一种基于内阻的锂电池寿命检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于内阻的锂电池寿命检测系统及方法，包括计数器模块、数据采集模块、脉冲放电模块、内阻运算模块、SOH显示模块，通过对电池循环次数与健康状态建立关系模型，在电池寿命达到85％时，使用脉冲电流得到电池的欧姆内阻，通过欧姆内阻与电池健康状态关系，完成电池寿命检测，后续可根据电池实际应用场景，采用循环次数固定间隔，对欧姆内阻进行检测。该方法具有简单易行、准确度高、计算简单等优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于内阻的锂电池寿命检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及电池管理系统
，具体涉及一种基于内阻的锂电池寿命检测系统及方法。

技术介绍

[0002]在新能源产业对锂电池的使用中，电池组由几十或者上百个电池串、并联构成，由于每个单体电池存在不一致性，使电池在工作过程中，由不一致性导致的电池老化、损坏速度加快。因此，对电池组内每个单体电池的寿命进行检测，即检测电池健康状态(SOH)，对延长电池组的使用寿命、保护电池稳定运行起到了不可替代的作用。
[0003]目前常用的电池健康状态检测方法有循环次数统计法、粒子滤波检测法、卡尔曼滤波检测法等。其中，循环次数统计法最为简单，该方法以单体电池循环次数与健康状态对比试验数据为依据，通过电池运行的循环次数判断是否达到退役标准，但由于电池不一致性及串并联使用造成的影响，该方法误差较大。粒子滤波检测法及卡尔曼滤波检测法通过对电池建模，在模型上加载电池运行数据，通过计算得出电池健康状态数据。这两种方法计算精度较高，但由于计算量大，常用MCU无法满足其计算要求，无法实时得出计算结果，也大大提升了系统成本。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于内阻的锂电池寿命检测系统及方法，通过对电池循环次数与健康状态建立关系模型，在电池寿命达到85％时，使用脉冲电流得到电池的欧姆内阻，通过欧姆内阻与电池健康状态关系，完成电池寿命检测。后续可根据电池实际应用场景，采用循环次数固定间隔，对欧姆内阻进行检测。该方法具有简单易行、准确度高、计算简单等优点。
[0005]为了达到上述技术效果，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于内阻的锂电池寿命检测系统，包括计数器模块、数据采集模块、脉冲放电模块、内阻运算模块和SOH显示模块；所述计数器模块用于存储电池循环次数与SOH对应关系模型，并完成当前电池循环次数统计；所述数据采集模块用于采集系统的电流、电压数据并进行记录；所述脉冲放电模块用于在系统中产生脉冲电流；所述内阻运算模块通过脉冲电流过程中采集到的电压、电流变化，对电池当前内阻进行计算，由内阻与SOH对应关系得到电池当前SOH；所述SOH显示模块用于显示电池当前SOH值。
[0007]进一步的技术方案为，所述电池循环次数与SOH对应关系模型由实验得出，具体的将电池通过满充满放循环，记录不同循环次数对应的电池SOH数值，形成对应关系模型，SOH数值会随着循环次数的增加而减少。
[0008]进一步的技术方案为，所述计数器模块可以接收内阻运算模块的反馈值，对计数进行校准。
[0009]进一步的技术方案为，所述内阻运算模块具备毫伏级的运算能力。
[0010]进一步的技术方案为，所述内阻与SOH对应关系由实验得出。
[0011]本专利技术还提供一种基于内阻的锂电池寿命检测方法，包括以下步骤：
[0012]S1.通过实验得到电池循环次数与SOH对应关系模型以及内阻与SOH对应关系模型；
[0013]S2.使用计数器模块对电池循环次数进行统计，并在每一次循环后，通过循环次数与SOH对应关系模型，判断当前系统SOH；
[0014]S3.计数器模块判断当前循环次数与SOH值为85％时，启动脉冲放电模块；
[0015]S4.脉冲放电模块对系统释放一个大于当前工作电流的脉冲电流，系统受到脉冲电流影响，端电压会产生一个瞬时降低后回落的过程，通过数据采集模块对脉冲电流的整个过程进行实时采集；
[0016]S5.由内阻运算模块对电池当前内阻进行计算，记脉冲电流释放前的电压为V0，脉冲电流大小为I，脉冲电流过程中电压瞬时最低值为V1，则电池当前内阻为(V0
‑
V1)/I；
[0017]S6.内阻运算模块通过内阻值与SOH对应关系，得出当前系统SOH状态，完成电池寿命检测。
[0018]进一步的技术方案为，当内阻运算得出的电池健康状态与循环次数偏差大于阈值时，以内阻运算结果为准，并向循环计数器反馈，将其自动校准至当前SOH对应的循环次数。
[0019]进一步的技术方案为，所述步骤S1具体为：通过对待检电池同批次电池进行满充满放循环实验，记录每一次充放电循环过后电池满充容量与额定容量的比值，即为当次循环电池SOH值，由于电池SOH值降低到80％达到报废标准，故此实验记录电池SOH由100％—75％时循环次数与SOH对应关系，形成循环次数与SOH对应关系模型；通过对待检电池同批次电池进行充放电循环实验，记录电池在不同SOH状态下内阻的大小，形成内阻与SOH对应关系模型。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]1.本专利技术采用一种基于内阻的锂电池寿命检测系统，通过计数器模块，在电池循环次数达到寿命的85％时启动检测，在电池寿命约为85％以上时，采用粗略估计方法，在达到85％时使用本专利技术提出的方法进行精细检测，避免了在电池正常使用时，寿命检测对系统运行带来的影响。
[0022]2.本专利技术采用的内阻运算模块与计数器相结合的方式，降低了现有的单独内阻运算或单独的循环计数器方法检测电池寿命带来的误差。通过内阻运算模块结果向循环计数器反馈，实现了简单计算方式的校准运算，提升了电池寿命检测的准确性。同时，在工程中更容易实现。
具体实施方式
[0023]实施例1
[0024]本专利技术提供一种基于内阻的锂电池寿命检测系统，通过对电池健康状态(SOH)的计算，完成电池寿命检测。包含计数器模块、数据采集模块、脉冲放电模块、内阻运算模块、SOH显示模块，具体介绍如下：
[0025]计数器模块：用于存储电池循环次数与SOH对应关系模型，并完成当前电池循环次数统计。其中，对应关系模型由实验得出，即将电池通过满充满放循环，记录不同循环次数
对应的电池SOH数值，形成对应关系模型。由实验可知，SOH数值会随着循环次数的增加而减少。
[0026]数据采集模块：采用高精度的电流、电压计量器，采集系统电流、电压，特别是当系统电流、电压发生突变时，进行精确记录。
[0027]脉冲放电模块：用于在系统中产生一个脉冲电流，在脉冲放电模块产生脉冲电流后，系统电流激增，电压会经历一个突然降低后缓慢回升的过程。
[0028]内阻运算模块：通过脉冲电流过程中采集到的电压、电流变化，对电池当前内阻进行估算，由于电池内阻较小，内组运算模块需具备毫伏级的运算能力。计算出内阻后，由内阻与SOH对应关系得到电池当前SOH，内阻与SOH对应关系由实验得出。
[0029]SOH显示模块：用于显示电池当前SOH值。
[0030]实施例2
[0031]一种基于内阻的锂电池寿命检测方法，包括以下步骤：
[0032]S1.通过对待检电池同批次电池进行满充满放循环实验，记录每一次充放电循环过后电池满充容量与额定容量的比值，即为当次循环电池SOH值。由于电池SOH值降低到80％达到报废标准，故此实验记录电池SOH由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于内阻的锂电池寿命检测系统，其特征在于，包括计数器模块、数据采集模块、脉冲放电模块、内阻运算模块和SOH显示模块；所述计数器模块用于存储电池循环次数与SOH对应关系模型，并完成当前电池循环次数统计；所述数据采集模块用于采集系统的电流、电压数据并进行记录；所述脉冲放电模块用于在系统中产生脉冲电流；所述内阻运算模块通过脉冲电流过程中采集到的电压、电流变化，对电池当前内阻进行计算，由内阻与SOH对应关系得到电池当前SOH；所述SOH显示模块用于显示电池当前SOH值。2.根据权利要求1所述的基于内阻的锂电池寿命检测系统，其特征在于，所述电池循环次数与SOH对应关系模型由实验得出，具体的将电池通过满充满放循环，记录不同循环次数对应的电池SOH数值，形成对应关系模型，SOH数值会随着循环次数的增加而减少。3.根据权利要求1所述的基于内阻的锂电池寿命检测系统，其特征在于，所述计数器模块可以接收内阻运算模块的反馈值，对计数进行校准。4.根据权利要求1所述的基于内阻的锂电池寿命检测系统，其特征在于，所述内阻运算模块具备毫伏级的运算能力。5.根据权利要求1所述的基于内阻的锂电池寿命检测系统，其特征在于，所述内阻与SOH对应关系由实验得出。6.一种基于内阻的锂电池寿命检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.通过实验得到电池循环次数与SOH对应关系模型以及内阻与SOH对应关系模型；S2.使用计数器模块对电池循环次数进行统计，并在每一次循环后，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令锋，周迅，代高强，刘思佳，
申请(专利权)人：四川虹微技术有限公司，
类型：发明
国别省市：