[发明专利]一种梯次利用动力电池安全性评估方法

说明书

本发明公开了一种梯次利用动力电池安全性评估方法，以不高于0.05C倍率电流对电池进行恒流充电和放电，处理采集数据获取电池OCV‑SOC曲线；然后根据实时采集的电压和电流数据，应用OCV‑SOC曲线计算电池SOP；建立SOP、SOC和电压数据构成的分析数据矩阵，计算SOP、SOC和电压U的权重；应用灰色关联分析法对分析数据矩阵建立灰色关联模型，结合SOP、SOC和电压U的权重计算每组数据与目标值的灰色关联度；最后根据灰色关联度大小评价电池所处的安全状态。结合电池功率状态(SOP)、荷电状态(SOC)和电压参数，应用熵权法和灰色关联度理论建立综合预警指标，在电池达到保护阈值前发出预警，作为BMS保护措施的补充，可以弥补现有电池安全评估方法中的不足。

技术领域

本发明涉及一种评估方法，具体涉及一种梯次利用动力电池安全性评估方法。

背景技术

退役动力电池梯次利用首先要解决的是电池安全问题。动力电池出厂前的安全性能评估主要是先从批次电池中抽样，然后按照相关国家标准或行业标准进行安全性能试验，根据试验结果进行安全性评估。动力电池经过成组后装车运行至退役，安全性能必然发生一定程度的下降。

梯次利用动力电池配备了电池管理系统(BMS)，通常为电池的电压、电流、温度、荷电状态(SOC)等参数设定保护阈值和保护装置，作为防范电池发生过充、过放、过温、过流等滥用引发安全风险的保护措施。

目前应用于动力电池安全评估和安全保障的措施并不能充分保障梯次利用动力电池安全，主要表现在以下两方面：

(1)考虑电池箱不易拆解的结构特点和梯次利用经济性，原根据国家标准或行业标准评估电池安全的试验方法，已不再适用于梯次利用动力电池安全评估。

(2)电池管理系统为了避免误保护动作，软件上往往加入延时，而硬件上也过度依赖检测传感器的准确性和可靠性，致使该保护措施仍存在较大失效风险。

发明内容

为解决动力电池安全的问题，本发明提供一种梯次利用动力电池安全性评估方法，结合电池功率状态(SOP)、荷电状态(SOC)和电压参数，应用熵权法和灰色关联度理论建立综合预警指标，在电池达到保护阈值前发出预警，作为BMS保护措施的补充，可以弥补现有电池安全评估方法中的不足。

本发明提供如下技术方案：

一种梯次利用动力电池安全性评估方法，包括以下步骤：

S1、首先以不高于0.05C倍率电流对电池进行恒流充电和放电，处理采集数据获取电池开路电压OCV-荷电状态SOC曲线；

S2、然后根据实时采集的电压和电流数据，应用电池开路电压OCV-荷电状态SOC曲线计算电池功率状态SOP；

S3、建立功率状态SOP、荷电状态SOC和电压数据构成的分析数据矩阵，计算功率状态SOP、荷电状态SOC和电压U的权重；

S4、应用灰色关联分析法对分析数据矩阵建立灰色关联模型，结合SOP、SOC和电压U的权重计算每组数据与目标值的灰色关联度；

S5、最后根据灰色关联度大小评价电池所处的安全状态。

进一步的，获取电池开路电压OCV与荷电状态SOC关系曲线：

以不高于0.05C倍率电流，先将电池恒流放电至SOC＝0，然后对电池进行恒流充电测试，电池SOC从0变化到100％；再对电池进行恒流放电测试，电池SOC从100％变化到0；从而获得电池完整电压-SOC充电曲线和放电曲线；将两条曲线的电压按照相同SOC进行均值化处理，得到OCV-SOC曲线。

进一步的，功率状态SOP计算：