一种锂离子电池健康状态的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池健康状态的检测方法，包括：检测不同健康状态下锂离子电池的室温磁性能，建立健康状态与磁化率的对应关系库；检测不同温度下磁化率的变化，得到相应的锂离子电池健康状态的温度补偿系数；采用磁性传感器和温度传感器采集锂离子电池工作状态下的磁性能数据和工作环境温度数据；将所述磁性能数据与所述健康状态与磁化率的对应关系库中的数据进行智能匹配，得到相应的锂离子电池健康状态；通过温度传感器采集到的温度数据得到锂离子电池健康状态的温度补偿系数，计算得到锂离子电池最终的健康状态。本发明专利技术可以通过在线测量锂离子电池在不同温度下的磁性能，从而简单有效的判断锂离子电池的健康状态，实现在线计算。

A method to detect the health state of lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池健康状态的检测方法
本专利技术涉及锂离子电池检测
，特别涉及一种锂离子电池健康状态的检测方法。
技术介绍
电池健康状态(StateofHealth)，简称SOH。通常，业内会给电池健康状态设定一个阈值(电池初始容量的80％)，当电池健康状态低于此阈值则代表电池报废。由于SOH不是一个具体的物理量，无法直接测量，因此，如何准确衡量电池SOH值是一个国际性难题。目前主流的SOH估算方法主要包括：(1)等效电路模型和电化学模型法。其优点为等效精度高，缺点为适应性不强，不能扩展在不同类型的电池中。(2)SOC测量法，将充满电的电池在一定放电电流密度放电至截止电压，其放电容量的比值与初始标称容量的比值可以作为SOH的衡量标准。但是该方法需要将电池进行离线测试，且测试时间过程长。(3)内阻法，基于内阻与SOH的关系计算SOH，该方法的缺点为锂离子电池可用容量下降至30％以后，电池内阻才会有明显变化，而电池SOH的阈值通常为可用容量下降20％，所以该方法存在先天的不足。电池SOH在微观上体现为电池活性材料的活性离子和材料缺陷的含量，如锂离子电池充放电过程实质为Li+在正负极的转移，而Li+在2S电子轨道为单电子数，没有配对电子，这在磁学上被证明能产生净剩自旋，贡献磁矩，影响材料的磁性能，所以电池的磁性能可以作为SOH计算的物理参数。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种锂离子电池健康状态的检测方法，包括：检测不同健康状态下锂离子电池的室温磁性能，建立健康状态与磁化率的对应关系库；检测不同温度下磁化率的变化，得到相应的锂离子电池健康状态的温度补偿系数；采用磁性传感器和温度传感器采集锂离子电池工作状态下的磁性能数据和工作环境温度数据；将所述磁性能数据与所述健康状态与磁化率的对应关系库中的数据进行智能匹配，得到相应的锂离子电池健康状态；通过温度传感器采集到的温度数据得到锂离子电池健康状态的温度补偿系数，计算得到锂离子电池最终的健康状态。其中，所述锂离子电池的种类不同，所述健康状态与磁化率的对应关系库和所述锂离子电池健康状态的温度补偿系数均不同。其中，所述磁性能包括磁化强度和磁场强度；所述磁化率根据公式χ＝M/H计算；其中，χ为磁化率；M为磁化强度；H为磁场强度。其中，所述锂离子电池健康状态的温度补偿系数通过测量同种锂离子电池在不同温度下磁化率的变化得出；所述温度补偿系数为磁化率的函数：其中，A为温度补偿系数，为锂离子电池在T2温度下的磁化率，锂离子电池在T1温度下的磁化率。其中，所述计算得到锂离子电池最终的健康状态具体包括：根据公式：χ库＝A*χ实际；其中，χ库为与建立的关系库匹配的磁导率，A为根据传感器工作温度匹配的锂离子电池健康状态的温度补偿系数，χ实际为传感器测得的实际磁导率。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的上述实施例所述的锂离子电池健康状态的检测方法可以通过在线测量锂离子电池在不同温度下的磁性能，从而简单有效的判断锂离子电池的健康状态，实现在线计算。附图说明图1为本专利技术的锂离子电池健康状态的检测方法的流程示意图；图2为本专利技术磷酸铁锂离子电池在不同健康状态下的磁化曲线图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种锂离子电池健康状态的检测方法，包括：检测不同健康状态下锂离子电池的室温磁性能，建立健康状态与磁化率的对应关系库；检测不同温度下磁化率的变化，得到相应的锂离子电池健康状态的温度补偿系数；采用磁性传感器和温度传感器采集锂离子电池工作状态下的磁性能数据和工作环境温度数据；将所述磁性能数据与所述健康状态与磁化率的对应关系库中的数据进行智能匹配，得到相应的锂离子电池健康状态；通过温度传感器采集到的温度数据得到锂离子电池健康状态的温度补偿系数，计算得到锂离子电池最终的健康状态。本专利技术的上述实施例所述的锂离子电池健康状态的检测方法可以通过在线测量锂离子电池在不同温度下的磁性能，从而简单有效的判断锂离子电池的健康状态，实现在线计算。其中，所述锂离子电池的种类不同，所述健康状态与磁化率的对应关系库和所述锂离子电池健康状态的温度补偿系数均不同。本专利技术的上述实施例所述的锂离子电池的种类不同，其健康状态与磁化率的对应关系库和SOH温度补偿系数不同，建立库的组越多，在线估算结果越精确。其中，所述磁性能包括磁化强度和磁场强度；所述磁化率根据公式χ＝M/H计算；其中，χ为磁化率；M为磁化强度；H为磁场强度。其中，所述锂离子电池健康状态的温度补偿系数通过测量同种锂离子电池在不同温度下磁化率的变化得出；所述温度补偿系数为磁化率的函数：其中，A为SOH的温度补偿系数，为锂离子电池在T2温度下的磁化率，锂离子电池在T1温度下的磁化率。其中，所述计算得到锂离子电池最终的健康状态具体包括：根据公式：χ库＝A*χ实际；其中，χ库为与建立的关系库匹配的磁导率，A为根据传感器工作温度匹配的锂离子电池健康状态的温度补偿系数，χ实际为传感器测得的实际磁导率。首先检测不同SOH下锂离子电池的室温磁性能，建立SOH与磁化率的对应关系库。图二为磷酸铁锂离子电池在室温,不同SOH下的磁化曲线，根据公式χ＝M/H，得到磷酸铁锂离子电池在部分SOH下的磁化率建立关系库，如下表所示：SOH100％90％70％50％30％χ6.7*10-75.9*10-75.0*10-74.0*10-73.7*10-7然后检测SOH＝100％磷酸铁锂离子电池不同温度下磁化率的变化，根据公式得到相应SOH的温度补偿系数A，在磷酸铁锂成分电池中磁化率和温度成负相关，经函数拟合得温度补偿系数如下表所示：T(℃)515304050χ4.1*10-63.2*10-66.0*10-75.2*10-78.9*10-8A0.1630.2091.1171.2887.528磁性与SOH对应关系库与补偿系数确定后，通过温度和磁性传感器在线监控磷酸铁锂离子电池的磁化率和温度数据，举例如下表：T(℃)5χ2.8*10-6工作环境5℃，智能匹配温度补偿系数为0.163，可以由此计算出匹配的库磁导率χ库＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池健康状态的检测方法，其特征在于，包括：/n检测不同健康状态下锂离子电池的室温磁性能，建立健康状态与磁化率的对应关系库；/n检测不同温度下磁化率的变化，得到相应的锂离子电池健康状态的温度补偿系数；/n采用磁性传感器和温度传感器采集锂离子电池工作状态下的磁性能数据和工作环境温度数据；/n将所述磁性能数据与所述健康状态与磁化率的对应关系库中的数据进行智能匹配，得到相应的锂离子电池健康状态；/n通过温度传感器采集到的温度数据得到锂离子电池健康状态的温度补偿系数，计算得到锂离子电池最终的健康状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池健康状态的检测方法，其特征在于，包括：
检测不同健康状态下锂离子电池的室温磁性能，建立健康状态与磁化率的对应关系库；
检测不同温度下磁化率的变化，得到相应的锂离子电池健康状态的温度补偿系数；
采用磁性传感器和温度传感器采集锂离子电池工作状态下的磁性能数据和工作环境温度数据；
将所述磁性能数据与所述健康状态与磁化率的对应关系库中的数据进行智能匹配，得到相应的锂离子电池健康状态；
通过温度传感器采集到的温度数据得到锂离子电池健康状态的温度补偿系数，计算得到锂离子电池最终的健康状态。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池健康状态的检测方法，其特征在于，所述锂离子电池的种类不同，所述健康状态与磁化率的对应关系库和所述锂离子电池健康状态的温度补偿系数均不同。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池健康状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荐，蒙鹏宇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43