[发明专利]一种锂离子电池健康状态线性评估方法

权利要求书

1.一种锂离子电池健康状态线性评估方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

步骤S1：在n次单个或多个电池恒流恒压充电过程中，提取m个健康因子指标，组成m*n维的原始数据矩阵：

并记矩阵A的行向量为健康因子a_i＝{a_i1 ... a_in}；

步骤S2：对矩阵A各行向量进行标准化处理得到标准化后的各类型健康因子向量x_i＝{x_i1 ... x_in}；

步骤S3：用安时积分法，求解出标准化后矩阵x_i＝{x_i1 ... x_in}的n次恒流恒压充电过程中电池可用容量Q_chg,i,i＝1...n；

步骤S4：对n次恒流恒压充电过程中电池可用容量Q_chg,i进行标准化处理，得到容量向量q；

步骤S5：计算标准化后的各类型健康因子向量x_i与容量向量q之间的皮尔逊相关系数

步骤S6：选出皮尔逊相关系数大于0.95的h个健康因子；

步骤S7：建立电池容量Q与单个健康因子a_i之间的线性回归方程Q(a_i)＝k_ia_i+b_i；

步骤S8：通过最小二乘法求解线性回归方程Q(a_i)＝k_ia_i+b_i的系数k_i和b_i；

步骤S9：根据安时积分法求解出的电池容量Q和线性回归方程求解出的电池容量Q(a_i)，计算平均绝对误差最大绝对误差M(Δε_i)、极差R(Δε_i)和标准差σ(Δε_i)，其中

ε_i＝Q(a_i)-Q，M(Δε_i)＝max(|Δε_i|)，R(Δε_i)＝max(Δε_i)-min(Δε_i)，σ(Δε_i)＝std(Δε_i)，其中mean为均值运算符，std为标准差运算符；

步骤S10：根据平均绝对误差最大绝对误差M(Δε_i)、极差R(Δε_i)和标准差σ(Δε_i)，建立出多类型健康因子的线性回归方程；

步骤S11：根据多类型健康因子的线性回归方程，通过在电池恒流恒压过程中直接测量数据，计算出锂电池容量值Q_f并估计电池健康状态。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池健康状态线性评估方法，其特征在于，所述步骤S3的安时积分法的计算公式为：

式中，Q_chg,i表示第i次恒流恒压充电过程中计算得到的电池容量；t₀表示恒流恒压充电过程的开始时刻，此时电池荷电状态应为0％；t_e表示恒流恒压充电过程的结束时刻，此时电池荷电状态应为100％；i_i(t)表示充电过程中所记录的电流值。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池健康状态线性评估方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4的标准化公式为：

式中，s_i,j表示标准化向量中的各个元素，min(S)表示各个元素的最小值，max(S)表示各个元素的最大值。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池健康状态线性评估方法，其特征在于，所述步骤S5的皮尔逊相关系数

式中，表示标准化后的健康因子向量x_i与标准化后的电池容量向量q之间的皮尔逊相关系数；Cov为两者协方差计算符号；Var为方差计算符号。