[发明专利]一种电池寿命衰减程度分选和评价方法

说明书

本发明公开了一种电池寿命衰减程度分选和评价方法，一种电池寿命衰减程度分选和评价方法，涉及电池管理领域，该电池寿命衰减程度分选和评价方法包括以下步骤：步骤1：将待测蓄电池组与宽频阻抗快速测量仪器连接，宽频阻抗快速测量仪器发送激励信号；步骤2：使用宽频阻抗快速测量仪器，得到待测蓄电池组内n个电芯的宽频阻抗数据，其中每一个电芯的阻抗数据为设定频率范围内固定频率间隔对应阻抗的复数数组；步骤3：利用Kramers‑Kronig关系校验各阻抗数据的质量，本发明利用弛豫时间分布特性来反映电池的内部状态，在电化学机理层面进行电池寿命衰减程度的评估分析，与现有技术相比描述更加精确、分选评估结果更加可靠。

技术领域

本发明涉及电池管理领域，具体是一种电池寿命衰减程度分选和评价方法。

背景技术

锂离子电池因其高比能量、环保、无记忆效应等优点在交通工具、消费电子产品中大量采用，且朝着高比能量与大容量的方向发展。但这种趋势也意味着电池的安全和寿命将面临越来越严峻的挑战，特别是电池在交通工具用途中，往往成组进行工作，电池组中某一电芯的老化异常或失效很可能带来系统安全隐患。因此，在电池组维护或梯次利用时，对电池组内电芯寿命衰减程度进行评估分选，对于保障电动汽车或储能站的电气系统安全具有重要意义。

现有的电池寿命衰减程度测试技术，主要基于电池容量来进行衰减程度的评估。这种评估方式存在以下问题：一是需要借助复杂算法估计得到电池容量，常用的基于模型的容量估计又需要事先得知电池的SoC-OCV等曲线信息，不便于实际操作应用；二是容量仅是一种寿命评价指标，且无法反映电池内部不同电极过程的衰减特性以及衰减过程中主导的电极过程。因此，采用容量对电池组内的电芯衰减程度进行评价筛检，并不能保证电池组电芯状态的一致性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池寿命衰减程度分选和评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池寿命衰减程度分选和评价方法，包括以下步骤：

步骤1：将待测蓄电池组与宽频阻抗快速测量仪器连接，宽频阻抗快速测量仪器发送激励信号；

步骤2：使用宽频阻抗快速测量仪器，得到待测蓄电池组内n个电芯的宽频阻抗数据 [Z₁,Z₂,…,Z_n]，其中每一个电芯的阻抗数据Z_i为设定频率范围内固定频率间隔对应阻抗的复数数组；

步骤3：利用Kramers-Kronig关系校验各阻抗数据的质量，若实际数据与理论计算值之间的偏差落在阈值范围内，则视为质量通过，反之则不通过，重新进行阻抗测量；

步骤4：通过弛豫时间分布算法进行各电芯的DRT曲线计算，得到(τ,φ)曲线；

步骤5：通过峰值查找算法得到各电芯DRT曲线中的(τ,φ)峰峰值；

步骤6：对各电芯对应(τ,φ)峰峰值进行统计分析，利用异常值检测方法，判断各电芯对应不同老化模式的衰减是否存在异常。

作为本发明再进一步的方案：步骤1中：宽频阻抗快速测量仪器通过信号发生器，产生PRBS波、三角波、方波或多频率正弦合成信号，作为待测电池组的激励信号

作为本发明再进一步的方案：步骤2中：宽频阻抗快速测量仪器发送激励信号经过待测蓄电池组，得到待测电池组的电压与电流数据，经过傅里叶变换可以得到被测电池组各电芯的宽频(0.01～1000Hz)阻抗数据[Z₁,Z₂,…,Z_n]，其中一个电芯的阻抗数据Z_i为设定频率范围内固定频率间隔对应阻抗的复数数组。