[发明专利]一种基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法

权利要求书

1.一种基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用EIS测量设备获取待测电池不同老化状态下的电化学阻抗谱；

(2)对步骤(1)中得到的所述电化学阻抗谱进行拆解、分析，得到所述待测电池的交流阻抗各部分在不同老化状态下的变化趋势；

(3)根据皮尔逊相关系数量化所述待测电池的阻抗变化与容量衰退之间的相关性，选择交流阻抗虚部作为特征量；

(4)对不同频率点的交流阻抗虚部与电池健康状态进行线性拟合，根据拟合优度评价拟合程度的好坏，选择最佳拟合频率作为特征频率，得到用于表征所述待测电池健康状态的健康因子；

(5)以步骤(4)中得到的健康因子为自变量，所述待测电池的健康状态为因变量，建立一阶线性估计模型，输入健康因子，输出所述待测电池的当前可输出的最大容量与标称容量之比、即健康状态SOH，若SOH＜80％，则判断为所述待测电池处于不健康状态。

2.根据权利要求1所述的基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的所述待测电池的交流阻抗各部分在不同老化状态下的变化趋势，包括交流阻抗幅值、实部、虚部以及相角的变化趋势；

在步骤(1)中，利用EIS测试设备获取所述待测电池的电化学阻抗数据，包括阻抗幅值以及相位角，通过交流阻抗表达式计算得到所述实部以及虚部，公式为：

Z_Re＝Z_mcosθ；

Z_Im＝Z_msinθ；

在上式中，Z_m为阻抗幅值，θ为相位角。

3.根据权利要求1所述的基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的计算交流阻抗各分量与容量之间的皮尔逊相关系数公式为：

在上式中，X_i和Y_i为两个变量各样本的真值，和为两个变量的均值，所得到的结果的绝对值越接近1，说明相关性越高。

4.根据权利要求3所述的基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法，其特征在于，在步骤(4)中，筛选出拟合程度最高的频率范围作为最佳拟合频率，即特征频率，该筛选的公式为：

在上式中，y为各样本真值，为该样本在拟合曲线上对应值，分子为残差平方和，为各样本均值，分母为总平方和。

5.根据权利要求4所述的基于电化学阻抗谱的铅酸电池健康状态诊断方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述的一阶线性估计模型为：

SOH＝a×I_m+b；

在上式中，SOH为所述待测电池的健康状态，I_m为所筛选出的健康因子，即特征频率下的阻抗虚部，a为线性模型的权重，b为线性模型的偏置。