[发明专利]一种随机充放电条件下锂电池容量加速衰减的判定方法

说明书

本发明公开了一种随机充放电条件下锂电池容量加速衰减的判定方法，包括以下步骤：1)对同系列实验电池连续充放电过程中容量随等效累积转移能量的退化曲线进行双指数模型拟合；2)定义容量加速衰减的起始点；3)对所有实验电池容量加速衰减起始点的坐标数据进行线性拟合，得到电池加速衰减的临界曲线；4)实时测量并记录待判定电池连续充放电过程中的电压、电流数据，绘制容量衰减的临界曲线，根据实际测量得到的电池容量衰减曲线是否穿过临界曲线来判锂电池是否进入加速衰减阶段。本发明可适用于随机充放电条件下的电池加速衰减判定，简单易行，判定结果较准确，具有很高的实际应用价值。

所属技术领域

本发明属于电池技术领域，特别涉及一种随机充放电条件下锂电池容量加速衰减的判定方法。

背景技术

当前，电池被广泛应用于电动汽车等领域，对电池性能尤其是退化特性的研究也引起了广泛的关注。在电池退化过程中，若以电池容量为电池健康状态指标，可以发现，电池容量的衰退具有明显的规律：前期接近稳定衰减而后期经过拐点后退化速率急剧上升，电池容量迅速衰减。在实际使用过程中，对电池容量加速衰减阶段的判定是十分重要的。通过对电池加速衰减阶段的判定，可以为电池管理系统提供更加全面的电池组状态信息，同时也可以辅助对电池组的管理维护。

当前的研究多以电池健康状态(SOH)为80％作为电池加速衰减的起始点，但考虑到不同电池之间的特性差异和实际使用条件的差异，如此简单的判定标准显然是不够准确的，甚至会严重制约对电池组的均衡管理水平，影响电池组的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种随机充放电条件下锂电池容量加速衰减的判定方法。该方法能够适用于锂电池的随机充放电条件，简单易行，准确度高，具有很大的实际应用价值。

一种随机充放电条件下锂电池容量加速衰减的判定方法，包括以下步骤：

步骤1：对同系列实验电池连续充放电过程中的端电压、电流和容量进行数据采集，并利用双指数模型对各实验电池的容量随等效累积转移能量退化的曲线进行拟合；

步骤2：定义容量加速衰减的起始点，计算各实验电池的加速衰减起始点对应的累积等效转移能量值和SOH作为加速衰减起始点的坐标；

步骤3：对所有实验电池加速衰减起始点的坐标数据进行线性拟合，得到电池容量加速衰减的临界曲线；

步骤4：实时测量并记录待判定电池连续充放电过程中的电压、电流数据，计算并更新待判定电池的容量和等效累积转移能量数据，将容量和等效累积转移能量数据绘制在临界曲线图上，根据所描的点是否穿过临界曲线来判锂电池是否进入加速衰减阶段。

所述步骤1中进一步包括以下步骤：

步骤21：根据采集的电压、电流数据计算电池和外部设备间的等效累积转移能量，计算满足以下公式：

其中：E_equ(t)为从0时刻到t时刻，电池和设备之间的等效累积转移能量(kw)；u(τ)为τ时刻的电池端电压(V)；i(τ)是τ时刻的电池电流(A)；

步骤22：利用双e指数模型对各实验电池的容量随等效累积转移能量退化数据进行拟合，所述的双e指数模型满足以下公式：

SOH(E_equ)＝a₁·exp(b₁·E_equ)+a₂·exp(b₂·E_equ)