评估电化学电池状态的方法及装置、车辆和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种评估电化学电池状态的方法及装置、车辆和存储介质，包括：获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据；根据径向基函数对第一阻抗谱数据进行去卷积处理，确定第一时间常数阻抗分布数据；比较第一时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型，并输出相应的比较结果；根据比较结果对电化学电池的状态进行评估。本发明专利技术通过对第一阻抗谱数据进行去卷积处理，得到第一时间常数阻抗分布数据，将其与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型进行比较，根据比较结果对电化学电池的总体状态进行动态精准评估，实现对电化学电池状态的实时监测，从而利于在电化学电池偶发衰减的早期进行预警，提高电化学电池使用的安全性。池使用的安全性。池使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
评估电化学电池状态的方法及装置、车辆和存储介质


[0001]本专利技术涉及车辆
，尤其是涉及一种评估电化学电池状态的方法及装置、车辆和存储介质。

技术介绍

[0002]锂离子电池目前新能源汽车领域应用最为广泛的储能装置，SOC(State of Charge，荷电状态)是电动汽车电池管理系统中需要动态检测的一个重要参数，因此，准确且快速的监测SOC对于精确预测续航里程具有重要意义。其中，一种估算SOC最简单的算法是安时积分法，其通过积分充入或放出的总电荷量来估计当前电池的状态。另一种估算SOC算法通过建立基于模型的算法，例如通过收集大量实验数据后通过各种神经网络算法来在电压电流数据与SOC之间建立联系来估测电池所处状态。
[0003]然而，不管是上述提到的安时积分法还是通过建立基于模型的算法都存在一个严重的问题，就是其严重依赖于从单体电池或者电池包上的传感器收集到的电压与电流信号，以及先前通过统计学方法获得的先置实验模型，从而导致电压信号与电流信号并不总能实时表现出电池内部所发生的变化。例如三元材料和磷酸铁锂材料为正极的锂电池在衰减过程中，其各SOC状态下电压响应信号差异较小，目前系统仅可在电池单体或者电池包的电压发生严重电压信号变化的情况下如内短路时，例如单体电池电压变为0
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2V，探测到电池已经失效。且，通过安时积分法或类似仅探测静态电压电流曲线的方法受限于这种机制，难以在电池失效前发出预警，仅能在电池即将失效或者已经失效时才能发出预警保护电池包，而这时电池往往已经彻底失效并大量放热，造成电池包的严重安全隐患。同时由于其依赖于预先设置的衰减模型，其难以预测意外的电池失效例如由于产线生产电池时粉尘造成的循环过程中微短路现象，或严重的电极液损失现象。而这些现象在初期并不会影响全电池电压，仅在后期造成全电池显著的容量衰减和电压变化，且这些严重危害电动车安全的现象在现有评估体系中难以被算法精确判断。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的一个目的在于提出一种评估电化学电池状态的方法，该方法通过获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据，并根据径向基函数对第一阻抗谱数据进行去卷积处理，得到第一时间常数阻抗分布数据，从而得到电化学电池在各个过程的变化，并将第一时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型进行比较，以获取比较结果，根据比较结果对电化学电池的状态进行动态精准评估，实现对电化学电池各个电化学过程的精确测量和实时监测，从而利于在电化学电池偶发衰减的早期进行预警，提高电化学电池使用的安全性。
[0006]为此，本专利技术的第二个目的在于提出一种评估电化学电池状态的装置。
[0007]为此，本专利技术的第三个目的在于提出一种车辆。
[0008]为此，本专利技术的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术的第一方面的实施例提出了一种评估电化学电池状态的方法，该方法包括：获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据；根据径向基函数对所述第一阻抗谱数据进行去卷积处理，以确定第一时间常数阻抗分布数据；比较所述第一时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型，并输出相应的比较结果；根据所述比较结果对所述电化学电池的总体状态进行评估。
[0010]根据本专利技术实施例的评估电化学电池状态的方法，通过获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据，并根据径向基函数对第一阻抗谱数据进行去卷积处理，得到第一时间常数阻抗分布数据，从而得到电化学电池在各个过程的变化，并将第一时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型进行比较，以获取比较结果，根据比较结果对电化学电池的状态进行动态精准评估，实现对电化学电池各个电化学过程的精确测量和实时监测，从而利于在电化学电池偶发衰减的早期进行预警，提高电化学电池使用的安全性。
[0011]在一些实施例中，获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据之前，还包括：预先获取大量所述电化学电池在充电或放电周期中的充放电数据，得到第二阻抗谱数据；根据所述径向基函数对所述第二阻抗谱数据进行去卷积处理，以确定所述预设的标准时间常数阻抗谱分布数据模型，其中，所述预设的标准时间常数阻抗谱分布数据模型至少包括：标准特征频率、标准特征峰面积及标准特征峰斜率。
[0012]在一些实施例中，所述第一时间常数阻抗分布数据包括第一特征频率和第一特征峰面积，所述比较所述时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型，并输出相应的比较结果，包括：确定所述第一特征频率和所述标准特征频率的比值，得到第一比较结果，和/或，确定所述第一特征峰面积和所述标准特征峰面积的比值，得到第二比较结果，和/或，根据所述第一时间常数阻抗分布数据的波峰高度与预设的时间常数阻抗分布数据的波峰高度及与所述第一时间常数阻抗分布数据对应的循环圈数的比值，得到第三比较结果。
[0013]在一些实施例中，所述根据所述比较结果对所述电化学电池的总体状态进行评估，包括：将所述第一比较结果、所述第二比较结果及所述第三比较结果中的至少一个输入到预设的电池状态查询模型中，得到所述电化学电池的SOC值和SOH(State of Health，健康状态)值，其中，所述电池状态查询模型为预先训练得到；根据所述SOC值和SOH值对所述电化学电池的总体状态进行评估。
[0014]在一些实施例中，评估电化学电池状态的方法还包括：根据所述SOC值和SOH值的评估结果，对所述电化学电池的充放电电流和/或充放电电芯数量进行控制和/或对所述电化学电池的总体状态进行重新评估。
[0015]在一些实施例中，评估电化学电池状态的方法还包括：当所述第一比较结果小于或等于第一预设频率阈值，或者所述第一比较结果大于第二预设频率阈值，或者，所述第二比较结果大于或者等于预设的特征峰面积阈值，或者，所述第三比较结果大于所述标准特征峰斜率的预设倍数，或者，当所述SOC值低于设定电量阈值和/或SOH值低于设定健康值时，发出预警提示。
[0016]在一些实施例中，所述根据径向基函数对所述第一阻抗谱数据进行去卷积处理，
以确定第一时间常数阻抗分布数据，包括：确定与预测函数的输入频率对应的第一实部电阻值和第一虚部电阻值；将所述第一阻抗谱数据中的输入频率输入至所述预测函数，以得到第二实部电阻值和第二虚部电阻值；计算所述第一实部电阻值和所述第二实部电阻值的第一差值，以及所述第一虚部电阻值和所述第二虚部电阻值的第二差值；在所述第一差值小于或等于第一预设阈值，且所述第二差值小于或等于第二预设阈值时，输出所述第一时间常数阻抗分布数据。
[0017]在一些实施例中，评估电化学电池状态的方法还包括：在所述第一差值大于所述第一预设阈值和/或所述第二差值大于所述第二预设阈值时，调整径向基函数的初始参数组，直至所述第一差值小于或等于第一预设阈值，且所述第二差值小于或等于第二预设阈值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估电化学电池状态的方法，其特征在于，包括：获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据；根据径向基函数对所述第一阻抗谱数据进行去卷积处理，以确定第一时间常数阻抗分布数据；比较所述第一时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型，并输出相应的比较结果；根据所述比较结果对所述电化学电池的总体状态进行评估。2.根据权利要求1所述的评估电化学电池状态的方法，其特征在于，获取电化学电池在预设充电频率下的第一阻抗谱数据之前，还包括：预先获取大量所述电化学电池在充电或放电周期中的充放电数据，得到第二阻抗谱数据；根据所述径向基函数对所述第二阻抗谱数据进行去卷积处理，以确定所述预设的标准时间常数阻抗谱分布数据模型，其中，所述预设的标准时间常数阻抗谱分布数据模型至少包括：标准特征频率、标准特征峰面积及标准特征峰斜率。3.根据权利要求2所述的评估电化学电池状态的方法，其特征在于，所述第一时间常数阻抗分布数据包括第一特征频率和第一特征峰面积，所述比较所述时间常数阻抗分布数据与预设的标准时间常数阻抗分布数据模型，并输出相应的比较结果，包括：确定所述第一特征频率和所述标准特征频率的比值，得到第一比较结果，和/或，确定所述第一特征峰面积和所述标准特征峰面积的比值，得到第二比较结果，和/或，根据所述第一时间常数阻抗分布数据的波峰高度与预设的时间常数阻抗分布数据的波峰高度及与所述第一时间常数阻抗分布数据对应的循环圈数的比值，得到第三比较结果。4.根据权利要求3所述的评估电化学电池状态的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果对所述电化学电池的总体状态进行评估，包括：将所述第一比较结果、所述第二比较结果及所述第三比较结果中的至少一个输入到预设的电池状态查询模型中，得到所述电化学电池的SOC值和SOH值，其中，所述电池状态查询模型为预先训练得到；根据所述SOC值和SOH值对所述电化学电池的总体状态进行评估。5.根据权利要求4所述的评估电化学电池状态的方法，其特征在于，还包括：根据所述SOC值和SOH值的评估结果，对所述电化学电池的充放电电流和/或充放电电芯数量进行控制和/或对所述电化学电池的总体状态进行重新评估。6.根据权利要求3或4所述的评估电化学电池状态的方法，其特征在于，还包括：当所述第一比较结果小于或等于第一预设频率阈值，或者所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张柯，郭姿珠，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：