[发明专利]一种锂离子电池的状态评估方法及系统

说明书

一种锂离子电池的状态评估方法及系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对锂离子电池进行初始化，并将所述锂离子电池设置为过充或外部短路状态；步骤2，利用实现初始化后且设置为过充或外部短路状态的锂离子电池对负载进行供电，并采集所述锂离子电池在供电过程中生成的氢气浓度和振动状态信号；步骤3，对所述振动状态信号进行多尺度熵运算，并基于所述氢气浓度、振动状态信号和多尺度熵的运算结果评估所述锂离子电池的状态。本发明将容易采集的振动信号和气体信号结合，实现了高可靠性、高准确度的锂离子电池状态评估，方法简单且易于推广。

技术领域

本发明涉及锂离子电池检测领域，更具体地，涉及一种锂离子电池的状态评估方法及系统。

背景技术

目前，锂离子电池因其所具有的高比能量、高比功率、长循环寿命等优点，在众多电化学能源中脱颖而出，得到了广泛应用。然而，锂离子电池在具备可观应用前景的同时，也蕴藏着可怕的安全性问题。锂离子电池的工作电压较高，能量密度大且储存能量多，电解液常采用易燃性溶剂，一旦发生故障极易发生燃烧甚至爆炸。由于电池的安全性要求其可以承受一定程度的电滥用，因而作为锂离子电池的典型故障状态，过充与外部短路对电池造成的损伤在早期很难被检测出来。

现有技术中，对于锂电子电池的状态评估，主要是将容量、内阻、功率或循环次数中的一种或几种作为评估参数，根据参数的变化规律，进行数学拟合回归。但这些方法受到电池运行环境的影响，存在着评估不准确、无法进行在线实时评估等多种问题。因此，亟需一种新的锂离子电池的状态评估方法与系统。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种锂离子电池的状态评估方法及系统，通过对锂离子电池供电过程中的氢气浓度和振动状态信号进行检测，获取到锂离子电池的状态。

本发明采用如下的技术方案。

一种锂离子电池的状态评估方法，包括以下步骤：步骤1，对锂离子电池进行初始化，并将锂离子电池设置为过充或外部短路状态；步骤2，利用实现初始化后且设置为过充或外部短路状态的锂离子电池对负载进行供电，并采集锂离子电池在供电过程中生成的氢气浓度和振动状态信号；步骤3，对振动状态信号进行多尺度熵运算，并基于氢气浓度、振动状态信号和多尺度熵的运算结果评估锂离子电池的状态。

优选地，步骤1中的过充状态包括轻度过充、中度过充和重度过充；步骤1中将锂离子电池设置为过充状态还包括：步骤1.1，设置充电截止电压为正常充电电压的1.5倍、充电倍率为0.5C、充电电流为恒流，对所述锂离子电池进行充电至额定容量的1.3倍后搁置；步骤1.2，重复步骤1.1至规定次数，以针对不同的过充状态对锂离子电池进行充电。

优选地，重复步骤1.1的次数为1至5次，锂离子电池为轻度过充；重复步骤1.1的次数为5至15次，锂离子电池为中度过充；重复步骤1.1的次数为15次以上，锂离子电池为重度过充。

优选地，步骤1中将锂离子电池设置为外部短路状态还包括：将锂离子电池的两端分别接入短路电阻的两端，等待预定时间后解除短路状态并搁置；其中，短路电阻的阻值小于5mΩ，预定时间为8至10分钟。

优选地，步骤1中对锂离子电池进行初始化还包括：设置氢气浓度采样间隔、振动状态信号采样间隔；采集环境中的初始氢气浓度。

优选地，步骤2中采集氢气浓度还包括：利用气体传感器实时监测氢气浓度，基于氢气浓度采样间隔对氢气浓度数据进行采集；利用氢气浓度判据判断锂离子电池的氢气释放量是否正常。

优选地，若氢气浓度数据满足，则判定锂离子电池的氢气释放量异常；若氢气浓度数据不满足，则判定锂离子电池的氢气释放量正常；其中，C 为氢气浓度，、 和为三个连续的所述氢气浓度的采样序号。