[发明专利]基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法

权利要求书

1.一种基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是，它包括如下步骤：

步骤1，测试，基于锂电池二阶等效电路模型，对漏液电池和正常电池进行HPPC测试，以最小二乘法辨识电池的模型参数；

步骤2，获取参数集，对比不同SOC下正常电池和漏液电池的模型参数差异，获取与电池漏液故障相关的特征参数集；

步骤3，区分诊断，对特征参数集中的各参数以时间变化率形式进行统一表征，给出区分漏液电池和正常电池的特征参数阈值，实现电池漏液故障诊断。

2.根据权利要求1所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：在步骤1中，锂离子电池二阶等效电路模型由两个RC网络结构和一个电阻串联而成；该模型的数学表达式为

其中U_oc表示电池的开路电压，R_o表示电池欧姆内阻，R_p1和R_p2表示电池的极化内阻，C_p1和C_p2表示电池的极化电容；I表示负载电流；U_o表示可以直接测量的电池的端电压。

3.根据权利要求2所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：由式(1)得模型端电压V_o(t)的计算公式：

其中，R_o为1s欧姆内阻，计算公式为：

基于电池的非线性特性，将R_p1，R_p2，C_p1，C_p2的辨识问题转化为非线性最优化问题；由式(2)可知，对于任意θ_Id＝[R_p1，R_p2，C_p1，C_p2]参数，任意t时刻都有唯一确定的U_o(t)与之对应，

构造非线性最小二乘优化模型，

求解该非线性最小二乘优化模型的全局最优解θ_Id，即完成二阶等效电路模型的参数辨识。

4.根据权利要求1所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：在步骤2中，电池的模型参数与其所处的SOC状态具有很强的关联性；当电池处于不同SOC点时，电池的正负极材料的嵌锂状态不同，内部电化学反应过程也不相同，因此模型参数亦不相同。

5.根据权利要求4所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：二阶模型的参数集θ_Model＝[U_oc，R_o，R_p1，R_p2，C_p1，C_p2，τ₁，τ₂]；选用不同SOC状态下的θ来表征锂离子电池发生漏液故障；提取的表征电池漏液故障的特征参数集θ＝[R_o，R_p1，C_p2，τ₂]，其中τ₁，τ₂为时间常数。

6.根据权利要求1所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：在步骤3中，老化后漏液电池和正常电池具有不同的健康状态，对特征参数集中的各参数以时间变化率形式进行统一表征，增强特征参数阈值对不同电池的适应性。

7.根据权利要求6所述的基于二阶等效电路模型的漏液电池诊断方法，其特征是：对特征参数集中的各参数以时间变化率形式进行统一表征，θ为电池老化后的特征参数，θ₀为电池初始时刻的特征参数，T为两次测试间隔时间，θ_CR＝[R_o(CR)，R_p1(CR)，C_p2(CR)，τ_2(CR)]；根据参数表征结果，得到区分漏液电池和正常电池的特征参数阈值，实现锂离子电池漏液故障诊断。