[发明专利]一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力锂电池劣化程度诊断方法，尤其涉及一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法，属锂电池测试技术领域。

背景技术

锂离子电池因具有比能量高、比功率高、循环寿命长、充放电效率高等显著优势，被广泛应用于电动汽车、储能电站等大型储能体系。电池的荷电状态和电池的劣化程度是电池使用过程中的重要性能参数，分别表征电池的剩余容量和剩余寿命。合理准确地估算电池劣化程度，有利于掌握电池的老化程度，为成组电池的维护和筛选提供可靠信息，延长电池的使用寿命。更重要的是，可为准确估算电池各老化阶段的衰减程度奠定基础，防止过充或过放电，保证电池的安全使用。早在1998年，F.Huet便综述了有关交流阻抗谱法估算铅酸和镍镉电池体系电池的荷电状态、电池劣化程度的研究，这为交流阻抗法在锂离子电池评价电池荷电状态及劣化程度的应用提供了有力的参考价值。但是目前来说业界还是比较缺少利用交流阻抗评价电池荷电状态及劣化程度的方法。

因此，本发明利用大量实验分析得到的关于电化学交流阻抗谱、电池内部欧姆、电化学极化和离子扩散阻抗的变化规律，提出一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法，该方法能有效地对动力锂电池的劣化程度进行评估，进而指导优化使用动力锂电池，提高动力锂电池利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法，该诊断方法可以通过分析交流阻抗曲线及电荷传递阻抗的数据进行综合评价，从而简单有效的判断动力锂离子电池的劣化程度。

本发明的技术方案是，

一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法，包括建立动力锂离子电池交流阻抗基础曲线库，采集待检动力锂离子电池的交流阻抗曲线、分析得到待检动力锂离子电池的电荷传递阻抗。

所述方法通过采集待检动力锂离子电池的交流阻抗曲线，结合曲线智能匹配模型对动力锂离子电池交流阻抗基础曲线库进行智能匹配得到对应的电池劣化程度，同时结合电荷传递阻抗模型得到电池劣化程度，经综合评价模型最终输出该电池的劣化程度。

所述建立动力锂离子电池交流阻抗基础曲线库是将不同劣化程度的动力锂离子电池的交流阻抗曲线作为基础曲线放入曲线库中；所述的电荷传递阻抗可通过动力锂离子电池的交流阻抗曲线得到。

所述曲线智能匹配模型为逐一计算待测电池交流阻抗曲线和曲线库中基础曲线的相关系数，通过相关系数的匹配规则得到所需的匹配曲线并归为第一类基础曲线；再逐一计算待测交流阻抗曲线和第一类基础曲线的欧式距离，通过欧式距离的匹配规则得到所需的匹配曲线，根据匹配曲线计算待测锂电池的劣化程度。

所述相关系数的匹配规则为相关系数在0.95-1范围内的标准曲线为匹配曲线，所述欧式距离的匹配规则为曲线间的最小欧式距离。

所述匹配曲线为曲线库中在匹配规则下的基础曲线，若匹配曲线数量为零，则选取相关系数最大的基础曲线作为最终所需的匹配曲线，该曲线对应的电池劣化程度为曲线匹配模型得到的劣化程度；若匹配曲线数量大于1，则各匹配曲线对应劣化程度的平均值为曲线匹配模型得到的劣化程度S1。

所述的相关系数按下式(1)计算而得：