[发明专利]一种梯次利用三元动力电池“跳水”故障的辨识预判方法

说明书

一种梯次利用三元动力电池“跳水”故障的辨识预判方法，涉及电池储能技术领域。包括：以预设采样周期记录以恒流充放电过程中电池的充电容量Q和端电压V，得到充电过程Q‑V曲线；对充电过程Q‑V曲线进行数值微分得dQ/dV‑V曲线；设定首次充电dQ/dV值的极值点m₁作为电池状态辨识特征点，极值点m₁对应的电压值为观察点V₁；将不同预设采样周期中V₁对应的dQ/dV值做对比，从而获得三元动力电池内部状态的信息。该方法可无损地反应出电池内部状态情况，直观地判断出电池是否存在“跳水”故障，能够实现发生“跳水”前200次循环的预判辨识，从而降低退役三元动力电池在梯次利用时突然容量失效的风险。

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，并且更具体地，涉及一种预测梯次利用三元动力电池“跳水”故障的辨识预判方法。

背景技术

三元动力电池在电动汽车上刚开始使用时，电池的性能较好，且电池之间的一致性也比较好，随着使用时间的增加，三元动力电池的性能不断衰退，电池之间的性能差异越越来越大。当这些电池的性能不能满足电动汽车的应用需求时，从电动汽车上退役下来，可以应用于对电池性能要求较低、应用工况相对温和的场合，实现动力电池的梯次利用。

三元动力电池梯次利用属于其全寿命周期的后期，随着电池内部晶体结构的变化，电解液的消耗，可能会出现个别梯次利用电池容量快速衰减的情况，这将严重电池系统运行的可靠性和安全性。目前对电池运行过程中主要是监控其电压和温度，而这两个参数不能很好的预测电池的跳水。因此，对于梯次利用三元动力电池，针对其在使用过程中可能出现的容量快速衰减，即称为“跳水”，需要开发有效的预测方法，来提升梯次利用电池系统的可靠性和安全性。

发明内容

本发明提出一种预测梯次利用三元动力电池处于容量跳水阶段的方法，以解决如何预测梯次利用三元动力电池处于容量跳水阶段的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种预测梯次利用三元动力电池处于容量跳水阶段的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，根据所述梯次利用三元动力电池的充电特性和状态参数确定预设充电电压阈值；其中，所述状态参数包括：已用年限、电压数据和容量数据；

步骤2，以预设所有采样周期记录以恒流充放电过程中电池的充电容量Q和端电压V，得到充电过程Q-V曲线；

步骤3，对充电过程Q-V曲线进行数值微分，即获得对应的ΔQ/ΔV数值序列，并构建成dQ/dV-V曲线,dQ/dV为纵坐标，V为横坐标；

步骤4，根据步骤3得到的dQ/dV-V曲线，在梯次利用三元电池时，设定一个采样周期首次充电dQ/dV值的极值点(即曲线对应的最高点，dQ/dV的最大值)作为电池状态辨识特征点，并以首次充电dQ/dV值的极值点m₁对应的电压值V₁为基准观察点_，作为以下步骤计算数据的来源即电压值V₁对应的数据；

步骤5，提取步骤4基准点所在周期后不同预设采样周期中首次充电观察点电压值V₁对应的dQ/dV值，定义为m₂、m₃、m₄等，其中2、3、4分别代表第2、3、4个采样周期首次充电数据；