[发明专利]一种聚合物锂电池组一致性检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种聚合物锂电池组一致性检测方法及系统，包括电容传感器、数据采集器及图像成像器，测量待测聚合物锂电池组电容传感器电极间的电容值，采用电容层析成像图像重构算法将电容值重构出聚合物锂电池组内部介电常数分布，建立聚合物锂电池组内部介电常数分布与一致性的标准关系曲线，将标准关系曲线与待测聚合物锂电池组内部介电常数分布进行对比，得到待测聚合物锂电池组的一致性。本发明具有非侵入、响应速度快及操作方便等优点。

技术领域

本发明涉及电池检测领域，具体涉及一种聚合物锂电池组一致性检测方法及系统。

背景技术

从各种电子产品、通讯设备、自动化仪器仪表和各种电动工具到电动自行车、电动汽车，甚至到航天、航空等军事领域，无不与锂电池紧密相连，因具有能量密度高、质量轻、安全性能好等其他储能电池不可比拟的优势，锂电池的未来发展前景十分广阔。锂电池包括传统金属壳锂电池和聚合物锂电池两大类，聚合物锂电池由于比能量密度高更具发展前景。

众所周知，在现有的动力电池技术水平下，必须使用多个单体电池进行串并联组合来满足使用要求。由于同一类型、同一规格、同一型号电池间在电压、内阻、容量等方面的参数值存在差别，即电池性能存在不一致性，使电池组的性能、寿命和安全性在经过一定的充放电循环之后会有不同程度的下降，表现为容量衰减的加速和电池组内单体一致性的差别变大，导致整组提前失效，并可能引发安全问题，严重影响其应用。电池组各单体一致性的水平，决定了电池组在运输和存储过程的保质期，以及使用时的容量发挥。因此，如何保证电池组内各单体电池的一致性是保证电池组性能的关键。

目前，国内外用于电池组一致性检测的主要方法有两种：组装前根据在恒流放电下测试的内阻、电压和容量对电池单体进行一致性分类筛选，该方法只能反应电池单体在该环境和条件下在电压、容量和内阻的一致性，不能反映高电压、大容量的电池组运行时的一致性，随着使用环境和条件的改变,其一致性也会发生明显改变；通过电池管理系统监控电池组的状态，并对电池进行必要的均衡处理，这类方法大多是基于电池间外电压差异进行一致性评价，不能有效指示电池间的内在差异。

由此可见，电池组使用的环境复杂，电池多并联和串联使用，且电流变化频繁，现有单体电池一致性检测方法无法适应对电池一致性的需求。

发明内容

为解决上述存在的问题与缺陷，本发明提供了一种基于电容层析成像的聚合物锂电池组一致性检测方法及系统。

本发明采用如下技术方案：

一种聚合物锂电池组一致性检测方法，包括：

测量待测聚合物锂电池组电容传感器电极间的电容值；

采用电容层析成像图像重构算法将电容值重构出聚合物锂电池组内部介电常数分布；

建立聚合物锂电池组内部介电常数分布与一致性的标准关系曲线；

将标准关系曲线与待测聚合物锂电池组内部介电常数分布进行对比，得到待测聚合物锂电池组的一致性。

所述采用电容层析成像图像重构算法，具体为：

ECT线性化物理模型为

C＝SG (1)

其中，C∈R^m为电容值归一化向量，S∈R^m×n为灵敏度矩阵，G∈Rⁿ为归一化的图像灰度值向量，利用共轭梯度算法进行求解；

对于一个s×t维，n电极的平面阵列，第i极板上的电荷量qi由式(2)给出