[发明专利]一种动力电池老化状态评估与退役筛选方法及系统

说明书

本发明提供了一种动力电池老化状态评估与退役筛选方法及系统，根据动力电池的外观以及电压数据进行第一层次筛选；获取第一层次筛选后的动力电池的设定时间内充电的测试数据，基于电池的容量‑电压曲线进行求导和二次求导，分别提取求导后曲线的设定峰值第一指标和第二指标，分别用于判断电池类别和一致性，实现第二层次筛选；基于电池的直流内阻对第二层次筛选后的电池进行第三层次筛选。本发明可以有效降低检测时间，降低筛选的测试成本，提升评估和筛选精度。

技术领域

本发明属于电池评估和筛选技术领域，涉及一种动力电池老化状态评估与退役筛选方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

动力电池是电动汽车和新能源储能系统的“心脏”，尤其是锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和高可靠性等优点而被广泛采用。但是，随着动力电池的不断老化，其性能将逐渐下降。电池容量是反应电池老化状态最直接参数。当电池容量低于额定容量的80％时，其性能将无法满足电动汽车的应用需求，但仍具有较高的剩余容量和经济价值，所以将电动汽车退役电池直接丢弃是不合理的，其梯次利用或二次利用已成为必然趋势并引起广泛关注。电池梯次利用可根据实际需求应用于不同场景，如新能源储能系统、低速电动汽车、电动自行车等，其中在新能源储能系统中的应用主要用于解决新能源消纳，支撑新能源稳定发展。综上所述，动力电池从生产制造到梯次利用都需要综合考虑应用场景、经济性和环境等多个因素来完成状态检测和评估。

事实上，动力电池的内部性能差异主要表现在内阻和最大可用容量两个方面。据此，当前对动力电池的筛选方法主要分为两类：第一类是直接测量方法。首先观察电池的外观特征，可以简单判断电池完整性；然后通过充电和放电测试获得电压数据，通过电压值分类筛选。该方法准确性好，但是整个测试过程工序复杂，耗时且繁琐，而且经济性差，难以大规模应用。另一类筛选方法利用容量和内阻的相关特征进行分类。但常用的方法适应性差，不能满足包括LiNCM、LiFePO₄等电池种类多、特性差异大的要求。

中国发明专利申请(申请号202010273168.5)提出一种以电池的直流内阻RDC、库伦效率CE、容量保持率SOH、温升ΔT和电压增量ΔV五个电池参数作为指标进行筛选。存在多参数特征获取周期长、缺乏实际验证等问题。中国发明专利申请(202010610610.9)通过测量的电池容量、内阻、温度三个参数进行多层次筛选，但整个筛选过程测试时间过长，尤其是容量指标的获取需要完整的充电过程，并且温度参数的获取会增加筛选过程的成本问题。

电池的增量容量曲线的峰值与电池老化有明显的映射关系，在电池容量估计中获得较多的研究。通常以多个电池峰值作为容量指标，估计效果很好，但是多个峰值就会带来电池充电时间过长的问题，一个峰值下的容量估计效果往往很不理想。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种动力电池老化状态评估与退役筛选方法及系统，本发明可以有效降低检测时间，降低筛选的测试成本，提升评估和筛选精度。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种动力电池老化状态评估与退役筛选方法，用于筛选退役动力电池，包括以下步骤：

根据动力电池的外观以及电压数据进行第一层次筛选；

获取第一层次筛选后的动力电池的设定时间内充电的测试数据，基于电池的容量-电压曲线进行求导和二次求导，分别提取求导后曲线的设定峰值第一指标和第二指标，分别用于判断电池类别和一致性，实现第二层次筛选；

基于电池的直流内阻对第二层次筛选后的电池进行第三层次筛选。

作为可选择的实施方式，所述测试数据包括动力电池充电过程中的电压、电流数据。

作为可选择的实施方式，所述设定时间大于等于动力电池能够充电至表现出第一指标和第二指标所需的时间。