[发明专利]一种评估锂电池的健康状态的方法和系统

说明书

本发明提供一种评估锂电池的健康状态的方法和系统，所述方法通过测量锂电池的开路电压，然后根据开路电压的大小并结合不同类型电池的工作电压的上、下限值，恒流充/放电的时间，计算电池的剩余容量，最后根据电池的剩余容量和标称容量的比值确定电池的健康状态，所述比值越大，则健康状态愈好。本发明所述的评估锂电池的健康状态的方法和系统操作简便，速度快，不仅为在役电池的筛选以及分级组合提供科学依据，而且能够有效延长锂电池服役期限，降低锂电池的全生命周期成本，提高资源利用的有效性和合理性。

技术领域

本发明涉及锂电池梯次利用领域,并且更具体地，涉及一种评估锂电池的健康状态的方法和系统。

背景技术

在退役锂电池梯次利用领域，主要需解决以下两个方面的问题：一是退役锂电池能否开展梯次利用；二是退役电池在梯次利用中还能提供多少使用价值，即对电池的健康状态进行评估。中国目前大量锂电池已面临退役，巨大的环保和资产处置压力使开展退役锂电池梯次利用更为一个急需解决的技术问题。从应用层面来看，最主要需解决的是锂电池状态与应用场景的适配性工作，通过为不同状态的锂电池选择合适的应用场景，降低退役锂电池梯次利用过程中的应力，延长退役锂电池的使用寿命，减低梯次利用过程中的安全风险。这一工作的重要前提是通过针对锂电池的健康状态评估，充分了解电池剩余的使用价值和工作能力。但锂电池状态受到多种因素的影响，估算较为复杂。随着电池的老化，电池状态的变化主要体现在容量和内阻上。当电池健康状态恶化时，其阻抗会逐渐增大，容量、能量、功率将发生不同程度的衰减。目前，在锂电池健康状态评估方面，主要是将容量、内阻、功率或循环次数中的一种或几种作为估计参数，根据参数变化规律，进行数学拟合回归，得到适合于特定电池的健康状态评估算法，但上述方法都比较繁琐，需要的时间相对较长。

发明内容

为了解决背景技术中对锂电池的健康状况评估技术手段繁琐，需要的时间长的技术问题，本发明提供一种评估锂电池的健康状态的方法，所述方法包括：

在设置的温度区间测量锂电池的开路电压U_t；

根据预先建立的锂电池开路电压OCV与荷电状态SOC的关系曲线确定电池的荷电状态SOC₀；

根据测量的开路电压U_t和预先确定的开路电压临界值U_l，判断对锂电池执行充/放电；

当以恒定电流I对电池充/放电时，记录充/放电至电压阈值时的充/放电时间t；

根据所述电流I、充/放电时间t和荷电状态SOC_t，计算电池的剩余容量Q_S；

根据电池剩余容量Q_s和标称容量Q₀的比值评估电池的健康状态。

进一步地，所述方法确定锂电池的开路电压OCV与荷电状态SOC的关系曲线包括：

在室温下将锂电池放电至下限电压，记录SOC₀值为0，并记录测量开路电压OCV₀；

以第一固定时间间隔对锂电池进行充电，并静置第二固定时间间隔，记录锂电池的开路电压OCV_i和容量Q_i；

对所述锂电池进行间歇充电直至锂电池满电状态，记录SOC_F值为100,记录锂电池的开路电压OCV_F和容量Q_F；

根据容量Q_F和Q_i计算荷电状态SOC_i；