[发明专利]一种基于两点阻抗老化特征的锂电池在线老化诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于两点阻抗老化特征的锂电池在线老化诊断方法。本发明包括以下步骤：1测量全新锂电池每次充放电循环中特定充电荷电状态下的电化学阻抗谱和锂电池总容量；2计算当前锂电池在各次充放电循环中不同频率组合对应的两点阻抗老化特征；3重复步骤1‑2，获得各个锂电池在各次充放电循环中所有两点阻抗老化特征和总容量；4选取所有锂电池在各次充放电循环中的最佳两点阻抗老化特征和对应锂电池总容量构成训练集；5获得训练后的锂电池老化诊断回归模型；6在线诊断时，测量并计算待诊断锂电池的最佳两点阻抗老化特征，诊断后获得待诊断锂电池总容量，从而判断老化状态。本发明实现精确的锂电池老化诊断，有助更安全可靠的运行。

技术领域

本发明属于锂电池研发与应用的领域的一种锂电池在线老化诊断方法，具体涉及了一种基于两点阻抗老化特征的锂电池在线老化诊断方法。

背景技术

由于具有能量密度高、成本低、功率需求响应快、循环寿命长等众多优势，锂电池被大规模的商业化应用于各个领域。老化诊断技术对于锂电池的安全可靠运行具有重要作用。然而，由于锂电池具有复杂的老化机理，且老化路径受设计、生产和应用过程中的诸多因素影响，使得在复杂动态运行条件下实现简单、快速和精确的锂电池老化诊断成为了一项挑战。此外，对于由数千个单体锂电池组成的大型电池组，由于制造和运行条件的差异，每个单体电池之间会不可避免的存在着内在和外在差异，因此不能将整个电池组视为一个电池，而需要对其中的每个单体电池分别进行老化诊断，这将带来巨大的数据存储负担、计算负担和成本负担。解决以上问题的有效方案包括老化诊断算法的改进和老化诊断特征的改进。然而，当前大量相关研究都集中在开发更好的算法上，而很少关注开发更好的特征。目前大部分实际应用中都采用总容量参数来表示锂电池的老化状态，当锂电池的老化诊断特征足够好时，使用简单的回归模型便能够实现准确的锂电池总容量诊断。因此，设计和开发更好的锂电池老化诊断特征具有着重要意义。

电化学阻抗谱是一种可以有效检测锂电池内部状况的手段，广泛运用于电池检测与研发领域。但电化学阻抗谱测量时间较长，难以在线实施以反映锂电池实时老化状态，具有一定的局限性。因此，采取相关措施将电化学阻抗谱技术运用于锂电池老化状态在线监测，对于提升锂电池的可靠性、安全性和耐久性具有重大意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于两点阻抗老化特征的锂电池在线老化诊断方法。

本发明采用的方案是：

本发明包括以下步骤：

1)测量全新锂电池每次充放电循环中特定充电荷电状态下的电化学阻抗谱和锂电池总容量；

2)计算当前锂电池在各次充放电循环中所有电化学阻抗谱频率组合对应的两点阻抗老化特征；

3)重复步骤1)-2)对各个锂电池均进行处理，获得各个锂电池在各次充放电循环中所有电化学阻抗谱频率组合对应的两点阻抗老化特征和锂电池总容量；

4)根据各个锂电池的所有电化学阻抗谱频率组合对应的两点阻抗老化特征，选取最佳电化学阻抗谱频率组合，将最佳电化学阻抗谱频率组合对应的两点阻抗老化特征作为最佳两点阻抗老化特征，选取所有锂电池在各次充放电循环中的最佳两点阻抗老化特征和对应锂电池总容量构成训练集；

5)基于训练集对锂电池老化诊断回归模型进行训练，获得训练后的锂电池老化诊断回归模型；

6)在线诊断时，仅采集待诊断锂电池在当前次充放电循环中相同充电荷电状态下测量得到的最佳电化学阻抗谱频率组合对应的阻抗值，计算出待诊断锂电池的最佳两点阻抗老化特征，将待诊断锂电池的最佳两点阻抗老化特征输入到训练好的锂电池老化诊断回归模型中进行诊断，输出获得当前待诊断锂电池的锂电池总容量，根据锂电池总容量判断当前待诊断锂电池的老化状态。

所述步骤2)具体为：