一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法，包括：根据所述梯次利用动力电池的放电特性和状态参数确定预设放电电压阈值；在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中，分别计算基准电压变化量和基准容量变化量；分别计算在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中的基准比值；在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中，分别计算第一电压变化量和第一容量变化量；分别计算在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中的第一比值；对于多个不同的放电电压阈值中的任意一个，计算相同的预设放电电压阈值对应的第一比值和基准比值的比值作为第二比值，并判断是否满足大于等于预设判断阈值，若满足，则预测处于容量加速衰减阶段。

【技术实现步骤摘要】
一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法及系统
本专利技术涉及电池储能
，并且更具体地，涉及一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法及系统。
技术介绍
动力电池在电动汽车上刚开始使用时，电池的性能较好，且电池之间的一致性也比较好，随着使用时间的增加，动力电池的性能不断衰退，电池之间的性能差异越越来越大。当这些电池的性能不能满足电动汽车的应用需求时，从电动汽车上退役下来，可以应用于对电池性能要求较低、应用工况相对温和的场合，实现动力电池的梯次利用。动力电池梯次利用属于其全寿命周期的后期，随着电池内部晶体结构的变化，电解液的消耗，可能会出现个别梯次利用电池容量快速衰减的情况，这将严重电池系统运行的可靠性和安全性。目前对电池运行过程中主要是监控其电压和温度，而这两个参数不能很好的预测电池的加速衰减。因此，对于梯次利用动力电池，针对其在使用过程中可能出现的容量快速衰减，需要开发有效的预测方法，来提升梯次利用电池系统的可靠性和安全性。
技术实现思路
本专利技术提出一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法及系统，以解决如何预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤,1，在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为基准电压变化量和基准容量变化量；步骤2，分别计算在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为基准比值；步骤3，在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为第一电压变化量和第一容量变化量；步骤4，分别计算在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为第一比值；步骤5，对于多个不同的放电电压阈值中的任意一个，计算相同的预设放电电压阈值对应的第一比值和基准比值的比值作为第二比值，并判断所述第二比值是否满足大于等于预设判断阈值，若满足，则预测所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段；反之，返回步骤3。优选地，其中所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池或三元材料电池。优选地，其中当所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.30V、3.25V、3.20V、3.15V和3.10V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.05。优选地，其中当所述梯次利用动力电池为三元材料电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.90V、3.85V、3.80V、3.75V、3.70V和3.65V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.08。优选地，其中利用如下方式计算容量变化量：Q＝∫I(t)dt，其中，Q为容量变化量；I(t)为梯次利用动力电池在放电过程中电流随时间t的变化函数。优选地，其中所述方法还包括：在确定所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段后，确定第二比值大于等于预设判断阈值的对应的放电电压阈值，并验证接下来两次放电过程中该放电电压阈值对应的第二比值是否均大于等于所述预设判断阈值，若是，则确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段；反之，返回步骤4。优选地，其中所述方法还包括：在预测所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出警告信号。优选地，其中所述方法还包括：在确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出报警信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的系统，其特征在于，所述系统包括：基准变化量确定单元，用于在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为基准电压变化量和基准容量变化量；基准比值确定单元，用于分别计算在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为基准比值；第一变化量确定单元，用于在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为第一电压变化量和第一容量变化量；第一比值确定单元，用于分别计算在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为第一比值；容量加速衰减阶段预测单元，用于对于多个不同的放电电压阈值中的任意一个，计算相同的预设放电电压阈值对应的第一比值和基准比值的比值作为第二比值，并判断所述第二比值是否满足大于等于预设判断阈值，若满足，则预测所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段；反之，进入第一变化量确定单元。优选地，其中所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池或三元材料电池。优选地，其中当所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.30V、3.25V、3.20V、3.15V和3.10V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.05。优选地，其中当所述梯次利用动力电池为三元材料电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.90V、3.85V、3.80V、3.75V、3.70V和3.65V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.08。优选地，其中利用如下方式计算容量变化量：Q＝∫I(t)dt，其中，Q为容量变化量；I(t)为梯次利用动力电池在放电过程中电流随时间t的变化函数。优选地，其中所述系统还包括：容量加速衰减阶段确定单元，用于在确定所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段后，确定第二比值大于等于预设判断阈值的对应的放电电压阈值，并验证接下来两次放电过程中该放电电压阈值对应的第二比值是否均大于等于所述预设判断阈值，若是，则确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段；反之，进入第一变化量确定单元。优选地，其中所述系统还包括：警告单元，用于在预测所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出警告信号。优选地，其中所述系统还包括：报警单元，用于在确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出报警信号。本专利技术提供了一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法及系统，针对磷酸铁锂和三元材料两种体系的退役动力电池，基于梯次利用动力电池在放电过程中电压变化与容量变化比值的变化规律设置预设放电电压直至和预测判断阈值，并根据判断第二比值是否满足预测判断阈值来预测电池是否处于容量加速衰减阶段，用于确定梯次利用动力电池系统的安全可靠性，以提升梯次利用动力电池的应用前景。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法100的流程图；图2为根据本专利技术实施方式的预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的系统200的结构示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法，其特征在于，所述方法包括：放电放电步骤1，在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为基准电压变化量和基准容量变化量；步骤2，分别计算在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为基准比值；步骤3，在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为第一电压变化量和第一容量变化量；步骤4，分别计算在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为第一比值；步骤5，对于多个不同的放电电压阈值中的任意一个，计算相同的预设放电电压阈值对应的第一比值和基准比值的比值作为第二比值，并判断所述第二比值是否满足大于等于预设判断阈值，若满足，则预测所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段；反之，返回步骤3。

【技术特征摘要】
1.一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的方法，其特征在于，所述方法包括：放电放电步骤1，在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为基准电压变化量和基准容量变化量；步骤2，分别计算在所述梯次利用动力电池的首次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为基准比值；步骤3，在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中，分别计算当电压达到多个不同的预设放电电压阈值后的在预设时间段内的电压变化量和容量变化量，作为第一电压变化量和第一容量变化量；步骤4，分别计算在所述梯次利用动力电池的下一次放电过程中的，在相同的预设放电电压阈值对应的电压变化量和容量变化量的比值，作为第一比值；步骤5，对于多个不同的放电电压阈值中的任意一个，计算相同的预设放电电压阈值对应的第一比值和基准比值的比值作为第二比值，并判断所述第二比值是否满足大于等于预设判断阈值，若满足，则预测所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段；反之，返回步骤3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池或三元材料电池。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述梯次利用动力电池为磷酸铁锂电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.30V、3.25V、3.20V、3.15V和3.10V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.05。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述梯次利用动力电池为三元材料电池时，多个不同的预设放电电压阈值为：3.90V、3.85V、3.80V、3.75V、3.70V和3.65V，预设时间段为2分钟，预设判断阈值为1.08。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用如下方式计算容量变化量：Q＝∫I(t)dt，其中，Q为容量变化量；I(t)为梯次利用动力电池在放电过程中电流随时间t的变化函数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定所述梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段后，确定第二比值大于等于预设判断阈值的对应的放电电压阈值，并验证接下来两次放电过程中该放电电压阈值对应的第二比值是否均大于等于所述预设判断阈值，若是，则确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段；反之，返回步骤3。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在预测所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出警告信号。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定所述梯次利用动力电池进入了容量加速衰减阶段后，发出报警信号。9.一种预测梯次利用动力电池处于容量加速衰减阶段的系统，其特征在于，所述系统包括：基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：范茂松，杨凯，高飞，刘皓，张明杰，耿萌萌，王康康，王凯丰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11