压差表征每个充放电周期中将电池按照等安时充电后所对应的电压差。