一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，公开了一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法，包括以下步骤：（1）确定样本需评估的目标及参与评估的因素，并构建层次分析结构模型；（2）评价层次分析结构模型中因素的关系，并构建两两比较阵A；（3）进行一致性校验，并对电池开展健康状态评估；（4）评估各样本的目标，输出结果。本方案能够快速对回收退役电池进行电池健康状态的评估，操作简单，易于实现；测试方法原理简单，具有较高的可靠性和准确性。有较高的可靠性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法。

技术介绍

[0002]我国作为能源生产国与消费国主力国家，积极应对能源与环境问题。新能源发电领域迅速发展，2020年非化石能源消费比重达15.9%，对储能系统的需求也越大；同时新能源汽车销售量激增，退役电池处理问题愈发严重，而退役动力电池梯次利用高契合度衔接了储能和新能源汽车两个重点领域的迫切需求。
[0003]锂电池在电动汽车上达到其运行寿命之后，再通过其他方法使其继续降级使用进行梯次利用，可以达到节约资源、保护环境和降低成本的目的。电池梯次利用通常以容量为衡量标准，如容量在100%
‑
80%之间电池用于电动汽车；80%
‑
60%之间电池用于储能领域；60%
‑
20%之间电池用于备用电源；20%
‑
0%之间电池直接分解，回收原材料。通过退役锂电池健康状态评估手段可有效的实现退役电池的重组分类，进行梯次利用。
[0004]公开号CN112526352A，公开了一种退役锂离子电池的SOH估计方法，所述方法包括：一次阻抗测量获取退役锂离子电池的一次SOC估计值SOC1；将退役锂离子电池进行短时恒流放电，获取放电量Q；二次阻抗测量获取退役锂离子电池的二次SOC估计值SOC2；利用公式SOH＝Q/(SOC1
‑
SOC2)获取退役锂离子电池的SOH估计值。该方案较为复杂，无法实现快速评估。<br/>
技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法，能够快速对回收退役电池进行电池健康状态的评估，操作简单，易于实现。
[0006]本专利技术的具体技术方案为：一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法，包括以下步骤：（1）确定样本需评估的目标及参与评估的因素，并构建层次分析结构模型；（2）评价层次分析结构模型中因素的关系，并构建两两比较阵A；（3）进行一致性校验，并对电池开展健康状态评估；（4）评估各样本的目标，输出结果；步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：
式中，n为评价因素数目。
[0007]评估分析分为4个步骤：确定样本需评估的目标及参与评估的因素，并构建层次分析结构模型；评价准则层各影响因素的关系，并构建两两比较阵；进行一致性校验，并对电池开展健康状态评估；评估各样本的目标，输出结果。层次分析法采用相对尺度，提高了评估的准确度，将两两评价因素相互比较，根据重要程度构建成对比较阵A，因素i对因素j的重要程度用a
ij
表示，a
ij
需满足下式要求，a
ij
的标度方法如重要性标度的划分表表1所示。
[0008][0008][0008]式中，n为评价因素数目。
[0009]表1作为优选，步骤（1）中，所述参与评估的因素包括等幅放电时间、欧姆内阻与等幅放电温升；其特征在于，所述等幅放电时间的电压容许区间为 3.25V~3.4V与3.6V~3.7V；所述等幅放电温升的电压容许区间为3.0V~3.35V；所述等幅放电时间、欧姆内阻与等幅放电温升电压容许区间为3.30~3.35V；所述欧姆内阻的电压容许区间由上述等幅放电时间与等幅放电温升确定。
[0010]主要对退役锂离子电池的SOH进行快速评估，即需评估的目标；等幅放电时间、欧姆内阻与等幅放电温升为参与评估的因素，退役电池为待评估的样本。等幅放电时间的电压容许区间为 3.25V~3.4V与3.6V~3.7V，等幅放电温升的电压容许区间为3.0V~3.35V，欧姆内阻的电压容许区间由上述两个区间给定，因此考虑各健康因子的量测应具备并行进行的特点，取所有容许区间的交集，则各健康因子的电压容许区间为3.30~3.35V。
[0011]作为优选，所述评估的目标为退役锂离子电池的SOH；步骤（3）中，所述一致性校验与健康状态评估包括：采用特征向量法计算各影响因素的权重并进行一致性校验。
[0012]健康因子（等幅放电时间、欧姆内阻与等幅放电温升）对于SOH的相关度作为重要性的判定，健康因子与SOH的相关度越高则代表该健康因子在评估中的重要性越强，增强了层次分析法的客观性，提高了方法的合理性与可解释性。
[0013]本专利技术提出一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法，将退役电池回收并实施梯次利用，最大限度发挥电池全寿命周期的价值，对推动新能源汽车行业健康发展、储能
系统推广具有重要的意义。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：1.能够快速对回收退役电池进行电池健康状态的评估，操作简单，易于实现；2.测试方法原理简单，具有较高的可靠性和准确性。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法的电池健康状态评估的结构模型图；图2是1#电池健康因子与 SOH关系曲线如图；图3是2#电池健康因子与 SOH关系曲线如图；图4是3#电池健康因子与 SOH关系曲线如图。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。在本专利技术中所涉及的装置和方法，若无特指，均为本领域公知的装置和方法。
[0016]实施例11.确定样本需评估的目标及参与评估的因素，并构建层次分析结构模型：3块健康状态不同的退役磷酸铁锂电池进行健康状态评估验证，电池额定电压3.7V，额定容量3A
·
h，充放电设备：瑞能充放电测试机CDS
‑
5V6OA，充放电截止电压分别为 4.2V 和2.7V，试验采取的充电工况为CC
‑
CV模式。
[0017]2.评价层次分析结构模型中因素的关系，并构建两两比较阵A：得到3块电池的实验数据，对1~3号电池的3个健康因子与SOH随电池循环次数变化的数据做归一处理，健康因子与 SOH关系曲线如图2
‑
4所示。
[0018]得出的3个健康因子与 SOH相关度关系可知，等幅放电时间的相关程度稍强于欧姆内阻，强于等幅放电温升；欧姆内阻的相关程度略强于等幅放电温升，但没有等幅放电时间较欧姆内阻的程度大，于是构建成对比较阵A为：3.一致性校验与健康状态评估：保证成对比较阵A中相对重要性标度的合理性，仍需进行一致性校验，校验的过程如下式：如下式：如下式：式中：λn 为成对比较阵A对应的特征值，CI为一致性指标，RI与RI
n
‑2为随机一致性
指标及其第n
‑
2维分量，CR为一致性比率。
[0019]如果A的一致性比率CR小于0.1，则一致性校验通过；否则认为A的结构不合理，需重新标度两两因素的重要性，直至CR小于0.1。采用方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退役锂离子电池健康状态的快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确定样本需评估的目标及参与评估的因素，并构建层次分析结构模型；（2）评价层次分析结构模型中因素的关系，并构建两两比较阵A；（3）进行一致性校验，并对电池开展健康状态评估；（4）评估各样本的目标，输出结果；步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：步骤（2）中，两两比较阵A中因素i对因素j的重要程度用aij表示，aij需满足：式中，n为评价因素数目。2.如权利要求1所述的快速评估方法，其特征在于，步骤（1）中，所述参与评估的因素包括等幅放电时间、欧姆内阻与等幅放电温升。3.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼平，管敏渊，姚建锋，韩磊，黄宇宙，尹世通，王之赟，周开运，曹元成，张炜鑫，颜涛，赵玉振，
申请(专利权)人：武汉新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：