[发明专利]一种阻抗谱等效参数提取方法及装置

说明书

本发明公开了一种阻抗谱等效参数提取方法及装置，所述方法包括：构建基于电化学阻抗谱的锂离子电池等效电路模型；利用电化学阻抗谱的物理意义对等效电路模型参数初值进行计算；通过对每个等效电路模型参数设置迭代阈值对等效电路模型参数进行迭代修正，从而实现参数的提取；本发明的优点在于：方法过程简单，算法不易发散，运算量较小。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体涉及一种阻抗谱等效参数提取方法及装置。

背景技术

电化学阻抗谱(EIS)是指测量不同频率下电池的内部阻抗的一种方法，具有快速、安全、低能耗的优点。EIS与电池荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)之间存在紧密的相关性，这使得EIS可以应用于二次电池分类领域。EIS中包含着大量的电池阻抗信息，如何准确快速的处理分析这些阻抗包含的信息成为一个难点。通常无法直接从EIS中获取锂电池荷电状态、健康状态，所以首先需要建立等效电路与锂电池的SOC、SOH的相关性模型。通过EIS对应的等效电路模型(ECM)参数，可以获得电池内部状况信息以及电池的老化程度。EIS对应的ECM能够准确的反应锂电池的SOH，这奠定了利用EIS分类退役电池的基础。

传统的退役电池分类方法是通过对退役电池进行完整的充放电，这种方法存在速度慢、能耗高等问题。通过电化学阻抗谱估算电池状态具有快速、节能的优势，这为退役电池实现快速分类提供了新的思路。EIS所获得的锂电池阻抗数据通常呈现较大程度的非线性，为了研究SOC和SOH与测量阻抗之间的联系，通常我们将所测量的阻抗数据映射到等效电路模型之中。近些年的大量的研究中指出，合适的ECM的部分元件参数与锂电池的SOC、SOH一定的相关性。为了实现对退役电池的快速分类，即对退役电池SOH的估算，需要建立准确的ECM，提取ECM参数是十分重要的一步。由于需要矩阵运算，通过最小二乘法实现对阻抗谱曲线的提取存在不易收敛、运算量大的问题。而另一种ECM参数提取方法是直接利用ECM的物理意义进行提取，存在精度低的缺点。

中国专利公开号CN104267261A，公开了基于分数阶联合卡尔曼滤波的二次电池简化阻抗谱模型参数在线估计方法，涉及电池参数在线估计方法，是为了提高对于二次电池参数估计的准确度、估计速度、工况适应性。该专利申请基于简化的电池阻抗谱等效电路模型，构建算法所需的状态方程与观测方程，利用分数阶联合卡尔曼滤波器，将电池扩散极化端电压(UW)，开路电压(OCVe)，欧姆内阻(Ro)，扩散参数(XW)作为估计量，将实时测得的端电压(UL)、负载电流作(IL)以及采样时间间隔Ts＝1s作为已知量，根据传感器精度选取过程激励噪声协方差与测量噪声协方差，通过迭代更新，得到电池模型中的开路电压(OCVe)、欧姆内阻(Ro)、扩散参数(XW)的估计值。但是该专利申请方法过程复杂，不易收敛，运算量大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术提取阻抗谱模型参数的方法过程复杂，不易收敛，运算量大的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种阻抗谱等效参数提取方法，所述方法包括：

构建基于电化学阻抗谱的锂离子电池等效电路模型；

利用电化学阻抗谱的物理意义对等效电路模型参数初值进行计算；

通过对每个等效电路模型参数设置迭代阈值对等效电路模型参数进行迭代修正，从而实现参数的提取。

本发明提出了一种基于电化学阻抗谱的等效电路模型参数提取算法，首先结合模型的物理意义计算获得等效电路模型参数初值，然后利用等效电路与电化学阻抗谱之间的映射关系，对等效电路模型参数进行迭代修正，从而实现了参数的提取，方法过程简单，算法不易发散，运算量较小。