一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，包含以下步骤：1)选择未经老化的大量电池样本，在不同的老化阶段测试该电池的交流阻抗谱和容量值；2)计算电池交流阻抗虚部值Z”；3)根据试验数据建立特定频率f

【技术实现步骤摘要】
一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法
本专利技术涉及电池检测技术，具体是一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法。
技术介绍
锂离子电池寿命是电动汽车电池的重要基本性能参数。锂离子电池在使用过程中受多种因素的影响其寿命将出现不同程度的衰减现象，锂离子电池的寿命衰减主要表现在容量和输出功率的降低，这直接影响到电动汽车的使用安全。如容量的降低将缩短电动汽车的续驶里程，同时增加了电动汽车抛锚率，使得电动汽车无法满足驾驶人员的出行需要；输出功率的降低将影响电动汽车的加速和爬坡性能，这严重威胁电动汽车使用者的生命安全。因此，当锂离子电池寿命无法满足使用要求时，需要使用新的锂离子电池对其进行更换，以此保证电动汽车的使用安全。虽然当前已有不少研究人员对锂离子电池的寿命估计进行了大量的研究，但是现存的寿命估计方法还存在很多缺陷。目前通过交流阻抗谱对锂离子电池寿命估计的方法大多是基于不同频率段(如100KHz～0.01Hz)阻抗谱实部和虚部共同估计，该估计方法首先通过实验建立交流阻抗谱实部和虚部与寿命关系，然后根据已建立的寿命估计关系对锂离子电池寿命进行估计。本专利技术通过实验获得不同寿命下的交流阻抗数据，然后建立特定频率下阻抗谱虚部值与寿命估计关系，最后根据已建立的寿命估计关系对同类型寿命未知的电池进行寿命估计。该寿命估计方法在特定频率下对电池进行寿命估计，从而只进行单一频率下电池的交流阻抗测试，可以大大缩短交流阻抗测试时间，因此该方法可以有效提高了锂电池的寿命估计速度。同时该方法以电池阻抗虚部对寿命进行估计排除了接触电阻的影响，从而也提高了锂电池的寿命估计精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，包含以下步骤：1)选择未经老化的大量电池样本，在不同的老化阶段测试该电池的交流阻抗谱和容量值；2)计算电池交流阻抗虚部值Z”；3)根据试验数据建立特定频率fj下电池交流阻抗谱虚部Z”与寿命的关系表；4)根据特定频率fj下电池交流阻抗虚部Z”与寿命关系，对其它寿命未知的电池进行寿命估计。作为本专利技术的优选方案：步骤1)中所述交流阻抗谱和容量值测试包括：在不同老化阶段在不同SOC和不同温度T下，进行该电池的交流阻抗谱测试及容量测试。作为本专利技术再进一步的优选方案：步骤2)中所述电池交流阻抗虚部值Z”的计算如下所示，所获取的电池交流激励和响应数据，通过公式计算该电池交流阻抗的虚部值。作为本专利技术再进一步的优选方案：根据试验数据建立下电池交流阻抗虚部Z”与寿命的关系表包括，根据电池寿命计算公式计算不同老化程度下的电池寿命。作为本专利技术再进一步的优选方案：根据已建立的交流阻抗谱虚部Z”与电池寿命的关系表对其它寿命未知的电池进行寿命估计，使用频率fj下波形对相同型号寿命未知的电池进激励，计算该电池的交流阻抗虚部值为Z”A4，将该电池的交流阻抗虚部值Z”A带入已建立的特定频率fj下的电池虚部Z”与寿命的关系表中，利用查表法查出该电池的估计寿命。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术首先通过实验获得不同寿命下的交流阻抗数据，找出特定频率下阻抗谱虚部与寿命关系，从中选出最优的频率下阻抗虚部-寿命关系，最后根据优选的虚部-寿命关系对寿命未知的电池进行寿命估计。与上述基于阻抗谱实部和虚部共同估计寿命方法相比，本专利技术具有如下优点：1)利用特定频率下阻抗谱虚部对电池寿命进行估计，只需进行单一频率下电池的阻抗测试，可以大大缩短交流阻抗测试时间，因此该方法可以有效提高寿命估计速度；2)可以排除锂离子电池接触电阻对阻抗谱实部的影响，可以提高锂离子电池寿命估计精度。附图说明图1为电池进行交流阻抗测试的电流走向示意图。图2为特定温度下电池交流阻抗虚部与电池寿命的关系表图。图3为特定频率下的正弦电流激励波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参阅图1-3，一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，包括以下步骤：1、交流阻抗谱测试选择未经老化的大量电池样本进行老化实验，在不同老化阶段对电池进行不同SOC和不同温度T下的交流阻抗谱和容量测试。2、计算交流阻抗虚部值Z”根据步骤1所获取的电池交流激励和响应数据，通过式(1)和式(2)计算该电池交流阻抗的虚部值。Z＝响应(ω)/激励(ω)(1)Z＝Z'(ω)+jZ”(ω)(2)其中，Z为电池交流阻抗的总阻抗；Z'为电池交流阻抗的实部值；Z”为电池交流阻抗的虚部值；3、建立电池交流阻抗虚部Z”与寿命的关系表根据电池寿命计算公式计算不同老化程度下的电池寿命，如式(3)所示。其中，C为电池当前容量，C0为电池初始容量。然后根据不同SOC和不同温度T下的交流阻抗谱测试数据，在不同SOC不同温度T下，建立特定频率fj下的交流阻抗谱虚部Z”与电池寿命的关系表。4、寿命估计选取相同型号寿命未知的锂离子电池A，使用特定频率fj下波形对该电池进激励。计算该电池的交流虚部值为Z”A，将该电池的交流阻抗虚部值Z”A带入已建立的特定频率fj下的电池虚部Z”与寿命的关系表中，利用查表法查出该电池的估计寿命。至此，完成了基于交流阻抗虚部的寿命估计。本专利技术根据特定频率fj下电池交流阻抗虚部Z”与寿命的关系对电池的寿命进行估计的方法，其优点在于：1)使用交流阻抗虚部Z”对电池寿命进行估计，可以排除接触阻抗对交流阻抗实部的影响，从而提高受命估计精度。2)同时，在单一频率fj下对电池进行寿命估计，可以降低因不同频率交流信号激励所消耗的时间。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，其特征在于，包含以下步骤：1)选择未经老化的大量电池样本，在不同的老化阶段测试该电池的交流阻抗谱和容量值；2)计算电池交流阻抗虚部值Z″；3)根据试验数据建立特定频率f

【技术特征摘要】
1.一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，其特征在于，包含以下步骤：1)选择未经老化的大量电池样本，在不同的老化阶段测试该电池的交流阻抗谱和容量值；2)计算电池交流阻抗虚部值Z″；3)根据试验数据建立特定频率fj下电池交流阻抗谱虚部Z″与寿命的关系表；4)根据特定频率fj下电池交流阻抗虚部Z″与寿命关系，对其它寿命未知的电池进行寿命估计。


2.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，其特征在于，步骤1)中所述交流阻抗谱和容量值测试包括：在不同老化阶段在不同SOC和不同温度T下，进行该电池的交流阻抗谱测试及容量测试。


3.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗虚部的锂离子电池寿命估计方法，其特征在于，步骤2)中所述电池交流阻抗虚部值Z″的计算如下所示，所获取的电池交流激励和响应数据，通过式(1)和式(2)计算该电池交流阻抗的虚部值：
Z＝响应(ω)/激励(ω)(1)
Z＝Z'(ω)+jZ″(ω)(2)
其中，Z为电...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永军，陈金干，王文平，乔冬冬，
申请(专利权)人：苏州湛云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32