一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法和分析方法技术方案

技术编号:33193020 阅读:20 留言:0更新日期:2022-04-24 00:21
本发明专利技术提供了一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法和分析方法,包括通过采集和处理电池系统的数值,对电池系统性能衰减进行预警的步骤;电连接分析方法。本发明专利技术所述的锂离子电池系统性能衰减的预警方法和分析方法,能够全面了解电池系统的全周期运行状况,及时识别快速衰退期并及时预警,使得工作人员能够根据电池的实际情况调整BMS策略、降低充电电流电压;或整包替换电池、将替下的电池进行梯次利用;无法进行梯次利用的,报废处理,避免发生安全事故。全事故。全事故。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法和分析方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
,尤其是涉及一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法和分析方法。

技术介绍

[0002]目前,越来越多的用户通过电动汽车出行。电动汽车采用汽车电池作为供电源,并通过BMS(Battery Management System,电池管理系统)集中管控汽车电池的运作。为了保证BMS正常的系统运转,需要高频次地采集汽车电池的电流、电压、温度、电池故障信号等的电池数据,并由电池数据服务器针对电池数据进行汽车电池性能分析。这些数据,能识别出个别电压明显低于、或高于其他的电池。但当大部分电池都进入了快速衰减期,即使把电压明显离群的电池替换掉,也不能有效维持寿命,若进一步使用甚至可能会出现安全事故。

技术实现思路

[0003]有鉴于此,本专利技术旨在提出一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,以提供一种能够全面了解电池系统的全周期运行状况,并加以分析,及时识别快速衰退期、及时预警、及时处置的方法。
[0004]为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:
[0005]一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,包括通过采集和处理电池系统的数值,对电池系统性能衰减进行预警的步骤。
[0006]进一步的,所述采集和处理电池系统的数值的方法为:
[0007]步骤1:在固定的电压范围,通过BMS提取充电末端电压与放电末端电压;
[0008]步骤2:计算提取到的充电末端电压的压差和标准差;
[0009]步骤3:通过充电末端的压差、标准差随总里程的变化率,对电池系统性能衰减进行预警。
[0010]进一步的,所述提取充电末端电压的具体方法为:提取每次或每隔固定里程数,电池系统内最高电压相同的充电末端电压;所述提取放电末端电压的具体方法为:提取每次或每隔一段时间,电池系统内最低电压相同的放电末端电压。
[0011]进一步的,所述步骤3的具体方法为:根据压差或标准差不同值之间的斜率,对电池系统性能衰减进行预警。
[0012]进一步的,所述步骤3的具体方法为:将压差或标准差制作成分布图,直接观察分布图趋势,对电池系统性能衰减进行预警。
[0013]进一步的,所述采集和处理电池系统的数值的方法为:根据电池系统采集的电压、电路和温度的数据,计算电池容量C,电池容量C的计算方法为: C=充电前容量C0+充电容量C1,以容量或容量保持率为纵坐标,总里程为横坐标作图,得到电池容量衰减曲线。
[0014]步骤S1,计算C0:电池在开发阶段,做充放电循环测试,在循环测试的同时,每隔50周或100周,测试同一容量在不同温度下对应的电压,并不断调整容量比例,得到容量、温
度、电压的矩阵,将循环周数折算成总公里数,即得到不同总公里数对应的,容量、温度、电压的矩阵,电动车充电前,根据BMS上传的电压,结合最接近其总里程的,循环测试时得到的容量、温度、电压矩阵,查找或计算得到C0;
[0015]计算C1:提取该次充电电压达到上限的充电电流、时间,用电流与时间积分,得到该次的充电容量C1,C1=I1*(t2-t1)+I2*(t3-t2)+
……
+In* (tn-tn-1),其中I为电流,t为时间;
[0016]每一次的充电容量C=充电前容量C0+充电容量C1。
[0017]步骤S2,电动车运行时,每隔0.5km,计算一次容量和容量保持率,以容量或容量保持率为纵坐标,总里程为横坐标作图,得到电池容量衰减曲线,根据电池容量衰减曲线对电池系统性能衰减进行预警。
[0018]进一步的,所述采集和处理电池系统的数值的方法为:
[0019]步骤一:充电DCR=恒流充电过程中,在某个选定的电压V0、电流I下,充电30s达到电压V1,则充电DCR=(V1-V0)/I;
[0020]步骤二:用每次充电的充电DCR为纵坐标,总里程或时间为横坐标,可以得到DCR曲线,根据DCR曲线对电池系统性能衰减进行预警。
[0021]相对于现有技术,本专利技术所述的锂离子电池系统性能衰减的预警方法具有以下优势:
[0022](1)本专利技术所述的锂离子电池系统性能衰减的预警方法,能够全面了解电池系统的全周期运行状况,及时识别快速衰退期并及时预警,使得工作人员能够根据电池的实际情况调整BMS策略、降低充电电流电压;或整包替换电池、将替下的电池进行梯次利用;无法进行梯次利用的,报废处理,避免发生安全事故。
[0023](2)本专利技术所述的锂离子电池系统性能衰减的预警方法,预警准确性高,适用范围广,具有很强的推广性。
[0024]本专利技术创造的另一目的在于提出一种锂离子电池系统性能衰减的分析方法,以提供一种能够全面了解电池系统的全周期运行状况的方法。
[0025]为达到上述目的,本专利技术创造的技术方案是这样实现的:
[0026]一种锂离子电池系统性能衰减的分析方法,包括电连接分析方法。
[0027]进一步的,所述电连接分析方法为:对电池系统的所有串电压作图,横坐标为总里程或时间,当某一串电压波动较大时,说明存在电连接接触不良。
[0028]相对于现有技术,本专利技术创造所述的锂离子电池系统性能衰减的分析方法具有以下优势:
[0029]所述锂离子电池系统性能衰减的分析方法与上述锂离子电池系统性能衰减的预警方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:
[0031]图1为本专利技术实施例所述的案例1行驶0.5wkm的充电末端电压;
[0032]图2为本专利技术实施例所述的案例1行驶4wkm的充电末端电压;
[0033]图3为本专利技术实施例所述的案例1行驶5wkm的充电末端电压;
[0034]图4为本专利技术实施例所述的不同电池系统的充电末端压差随总里程的变化;
[0035]图5为本专利技术实施例所述的案例1的系统压差和扣除离散两串后的压差变化;
[0036]图6为本专利技术实施例所述的不同电池系统的充电末端电压标准差随总里程的变化;
[0037]图7为本专利技术实施例所述的案例1的系统电压标准差和扣除离散两串后的标准差变化;
[0038]图8为本专利技术实施例所述的固定容量下不同温度对应的电压;
[0039]图9为本专利技术实施例所述的系统充放电循环测试时的容量保持率、总里程曲线;
[0040]图10为本专利技术实施例所述的30℃下不同电压对应的容量;
[0041]图11为本专利技术实施例所述的案例1的容量保持率随总里程的变化;
[0042]图12为本专利技术实施例所述的案例3的容量保持率随总里程的变化;
[0043]图13为本专利技术实施例所述的案例1在放电、充电过程中的电压曲线。
具体实施方式
[004本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:包括通过采集和处理电池系统的数值,对电池系统性能衰减进行预警的步骤。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:所述采集和处理电池系统的数值的方法为:步骤1:在固定的电压范围,通过BMS提取充电末端电压与放电末端电压;步骤2:计算提取到的充电末端电压的压差和标准差;步骤3:通过充电末端的压差、标准差随总里程的变化率,对电池系统性能衰减进行预警。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:所述提取充电末端电压的具体方法为:提取每次或每隔固定里程数,电池系统内最高电压相同时,所有串的充电末端电压;所述提取放电末端电压的具体方法为:提取每次或每隔一段时间,电池系统内最低电压相同时,所有串的放电末端电压。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:所述步骤2的具体方法为:根据压差或标准差不同值之间的斜率,对电池系统性能衰减进行预警。5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:所述步骤2的具体方法为:将压差或标准差制作成分布图,直接观察分布图趋势,对电池系统性能衰减进行预警。6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池系统性能衰减的预警方法,其特征在于:所述采集和处理电池系统的数值的方法为:步骤S1:根据电池系统采集的电压、电路和温度的数据,计算电池容量C,电池容量C的计算方法为:C=充电前容量C0+充电容量C1;C0计算方法:电池在开发阶段,做充放电循环测试,在循环测试的同时,每隔50周或100周,测试同一容量在...

【专利技术属性】
技术研发人员:张越超纵雪楠韩兵兵高秀玲
申请(专利权)人:天津市捷威动力工业有限公司
类型:发明
国别省市:

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