[发明专利]一种锂电池SOH的检测方法

说明书

本发明公开了一种锂电池SOH的检测方法，包括以下步骤：1）建立锂电池的等效电路模型，包括由开路电压Uoc、极化电容Cp、欧姆内阻Ro依次串联组成的支路，所述开路电压Uoc两端并联有自放电电阻Rd，极化电容Cp两端并联有极化内阻Rp，得到锂电池的等效电路模型的方程；2）根据锂电池的等效电路模型方程，建立电池SOC、欧姆内阻Ro、自放电内阻Rd的离散系统状态空间方程和观测方程；采用扩展卡尔曼滤波算法进行迭代计算，得到电池SOC、欧姆内阻Ro、自放电内阻Rd的估算值；3）将电池SOC、欧姆内阻Ro、自放电内阻Rd的估算值和锂电池的循环次数H作为输入变量输入神经网络模型，估算得到锂电池SOH。

技术领域

本发明涉及锂电池检测技术领域，具体涉及一种锂电池SOH的检测方法。

背景技术

随着城市的发展，生活水平的提高，社会对化石能源的需求不断加大，而化石能源对环境造成的不利影响日益凸显。为了应对不断加剧的能源危机和环境污染，新能源的研发和推广应运而生；动力锂离子电池是新能源之一，作为一种复杂的电化学系统，锂离子电池的健康状态(SOH)会随着被使用而逐渐退化，准确把握锂电池SOH的情况在锂离子电池的使用过程中非常重要。但在实际使用过程中，表征锂电池SOH的参数很难直接测试，锂电池SOH诊断为世界范围内的一大难题。

目前，对于锂电池SOH的测量主要有两种方法：一、锂电池使用过程中的最大可用容量与锂电池额定最大可用容量之比；二、锂电池使用过程中阻抗与锂电池健康时的阻抗之比。第一种方法中容量值的获取需要在相对稳定的条件采用恒流恒压将锂电池充电至满荷电状态，再用恒流方式将锂电池放至截止电压，经过多次循环，得出多组测量，最后取平均值作为锂电池当前可用容量，这种方法对测量环境要求较高，且耗时较长，因此在实际应用中难以实现，适合应用于实验中测试。第二种方法中阻抗值在锂电池老化前后的变化幅度较小，获取阻抗值的方法主要有脉冲法和电化学阻抗谱法，易受环境的影响，在实际使用中很少。

目前还有对锂电池SOH进行估算的方法，主要有两种，其一是基于电压测量估算的SOH方法：利用测量得到的电压值，计算锂电池电压在充电过程中的变化，进而估算相对锂电池SOH；该方法过度依赖电压值测测量，如果测量值误差较大，则会导致锂电池SOH值存在误差，导致积累误差。其二是基于锂电池容量估算锂电池SOH的估算方法：先确定锂电池的初始容量，对锂电池进行充电，充至锂电池截止状态，根据充电电流时间计算所充入的容量，计算出锂电池截止时锂电池容量，利用截止时锂电池容量与额定容量之比，得出锂电池SOH；该方法利用电流计算锂电池容量，但是在电流的测量过程存在误差，最后的截止锂电池容量存在较大误差，同时，锂电池的初始容量确定时也存在测量误差，不利于锂电池SOH的估算。

综上所述，目前用于对锂电池SOH检测的方法存在较大的弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池SOH的检测方法，采用多个可以表征锂电池SOH的测量参数进行估算，利用卡尔曼滤波算法与神经网络算法，大大的提高了估算的精度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种锂电池SOH的检测方法，包括以下步骤：

1)建立锂电池的等效电路模型，包括由开路电压Uoc、极化电容Cp、欧姆内阻Ro依次串联组成的支路，该支路的两端表示锂电池的端电压U，所述开路电压Uoc两端并联有自放电电阻Rd，极化电容Cp两端并联有极化内阻Rp，得到锂电池的等效电路模型的方程：

式中Up为极化电容Cp两端的电压；

2)根据锂电池的等效电路模型方程，建立电池SOC、欧姆内阻Ro、自放电内阻Rd的离散系统状态空间方程和观测方程；采用扩展卡尔曼滤波算法进行迭代计算，得到电池SOC、欧姆内阻Ro、自放电内阻Rd的估算值；