[发明专利]根据锂化反应状态摆动对锂离子电池容量的估算值

说明书

一种方法，包括响应于对车辆的锂离子电池模块的容量损耗和容量的估算值而控制车辆的运行。该估算值为包括锂离子电池模块的电极的固态电解质中间相的锂化反应状态摆动以及破裂的函数。该方法可以在车辆中实施，车辆包括锂离子电池模块以及控制器，该控制器响应于这样的估算值而控制该车辆的运行。

背景技术

一种典型的可再充电的锂离子电池，包括由电解质分隔的负电极和正电极。锂离子在放电过程中由负电极通过电解质运动到正电极，以及在充电过程中由正电极通过电解质运动到负电极。

循环的充电/放电使电极退化以及进而可以降低电池的容量。该退化的机械的和/或电化学的机制还不太清楚，以及因此，已经开发的用于对电池健康状况的估算的模型主要地基于专门针对特定的电池系统的短期的实证检验。虽然在一些方面是有用的，但是短期的实证检验可能对于在更长时期上对慢电化学过程进行数学建模是不准确并且不充分的。

发明内容

按照本说明书的示例的一种方法，涉及响应于车辆的锂离子电池模块的容量损耗和容量的估算而控制车辆的运行。容量损耗的估算值是包括锂离子电池模块的电极的固态电解质中间相的锂化反应状态摆动和破裂的函数。

在此处任一示例的进一步的示例中，容量损耗与锂化反应状态摆动的平方成比例。

在此处任一示例的进一步的示例中，容量损耗与常数和锂化反应状态摆动的平方的乘积成比例。

在此处任一示例的进一步的示例中，该函数还包括在给定的电压范围中锂离子电池模块的初始的负电极容量与锂离子电池模块的电池单元容量的比率。

在此处任一示例的进一步的示例中，该函数还包括锂离子电池模块的充电-放电循环的次数。

在此处任一示例的进一步的示例中，容量以Q_n代表，并且该函数为：

其中，

R_AC为在给定的电压范围中的锂离子电池模块的阳极容量与初始电池单元容量的初始比率，

ΔSOL₀为锂化反应的初始状态，

n为充电-放电循环的次数，

α为锂离子电池模块的常数，以及

i为多项式阶导数。

在此处任一示例的进一步的示例进一步包括在该车辆的存储模块中存储容量以替代先前的锂离子电池模块容量。

在此处任一示例的进一步的示例中，电极为锂离子电池模块的负电极。

在此处任一示例的进一步的示例中，电极包括由固态电解质中间相的壳环绕的石墨芯。

在此处任一示例的进一步的示例中，该方法可以在包括锂离子电池模块以及控制器的车辆中实施，该控制器响应于对锂离子电池模块的容量损耗和容量的估算值而控制车辆的运行，该估算值是包括锂离子电池模块的电极的固态电解质中间相的锂化反应状态摆动和破裂的函数。

根据本发明，提供一种车辆，包含锂离子电池模块；以及控制器，其响应于对锂离子电池模块的容量损耗和容量的估算而控制所述车辆的运行，所述估算值是包括所述锂离子电池模块的电极的固态电解质中间相的锂化反应状态摆动以及破裂的函数。

根据本发明的一个实施例，其中所述容量损耗与锂化反应状态摆动的平方成比例。

根据本发明的一个实施例，其中所述容量损耗与常数和所述锂化反应状态摆动的平方的乘积成比例。

根据本发明的一个实施例，其中所述函数还包括在给定的电压范围内所述锂离子电池模块的初始阳极容量与所述锂离子电池模块的电池单元容量的比率。