[发明专利]对可充电电池中的析锂进行表征

说明书

本发明公开了一种用于表征具有析锂风险的可充电电池(91‑96)的方法，该方法包括：接收(1001)电池(91‑96)的运行值(41)作为时间序列，其中，电池的运行值包括：电池的端电压(U(t))，电池的电池电流(I(t))；基于电池电流(I(t))用电池的模型(400)确定(1002)建模的端电压(USim(t))；将建模的端电压(USim(t))与端电压(U(t))相比较(1003)；基于比较确定(1004、1004a、1004b)电池的析锂状态。

技术领域

本发明的不同的示例涉及用于对可充电电池进行表征的方法。本发明的不同的示例尤其涉及到用于确定电池的析锂状态的表征技术。

背景技术

可充电电池、例如电动车辆的动力电池，具有有限的寿命。可以影响可充电电池的寿命的一个因素，就是在一些可充电电池中可能出现的所谓的析锂。

析锂在此指的是，锂以金属形式沉积在可充电电池的阳极处。这种金属沉积会对可充电电池的性能造成负面影响。可以区分可逆析锂和不可逆析锂。在RatnakumarV.Bugga和Marshall C.Smart的“锂离子电池中的析锂行为”(ECS Trans.2010年，卷25，36期，241-252页，doi：10.1149/1.3393860)中说明了析锂以及对此的实验室研究。

已知在实验室条件下借助定义明确的充电循环或者通过对电池单元的事后分析，借助于耗费的证明方法、例如电子显微拍摄来证明析锂。析锂的原位测定仅用还要耗费得多的办法、例如中子衍射方法才已知。这些证明方法在电池实际运行期间、例如在电池在客户处日常用于向车辆供能期间很难执行或者甚至无法执行。

除了这些物理的测量外，还存在若干方法，在这些方法中，借助在充电阶段后由于接下来锂的氧化而出现的表征性的电压平台来证明析锂。

在弛豫或恒流放电期间可以相对容易地识别这种电压异常。不过当动态地进行电池放电时，这些平台就会消失。因此这些测量仅有条件地适用于，在连续运行中，这就是说在电池的现场单元的实际运行中证明析锂。

发明内容

因此需要另外的可行方案来诊断析锂。尤其需要一些可行方案在具有叠加的动态的实际应用中检测析锂。

该任务用独立权利要求的特征解决。从属权利要求的特征定义了实施例。

提供了一种用于对具有析锂风险的可充电电池进行表征的方法。该方法包括：接收电池的运行值，其中，电池的运行值包括：电池的端电压和电池的电池电流。

运行值可以例如作为时间序列被接收。另一种备选方案是将运行值作为汇总的数据加以接收。例如可以使用直方图。

所述方法还包括：

基于电池电流用电池的模型确定建模的端电压，

将建模的端电压与端电压相比较，

基于所述比较确定电池的析锂状态。

所述比较可以涉及到端电压的和建模的端电压的瞬时电压值。此外还可能的是，确定建模的端电压包括在特定的范围内对建模的端电压求积分，由此得到建模的面积。建模的面积可以与通过在特定范围内对端电压求积分得出的面积相比较。这意味着，所述比较可以涉及到电压值的积分。由建模的面积与由电池的运行至得出的面积的比较，可以确定电池的析锂状态。

时间序列在此可以指的是数据的时间顺序，其例如通过在不同的时间点上的一系列测量确定。时间顺序在此可以连续地进行，但时间顺序也可能是不规律的。

计算机程序或计算机程序产品或能由计算机读取的存储介质包括程序代码。这种程序代码可以由处理器加载和运行。这促使处理器根据所述方法中的其中一种方法来执行一种用于表征可充电电池的方法。所述方法在此可以在服务器侧执行。