[发明专利]一种锂离子电池健康状态在线诊断方法

权利要求书

1.一种锂离子电池健康状态在线诊断方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：对电池样本进行全区间直流内阻测试，计算得出电池在不同SOC点的直流内阻；

步骤2：确定电池直流内阻的稳定SOC区间；

步骤3：在电池循环使用过程中，当电池SOC处于内阻测试点时，对电池进行一次脉冲充/放电，并记录电流突变过程中的电池电压变化；

步骤4：根据步骤3记录的数据，用公式R＝△U/△I计算电池不同时间的内阻；

步骤5：根据不同电池不同时间的内阻值，计算并分析电池极化内阻变化；

步骤6：内阻及容量变化率分析，为增加内阻及容量变化趋势的分辨率，将内阻和容量对循环次数进行微分，得到内阻与容量的变化率分布图；

步骤7：综合判定电池健康状态，在步骤1-6的基础上，依次记录和计算电池的内阻稳定SOC区间、不同时间的内阻变化值、极化内阻变化值以及内阻变化率，并最终采用极化内阻和内阻变化率两个数据对电池健康状态进行双重判定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述全区间直流内阻测试，是对电池在不同SOC处进行脉冲测试，具体过程如下：

Step 101：电池在某SOC点充分静置后测得电压为U0，对电池进行电流大小为I1的脉冲充电，并持续记录加有电流过程中的电压数据，之后静置，对电池进行电流大小为I2的脉冲放电，持续记录有电流过程中的的电压数据；

Step 102：将电池调整到下一个SOC点，重复测试并记录相应的电流电压变化数据；

Step103：根据公式R＝△U/△I计算电池在每次脉冲测试点的内阻；其中△U取不同时间长度时的电池电压值，得到不同时间长度下的内阻值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述对电池样本进行全区间直流内阻测试，采用复合脉冲测试方法进行测试；脉冲幅值与时间根据电池特性与设备性能确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中所述确定电池直流内阻的稳定SOC区间是以电池直流内阻-SOC数据关系图为基础。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中所述当电池SOC处于内阻测试点时，对电池进行一次脉冲充/放电，并记录电流突变过程中的电池电压变化，是以稳定区间中点作为内阻测试点，保证测试电池内阻不随SOC的误差变化而产生明显波动，减轻SOC偏差造成的影响，确保实际测试中的SOC选取有一定的容错区间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中所述计算电池不同时间的内阻，是通过不同时间的内阻反应电池不同物理特性，提高判定精度；而且不同时间下的内阻判定也为设备采样精度和频率保留了一定的选择空间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中所述根据不同电池不同时间的内阻值计算并分析电池极化内阻变化，是去除电池循环前期活化影响，以极化内阻判定电池材料本征状态；所述极化内阻的拐点位置恰好与容量的衰退拐点位置相对应，且在拐点到来之前一直保持平稳状态，与电池的健康状态一致。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中所述将内阻和容量对循环次数进行微分，得到内阻与容量的变化率分布图，是以增加内阻及容量变化趋势的分辨率，凸显数据本身的变化趋势，提高预测精度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中所述将内阻和容量对循环次数进行微分，微分转换后的内阻数据消除了不同时间的差异情况，不同时间的内阻数据变化率都呈现相同的变化，并与容量衰退率高度契合，为设备采样时间的制定保留充分的置信区间。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7中所述综合判定电池健康状态，采用极化内阻和内阻变化率两个数据对电池健康状态进行双重判定，当极化内阻数值出现跳变，同时内阻变化率出现拐点时，说明电池健康状态劣化加剧，预示了寿命终止点的临近。