[发明专利]一种锂电池可靠性状态评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种锂电池可靠性状态评估方法及系统，根据电池安全运行的多个参数上下阈值区间，分别计算当前电池各个参数在阈值区间的可靠性参数，可靠性参数越大，可靠性越低；根据各个参数可靠性得到电池最终的可靠性参数，作为电池的最终可靠性参数，进而判断电池可靠性状态。本申请所计算结果具备明确的可量化的物理意义，可以直接评价当前电池组所处的状态及维持当前正常状态的能力，对于系统优化运行具有指导意义。

技术领域

本申请涉及电池状态评估技术领域，具体涉及一种锂电池可靠性状态评估方法及系统。

背景技术

锂离子电池因具备比容量高、循环寿命长、倍率性能好和绿色环保等优势在储能领域备受青睐，被广泛地应用于消费电子、电动汽车和通信基站等领域。但其安全性一直是制约其发展的主要问题之一，当锂电池由于使用不当或者滥用时，将出现有一定安全风险的失效，比如热失控、胀气、漏液、析锂、短路和膨胀形变等。因此需要准确评估锂电池(组)的可靠性参数，以确保电池储能系统安全稳定运行。锂离子电池的研究模型主要有电化学模型、等效电路模型和黑箱模型，通常以内部物理化学变化规律和样本数据为基础，基于性能退化理论将退化性能与温度、电流等应力建立联系，经过简化处理构建退化模型，但模型的精度普遍不高，仍需进一步探索。

长期以来，人们对于锂离子电池的研究主要集中在安全性方面，在失效表现和机理方面做了一定的研究，如通过健康状态(SOH)估计方法，用于评价电池容量或内阻等健康因子的状态，反应电池目前的性能状况；采用荷电状态(SOC)估计方法考虑电池当前荷电状态；目前,国内外对锂离子电池荷电状态和健康状态的估计、建模研究众多,并且形成了比较完善的方法体系,但关于锂离子电池可靠性评价研究还处于探索阶段，可靠性评估方法还需要进一步优化。目前可靠性评价还未充分考虑复杂应用环境下多应力耦合作用的实际情况；退化模型的研究和改进需进一步强化；建模过程也需进行简化；评估精度还需进一步提高，探索适合工程应用实际的可靠性分析方法十分必要。

发明内容

现有技术对电池状态的估计，如荷电状态(SOC)估计方法仅仅考虑电池当前荷电状态，角度单一，无法量化电池当前确保完成充放电任务的能力；健康状态(SOH)估计方法，用于评价电池容量或内阻等健康因子的状态，衡量电池在全寿命周期角度下的劣化程度，而无法衡量电池稳定换电的能力；功率状态(SOP)估计方法，用于衡量电池在指定时间间隔内所能吸收或释放的最大功率，角度单一，无法对功率外的多种状态进行综合考虑。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种锂电池可靠性状态评估方法，所述锂电池可靠性状态评估方法包括：

根据当前锂电池组运行数据，得到锂电池组可靠性因子；

根据所述可靠性因子以及所述锂电池组运行参数阈值，得到锂电池组可靠性参数；

根据所述锂电池组运行数据、所述锂电池组运行参数阈值以及所述锂电池组可靠性参数，确定锂电池组的可靠性状态。

优选地，所述锂电池可靠性状态评估方法包括：

根据锂电池使用工况，确定锂电池正常运行状态下运行参数阈值。

优选地，所述锂电池组运行数据包括：锂电池运行时间、锂电池电压以及锂电池温度，所述根据当前锂电池组运行数据，得到锂电池组可靠性因子，包括：

根据锂电池组运行过程中的电压数据，得到锂电池组高压可靠性因子、低压可靠性因子以及压差可靠性因子；

根据锂电池组运行过程中的温度数据，得到锂电池组高温可靠性因子、低温可靠性因子、温差可靠性因子以及温升可靠性因子。

优选地，所述根据所述可靠性因子以及所述锂电池组运行参数阈值，得到锂电池组可靠性参数，包括：