[发明专利]一种考虑不同电池状态的电池老化状态估计方法

说明书

本发明涉及一种考虑不同电池状态的电池老化状态估计方法，包括以下步骤：1)建立用以拟合单体电池电化学阻抗谱的等效电路模型；2)根据等效电路模型获取在不同温度和荷电状态下的传荷电阻值，从而得到拟合数据集；3)构建传荷电阻与电池温度和荷电状态之间的计算模型f(T,SOC)，并根据拟合数据集确定表达式中的参数；4)对拟合确定参数后的计算模型进行修正；5)定义电池标准状态，并根据修正后的计算模型g(T,SOC)计算在电池标准状态下传荷电阻值；6)根据折算到标准状态的传荷电阻的相对增长估算电池的老化状态。与现有技术相比，本发明具有计算简便、估计可靠等优点。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车、插电式混合动力汽车电池管理领域，尤其是涉及一种考虑不同电池状态的电池老化状态估计方法。

背景技术

随着电动车的推广应用，对车用电池安全性、可靠性的要求逐渐提高，车用电池的老化状态估计是先进电池管理系统的必需功能。锂离子电池在使用过程中的老化直接影响电动汽车的续驶里程和输出功率，通过对动力电池的老化状态的准确获取能够实现动力电池的高效安全利用，并且可靠估算动力电池的老化状态对于提升电池寿命的研究具有非常重要的意义。目前，有很多锂离子电池老化状态估计方法被提出来，如容量、阻抗等。相比于其他方法，采用电池阻抗的老化状态估计更能够描述电池在老化时机理变化。在研究电池寿命问题时，内阻随着寿命发生变化，为寿命估计提供重要参考，因此可以以内阻的变化来分析电池的老化过程，估计电池老化状态。

目前，在实验室中可利用电化学阻抗谱(EIS)测试的方法进行电池阻抗的测量。电池静置时，对电池施加小幅正弦电压/电流信号作为激励，以得到电池的电流/电压响应，通过响应和激励求出电池的阻抗，测量不同频率下的阻抗得到电池的阻抗谱，并采用参数辨识的方法得到电池的内阻值，用于老化状态的估计。但内阻值受当前电池状态参数如工作温度，荷电状态等影响，这些因素在电池使用历程中不断变化，使得利用电池内阻测量进行寿命估计方法的普适性、可靠性受限，精度很低。若严格控制这些状态变量，则大大提高了实验的复杂性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑不同电池状态的电池老化状态估计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑不同电池状态的电池老化状态估计方法，用以在任意电池温度和荷电状态下通过测定电池传荷电阻估计电池老化状态，包括以下步骤：

1)建立用以拟合单体电池电化学阻抗谱的等效电路模型；

2)根据等效电路模型获取在不同温度和荷电状态下的传荷电阻值，从而得到拟合数据集；

3)构建传荷电阻与电池温度和荷电状态之间的计算模型f(T,SOC)，并根据拟合数据集确定表达式中的参数；

4)对比在某一老化状态和特定温度、荷电状态下获取的传荷电阻值，对拟合确定参数后的计算模型进行修正；

5)定义电池标准状态，并根据修正后的计算模型g(T,SOC)计算在电池标准状态下传荷电阻值，实现在某一老化状态和特定温度、荷电状态下获取的传荷电阻值折算到标准状态下的目的；

6)根据折算到标准状态的传荷电阻的相对增长估算电池的老化状态。

所述的步骤3)中，计算模型f(T,SOC)的表达式为：

其中，R_ct为传荷电阻，SOC为荷电状态，T为电池温度，α₁、α₂、β₁、β₂为拟合参数。