[发明专利]电池等效电路模型的建立方法、健康状态估算方法及装置

说明书

本申请实施例提供一种电池等效电路模型的建立方法、基于模型的电池健康状态的估算方法以及使用该方法的相关装置。该电池等效电路模型的建立方法包括：获取电池在预设状态参数下的电化学阻抗谱；其中，所述预设状态参数包括预设温度参数和预设荷电状态参数；根据所述电化学阻抗谱计算所述电池的弛豫时间分布谱；根据所述弛豫时间分布谱建立电池等效电路模型。通过本申请的方法可以建立精确度更高的电池模型以及提高电池健康状态估算的准确性。

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，尤其涉及电池等效电路模型的建立方法、电池健康状态的估算方法、电池管理芯片及用电设备。

背景技术

等效电路模型(ECM)因其具有低复杂性，快速可计算性和可实时性等成为电池管理芯片中模拟电池行为所广泛使用的典型模型。然而，现有的等效电路的建立并不是基于电池内部的本征极化过程所建立，具有人为的随机性存在，进而导致所建立等效电路模型中不同的组成模块背后的物理意义不明。也即，现有的电池等效电路模型精度较低，进而无法准确区分电池内部不同活性电极的不同电化学过程。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池等效电路模型的建立方法、电池健康状态的估算方法、电池管理芯片及用电设备，可以提高电池模型的建立精度以及电池健康状态估算的准确性。

第一方面，本申请实施例公开一种电池等效电路模型的建立方法，包括：

获取电池在预设状态参数下的电化学阻抗谱；其中，所述预设状态参数包括预设温度参数和预设荷电状态参数；

根据所述电化学阻抗谱计算所述电池的弛豫时间分布谱；

根据所述弛豫时间分布谱建立电池等效电路模型。

第一方面所描述的技术方案，将在预设状态参数下获取的电池的电化学阻抗谱转化成弛豫时间分布普，并根据所述弛豫时间分布谱建立电池等效电路模型。即利用不同极化过程的弛豫时间不同，将电池内部不同的极化过程区分出来，进而可以得到能够反映电池内部不同极化过程等内部特性的等效电路模型，该等效电路模型具有明确的物理意义，且具有唯一性，进而提高了电池等效电路模型的建立精度。

根据第一方面，为了提高弛豫时间分布谱的转换效率，在一种可能的实现方式中，所述根据所述电化学阻抗谱计算所述电池的弛豫时间分布谱包括：根据所述电化学阻抗谱与弛豫时间分布之间的关系采用弛豫时间分布的分析方法将所述电化学阻抗谱从频域转化为时域，从而获得所述弛豫时间分布谱；其中，所述弛豫时间分布谱中的不同谱峰对应所述电池内部不同动力学过程的弛豫时间。

根据第一方面，为了提高弛豫时间分布谱的转换效率，在一种可能的实现方式中，所述根据所述电化学阻抗谱计算所述电池的弛豫时间分布谱包括：根据所述电化学阻抗谱与弛豫时间分布之间的关系，通过去卷积的方法得到所述弛豫时间分布谱；其中，所述弛豫时间分布谱中的不同谱峰对应所述电池内部不同动力学过程的弛豫时间。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述弛豫时间分布谱建立电池等效电路模型包括：

根据所述电池内部不同动力学过程的弛豫时间识别所述电池内部的不同极化过程；

根据所述电池内部的不同极化过程确定所述电池内部的不同内阻；

根据所述电池内部的不同内阻建立反映所述电池内部特性的电池等效电路模型。

如此可以实现电池等效电路模型和弛豫时间分布谱的对应关系。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述电池等效电路模型包括一个电阻元件及M个电阻电容并联的电路单元；其中，M等于所述弛豫时间分布谱中预设频率以上峰谱的个数。由于每个谱峰对应不同的极化过程，如此，可以将电池内部的每个极化过程和电池等效电路模型中的电路单元一一对应，使得该电路模型具有明确的物理意义。