[发明专利]一种基于特征阻抗的锂电池过充电过放电检测方法

说明书

本公开揭示了一种基于特征阻抗的锂电池过充电过放电检测方法，包括：S100：获取待测锂电池的电化学阻抗谱；S200：基于电化学阻抗谱提取待测锂电池的特征阻抗；S300：将所述特征阻抗输入过充电过放电检测模型，以实现对待测锂电池的过充电过放电检测。本公开通过利用电化学阻抗谱法表征信息，不仅表征全面，且不需拆解电池，电化学阻抗谱对电池状态的改变以及内部结构的变化敏感，可以有效表征电池状态。

技术领域

本公开属于电池检测领域，具体涉及一种基于特征阻抗的锂电池过充电过放电检测方法。

背景技术

随着清洁能源高效利用的快速发展，锂电池在电动汽车与电化学储能等多个行业有了广泛应用。但是由于电池一致性差以及当前均衡策略不完善，电池模组中性能差的单体电池会出现过充电与过放电故障，使得电池健康状态加速衰减、温升增大，给电池模组的应用带来安全隐患。而过充电与过放电故障会导致电池内部出现微短路、结构相变等，而宽频的交流内阻能够对电池内部电化学反应与结构相变过程有效表征。因此对锂电池充放电过程中的过充电与过放电故障阻抗特性进行分析，以及对故障检测方法进行研究对于锂电池安全应用显得十分重要。

现有的用于电池过充电过放电检测的方法主要包括基于结构形态检测法和电化学性能检测法，其中，基于结构形态检测法是利用SEM、XRD、TEM等显微观测手段，以实现对电池特性的表征，该方法能够准确、清洗的反应电池内部结构变化，但是观测范围窄，且需对电池进行拆解。电化学性能检测主要针对对电池阻抗、电压、容量和气体等进行检测，其主要利用电池宏观特征量进行分析检测，易于实现且无需对电池进行拆解，但该方法无法清晰表征电池内部的微弱变化，反应滞后。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种基于特征阻抗的锂电池过充电过放电检测方法，该方法利用电化学阻抗谱表征锂电池充放电信息，不仅表征全面，且不需拆解电池，同时对电池状态的改变以及内部结构的变化敏感，可以有效表征电池状态。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种基于特征阻抗的锂电池过充电过放电检测方法，包括如下步骤：

S100：获取待测锂电池的电化学阻抗谱；

S200：基于电化学阻抗谱提取待测锂电池的特征阻抗；

S300：将特征阻抗输入过充电过放电检测模型，以实现对待测锂电池的过充电过放电检测。

优选的，所述特征阻抗包括欧姆内阻、SEI膜内阻、电荷转移电阻和低频扩散阻抗。

优选的，步骤S300中，所述过充电过放电检测模型采用基于粒子群优化的支持向量机检测模型。

优选的，所述基于粒子群优化的支持向量机检测模型的构建过程如下：

S301：输入锂电池不同循环状态下的特征量阻抗值；

S302：选择高斯函数作为核函数；

S303：初始化粒子群，设置粒子群体规模、惩罚值、迭代最大次数、核函数的初始参数值，以建立支持向量机检测模型；

S304：计算每个粒子的适应度函数，并判断当迭代次数达到最大时粒子的适应度函数是否满足精度要求，如果满足，则获得最优支持向量机检测模型，否则更新粒子的位置与速度并返回步骤S303，重新构建新的支持向量机诊断模型。

优选的，步骤S303中，通过下式设置粒子位置及速度：

v_t+1＝wv_t+r₁·rand()·(P_t-x_t)+r₂·rand()·(G_t-x_t)