[发明专利]一种电池健康状态的判断方法及装置

权利要求书

1.一种电池健康状态的判断方法，其特征在于，包括：

获取新电池的一个或者几个特征频率点和特征频率处的电化学阻抗，包括：生成所述电池的电化学阻抗谱；去除所述电化学阻抗谱中的扩散部分；去除所述电化学阻抗谱中的感抗部分；对去除所述扩散部分和所述感抗部分之后的剩余电化学阻抗谱，进行相角对频率曲线的微分处理，得到微分曲线，曲线峰值对应的频率即为该电池的特征频率；和/或，做傅立叶变换，利用收集的响应信号，结合已知的特征频率激励信号，做傅立叶变换计算老化后电池的在特征频率处的阻抗，用以和新电池对比，判断电池老化程度；其中，所述特征频率点，能够反映所述电池的内部状态；

基于新电池的特征频率点对应的特征频率，对旧电池进行激励，确定旧电池的当前电化学阻抗；

对比新电池和旧电池在特征频率处的电化学虚部阻抗，判断旧电池的老化程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，去除所述电化学阻抗谱中的扩散部分，包括：

⑴将所述电化学阻抗谱中的扩散阻抗，看作常相位角元素CPE，则有阻抗公式：

相角公式：

其中，Q为常相位角元素CPE系数；n为常相位角元素CPE指数，ω为角频率，j为虚数单位；Z_r为感抗弧阻抗的实部部分，Z_i为感抗弧阻抗的虚部部分；

⑵设定常相位角元素CPE表示为一条直线，在所述电化学阻抗谱的扩散部分取预设数量个点做线性拟合，利用所述线性拟合得到的直线，计算所述直线的斜率，利用(1)中的相角公式，求出CPE指数n；

⑶利用⑴中的阻抗公式求出所述系数Q，并获取所述常相位角元素CPE的全部阻抗，即全电池阻抗的扩散部分，随后从所述全电池阻抗中减去。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，去除所述电化学阻抗谱中的感抗部分，包括：

首先，将所述电化学阻抗谱的感抗部分设定为感抗弧的一部分，则有阻抗公式：

其中，Z_r为感抗弧阻抗的实部部分，Z_i为感抗弧阻抗的虚部部分；n为常相位角元素CPE指数，ω为角频率，j为虚数单位；R为感抗弧中的电阻；

其次，在所述电化学阻抗谱中感抗弧所属的部分取预设多个点，以确定一个圆，从而知道圆心及半径；

圆心：

半径：

利用圆心及半径公式，计算出R和n；已知R和n后，带入Z_r或者Z_i，计算出Q；已知感抗所有的相关参数，从而计算出所述感抗弧部分的全部阻抗；

然后，从所述全电池阻抗或者减去扩散阻抗后的剩余全电池阻抗中减去所述感抗部分。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，减去扩散和感抗部分后，对剩余的全电池阻抗进行相角对频率曲线的微分处理，包括：

设定一个电阻R与常相位角元素CPE并联的电路，其相角β有公式：

其中，ω为角频率；

以相角β对频率f做微分，则有：

其中，

频率f与角频率ω有如下关系ω＝2πf；

并且，当ω等于特征频率时，该微分有唯一最大值：

对于每一个能够用电阻R与常相位角元素CPE并联表示的电化学界面过程，均有且只有一个特征频率，并且对应唯一一个峰值；

同理，利用上述方法对所述电化学阻抗谱进行分析并找出所述预设数量个特征频率点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，减去扩散和感抗部分后，对剩余的全电池阻抗进行相角对频率曲线的微分处理，包括：

设定一个电阻R与常相位角元素CPE并联的电路，其相角β有公式：

其中，ω为角频率；

以相角β对频率f做微分，则有：

其中，

频率f与角频率ω有如下关系ω＝2πf；

并且，当ω等于特征频率时，该微分有唯一最大值：

对于每一个能够用电阻R与常相位角元素CPE并联表示的电化学界面过程，均有且只有一个特征频率，并且对应唯一一个峰值；

同理，利用上述方法对所述电化学阻抗谱进行分析并找出所述预设数量个特征频率点。