[发明专利]电池全寿命周期内电化学阻抗谱特征量对温度敏感频带标定方法

说明书

本发明公开了电池全寿命周期内电化学阻抗谱特征量对温度敏感频带标定方法，包括：(1)电化学阻抗相移值获取：利用电化学工作站对4块不同健康状态单体电池在5℃、25℃及55℃环境温度及0～100％SOC范围内进行EIS试验，获得不同温度、不同荷电状态、不同健康状态电化学阻抗相移值；(2)电化学阻抗相移值特性分析：在试验激振频率范围内分别分析电化学阻抗相移值与健康状态和荷电状态间关系，寻找相移值受健康状态及荷电状态干扰最小频率区间；(3)温度敏感频率区间确定：采集荷电状态为50％时电池在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃温度下电化学阻抗相移值，寻找相移值对电池内部温度敏感频率区间。

技术领域

本发明属于电动汽车用电池测温技术领域，具体涉及到一种电池全寿命周期内电化学阻抗谱特征量对温度敏感频带标定方法。

背景技术

纯电动汽车及混合动力汽车能量源主要来自于动力电池，锂离子电池因其优良特性而广泛应用于动力电池领域，但随着动力电池能量密度的不断提升，电池的热稳定性将难以避免地变差，未来热失控的风险也将呈现上升趋势。因此，对电池组中各单体电池内部温度进行准确监测，保证所有单体电池都工作在正常的温度范围内，对锂离子动力电池的长久使用与电动汽车的行驶安全具有重要意义。

电化学阻抗谱是电池内部化学机理的直接反映，在锂电池不同状态下，会呈现出不断变化的形态，基于电化学阻抗谱特征量可对电池内部温度进行估算。实际应用中，动力电池组常采用单体电池串并联成电池模组的形式，由于电池组工作过程中的不均衡，导致各电池单体的健康状态各不相同，电池荷电状态(State of Charge,SOC)及健康状态(State of Health,SOH)都会对电化学阻抗谱特征量及频带产生干扰。因此，有必要对动力电池全寿命周期范围内其内部温度敏感频带进行标定。

发明内容

针对上述问题，本发明提出的电池全寿命周期内电化学阻抗谱特征量对温度敏感频带标定方法包括三个步骤：

(1)电化学阻抗相移值获取：利用电化学工作站对4块不同健康状态单体电池在5℃、25℃及55℃环境温度及0～100％SOC范围内进行电化学阻抗谱(ElectrochemicalImpedance Spectroscopy,EIS)试验，获得不同温度、不同荷电状态、不同健康状态电化学阻抗相移值；

(2)电化学阻抗相移值特性分析：在试验激振频率范围内分别分析电化学阻抗相移值与健康状态和荷电状态间关系，寻找相移值受健康状态及荷电状态干扰最小频率区间；

(3)温度敏感频率区间确定：采集荷电状态为50％时电池在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃温度下电化学阻抗相移值，寻找相移值对电池内部温度敏感频率区间。

本发明的有益效果：

通过研究健康状态对电化学阻抗谱特征量的影响，确定了一种电池全寿命周期内电化学阻抗谱特征量对温度敏感频带标定方法。该方法可有效解决电动汽车电池模组中单体电池健康状态不一致对内部温度估算影响的问题，提高了利用电化学阻抗谱特征量对电池内部温度估算方法的精度与适用性。

附图说明

图1为本发明使用的试验仪器连接示意图；

图2为相同SOH、不同SOC的电池在25℃的电化学阻抗相移值图像；

图3为相同SOC、不同SOH的电池在25℃的电化学阻抗相移值图像；

图4为相同SOH、不同SOC的电池在5℃的电化学阻抗相移值图像；

图5为相同SOC、不同SOH的电池在5℃的电化学阻抗相移值图像；

图6为相同SOH、不同SOC的电池在55℃的电化学阻抗相移值图像；