[发明专利]一种锂离子电池组单体间一致性评价方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池组单体间一致性评价方法，属于新能源测控领域。该方法针对锂离子电池组单体间一致性评价目标，提出并构建了一种平衡状态（State of Balance，SOB）评价模型，通过单体电压间均值、方差和变异系数的计算，实现了锂离子电池成组工作过程中平衡状态的有效评价；该方法在各单体电压期望值求取基础上，进行标准差求取以表征其波动性；该方法在标准差求取基础上，通过平方运算进行方差值求取以降低计算过程复杂度；该方法在均值和方差值求取基础上，通过变异系数的计算进行不一致程度的归一化表征；该方法在充分考虑锂离子电池成组工作基础上，结合平衡状态SOB评价模型构建，实现对锂离子电池组单体电压间的不一致程度描述。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池组单体间一致性评价方法，该方法针对锂离子电池组单体间一致性评价目标，综合考虑数学表征的准确度和计算复杂度，通过单体电压间均值、方差和变异系数的计算，提出并构建了一种平衡状态（State of Balance，SOB）评价模型，实现了锂离子电池成组工作过程中平衡状态的有效评价；平衡状态SOB评价模型在各单体电压期望值求取基础上，进行标准差求取以表征其波动性；平衡状态SOB评价模型在标准差求取基础上，通过平方运算进行方差值求取以降低计算过程复杂度；平衡状态SOB评价模型在均值和方差值求取基础上，通过变异系数的计算进行不一致程度的归一化表征；该方法在充分考虑锂离子电池成组工作特性基础上，结合平衡状态SOB评价模型构建，实现对组内单体电压间的不一致程度描述；该方法是一种基于现代控制理论的锂离子电池组单体间一致性评价方法，属于新能源测控领域。

背景技术

锂离子电池组应用过程中，电池单体工作状态间一致性差异的实时监测与评价，对其安全使用至关重要；锂离子电池组利用复杂级联组合结构突破电池单体的电压低和容量小等限制，由于生产制造和使用过程中存在不可避免的单体差异，即出现电池组内部单体间的不平衡现象，使得实际应用中存在安全隐患；因此，需要研究平衡状态的评价方法，并应用于锂离子电池组工作状态实时监测过程中；在锂离子电池组的应用过程中，该不平衡现象会随着时间的积累而增大。

结合环境条件的影响分析，描述单体间不一致状态，解决单体间平衡状态评价模型构建问题，展开各输入参数的影响程度分析，实现各参数对评价过程的权重预设；通过模型参数和权重因子修正，对单体间平衡状态做出可靠数值化评价；开展实验研究获得单体间平衡状态评价过程中的工况环境条件影响因素，深入分析复杂环境条件对单体间平衡状态评价效果的影响；锂离子电池组的电解液浓度、正负极材料和隔膜微孔变化等内部参数无法在线检测；等效电路模型中的欧姆内阻、极化内阻和极化电容等参数也需要通过实验间接测量获得；电压、电流和温度等外部可测参数可实现实时测量，单体间平衡状态SOB的评价可以利用这些参数实现。

针对锂离子电池组单体间一致性评价目标，通过对计算方法进行研究，结合均值、方差和变异系数的计算分析，探索并提出了准确表征锂离子电池组一致性差异的SOB评价模型。

发明内容

本发明的目的是克服现有锂离子电池组单体间一致性评价方法的不足，提供一种锂离子电池组单体间平衡状态评价方法，解决锂离子电池成组应用中单体间差异性的数学描述问题。

本发明主要用于构建锂离子电池组SOB评价模型，通过单体电压间均值、方差和变异系数的计算，实现了锂离子电池成组工作过程中平衡状态的有效评价；该方法在各单体电压期望值求取基础上，进行标准差求取以表征其波动性；该方法在标准差求取基础上，通过平方运算进行方差值求取以降低计算过程复杂度；该方法在均值和方差值求取基础上，通过变异系数的计算进行不一致程度的归一化表征；该方法在充分考虑锂离子电池成组工作特性基础上，结合平衡状态SOB评价模型构建，实现对锂离子电池组单体电压间的不一致程度描述。