CN111273180B - 一种锂电池的析锂检测方法及装置 - Google Patents

一种锂电池的析锂检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111273180B
CN111273180B CN202010075804.3A CN202010075804A CN111273180B CN 111273180 B CN111273180 B CN 111273180B CN 202010075804 A CN202010075804 A CN 202010075804A CN 111273180 B CN111273180 B CN 111273180B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
pressure information
charging
lithium battery
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010075804.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111273180A (zh
Inventor
袁世斐
吴志伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202010075804.3A priority Critical patent/CN111273180B/zh
Publication of CN111273180A publication Critical patent/CN111273180A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111273180B publication Critical patent/CN111273180B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本申请提供一种锂电池的析锂检测方法及装置，涉及电动汽车技术领域，用于提高析锂诊断的可靠性。该方法包括：分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值；在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，对应得到至少两个压力信息；根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由析锂效应所导致的压力值变化；当析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定锂电池发生析锂。

Description

一种锂电池的析锂检测方法及装置
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种锂电池的析锂检测方法及装置。
背景技术
锂电池因其污染小、能量密度高、循环寿命长和自放电率低等优点，被广泛应用在手机、平板电脑、便携式设备等电子设备上，以及电动汽车、电动摩托车等各种电动车辆上，成为这些设备或车辆中不可或缺的部件。因此，关于锂电池的安全性的问题受到人们越来越多的关注，析锂作为锂电池在充电过程中的一种异常现象，是近年来人们关注的热点问题之一。
在对锂电池充电的过程中，锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极。当从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极时，这些锂离子会析出在负极表面，形成金属锂，这就叫作析锂。析锂发生的条件可以分为内部因素和外部因素两种。内部因素通常包括负极对锂电位小于0，这样导致锂离子不再全部嵌入负极，而是一部分嵌入负极，一部分以锂金属态析出。外部因素通常包括低温、高电荷状态(state of charge，SOC)和高倍率充电。其中，低温会造成锂离子扩散动力变慢，高电荷状态时的负极对锂电位相对较低，从而低温和高电荷状态都不利于锂离子嵌入负极；高倍率充电会生成较强电场推动大量锂离子从正极脱嵌并嵌入负极，当脱嵌的锂离子数量大于负极能够接收的锂离子数量时就会导致析锂产生。
析锂的发生和累积会降低库伦效率，导致锂电池的容量降低，析出的锂金属容易造成负极膨胀和颗粒破裂，使更多负极新鲜界面暴露在电解液中形成新的固体电解质界面(solid electrolyte interface，SEI)膜，导致阻抗的增加。另外，析出的锂金属持续生长会引发锂枝晶的形成，进而诱发内部短路带来安全风险，析出的锂金属也会与电解液缓慢反应，大大降低热失控的起始温度。因此，存在锂电池的析锂检测需求。
现有技术中，析锂检测技术主要包括三种，即利用锂电池析锂后造成的电压异常判断是否析锂、在拆解电池后利用特殊观测技术判断是否析锂、以及实时析锂检测技术。前两种析锂检测技术要求析锂量相对较大，且属于析锂后检测，无法在使用过程中及时对析锂现象进行检测，从而适用范围有限。第三种实时析锂检测技术是目前最常用的析锂检测技术。
对于实时析锂检测技术，目前的析锂检测方法为：在对锂电池充电的过程中，监测锂电池的充电电压和荷电状态，该充电电压作为第一电压；从预设的开路电压与荷电状态之间对应关系中，获取当前荷电状态所对应的电压值作为第二电压；根据第一电压与第二电压的差值(即极化电压)与事先测量得到的极化电压阈值的大小关系，判断充电过程中是否发生析锂，若该差值大于极化电压阈值，则可确定该锂电池发生了析锂。但是，该方法需要通过大量测试来获取锂电池在不同温度、不同荷电状态、以及不同老化状态时的极化电压阈值，该极化电压阈值的标定过程相对较为耗时且工艺复杂，标定结果的准确程度将直接关系到析锂判定的可靠性。
发明内容
本申请提供一种锂电池的析锂检测方法及装置，用于提高析锂诊断的可靠性。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种锂电池的析锂检测方法，包括：分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，其中，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值，第一充电倍率可以称为高级充电倍率，第二充电倍率可以称为中级充电倍率，比如，高级充电倍率可以为[3C，5C]中的充电倍率，中级充电倍率可以为[0.5C，2C]中的充电倍率；在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，其中，该状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少两个压力信息，该压力信息用于指示所述锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，该析锂效应所导致的压力信息用于指示该锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应所导致的压力值变化，第一充电倍率对应的压力信息可以包括锂电池发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，第二充电倍率对应的压力信息可以包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息，该析锂效应所导致的压力信息仅是指锂电池发生析锂效应时所导致的锂电池的体积膨胀所导致的压力，不包含锂离子脱嵌效应所导致的压力和温度效应所导致的压力；当该析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定该锂电池发生析锂。
上述技术方案中，通过使用不同的充电倍率对锂电池进行循环充电，并在循环充电过程中分别检测锂电池的压力和温度等状态参数，可得到至少两个压力信息，由于锂电池会在充电倍率达到一定范围时产生析锂，且析锂会导致锂电池的压力的变化，从而根据至少两个压力信息即可确定析锂效应所导致的压力信息，并根据该析锂效应所导致的压力信息中的压力值的变化情况确定锂电池的析锂，实现对锂电池的析锂检测。该方法与现有技术相比，无需确定极化电压阈值，其准确性也不受极化电压阈值准确性的影响，从而简化了析锂检测的过程，也提高了析锂检测的准确性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：将析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为锂电池发生析锂的起始SOC。其中，起始SOC用于指示锂电池在充电过程中刚开始发生析锂时的SOC。上述可能的实现方式中，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池发生锂离子析锂效应时，在不同SOC下的压力值，从而可以将析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为锂电池发生析锂的起始SOC，实现对析锂的起始点的准确检测。
在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：将析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为锂电池发生析锂的终止SOC。其中，终止SOC用于指示锂电池在充电过程中析锂结束时的SOC。上述可能的实现方式中，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池发生析锂效应时，在不同SOC下的压力值，从而可以将析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为锂电池发生析锂的终止SOC，实现对析锂的终止SOC的准确检测。
在第一方面的一种可能的实现方式中，至少两个压力信息中的每个压力信息包括：锂电池的电流值和压力值，电流值用于确定锂电池的荷电状态SOC。上述可能的实现方式中，通过检测不同充电倍率下锂电池的电流值和压力值，可得到不同充电倍率下锂电池的不同SOC与压力值的关系，锂电池的电流值和压力值的检测简单、易于实现。
在第一方面的一种可能的实现方式中，至少两个压力信息包括与第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与第二充电倍率对应的第二压力信息；其中，第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息。上述可能的实现方式中，提供了一种简单、有效的确定析锂效应所导致的压力信息的方法，从而基于该析锂效应所导致的压力信息可以在锂电池充电过程中有效地检测锂电池的析锂情况。
在第一方面的一种可能的实现方式中，至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，第二充电倍率大于第三充电倍率且与第三充电倍率的差值大于预设倍率阈值；至少两个压力信息还包括与第三充电倍率对应的第三压力信息，第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化。其中，锂离子脱嵌效应所导致的压力信息仅是指锂电池发生锂离子脱嵌效应时所导致的锂电池的体极膨胀所引导的压力，不包含析锂效应和温度效应所导致的压力。上述可能的实现方式中，在对锂电池进行充电时，可以根据锂离子脱嵌效应所导致的压力信息确定锂电池在不同SOC下，锂电池因为脱嵌效应所引起的压力值的变化，从而在后续确定析锂效应所导致的压力信息时通过减去脱嵌效应和温度效应压力所引起的压力值的变化，可以提高确定的析锂效应所导致的压力信息的准确性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，每个压力信息还包括锂电池的温度值，该方法还包括：根据第二压力信息和第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，温度效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同温度值下由温度效应所导致的压力值变化。上述可能的实现方式中，在对锂电池进行充电时，可以根据温度效应所导致的压力信息确定锂电池在不同温度值下，锂电池因为温度变化所引起的压力值的变化，从而在后续确定析锂效应所导致的压力信息时通过减去脱嵌效应和温度效应所引起的压力值的变化，可以提高确定的析锂效应所导致的压力信息的准确性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：根据析锂效应所导致的压力信息，确定锂电池所允许的最大安全充电电流。上述可能的实现方式中，在对锂电池进行充电时，可以根据不同条件下锂电池所允许的最大安全充电电流调节充电电流，使充电电流恒处于安全的充电电流范围内，从而确保锂电池在充电过程中的安全性。
在第一方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：根据析锂效应所导致的压力信息，调节锂电池对应的充电电流。上述可能的实现方式中，在使用不同充电电流对锂电池进行充电时，可以根据析锂效应所导致的压力信息确定使用当前充电电流进行充电时锂电池是否发生析锂，若确定锂电池发生析锂，则可以调节当前充电电流的大小，比如减小当前充电电流，从而避免使锂电池逐渐远离析锂状态，转为安全充电状态，进而确保锂电池在充电过程中的安全性。
第二方面，提供一种锂电池的析锂检测装置，包括：充电控制单元，用于分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，其中，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值；信息记录单元，用于在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，其中，状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少两个压力信息，压力信息用于指示锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；析锂诊断单元，用于根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；析锂诊断单元，还用于当析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定锂电池发生析锂。
在第二方面的一种可能的实现方式中，析锂诊断单元还用于：将析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为锂电池发生析锂的起始SOC。
在第二方面的一种可能的实现方式中，析锂诊断单元还用于：将析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为锂电池发生析锂的终止SOC。
在第二方面的一种可能的实现方式中，至少两个压力信息中的每个压力信息包括：锂电池的电流值和压力值，电流值用于确定锂电池的荷电状态SOC。
在第二方面的一种可能的实现方式中，至少两个压力信息包括与第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与第二充电倍率对应的第二压力信息；其中，第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息。
在第二方面的一种可能的实现方式中，至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，第二充电倍率大于第三充电倍率且与第三充电倍率的差值大于预设倍率阈值；至少两个压力信息还包括与第三充电倍率对应的第三压力信息，第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化。
在第二方面的一种可能的实现方式中，每个压力信息还包括锂电池的温度值，析锂诊断单元还用于：根据第二压力信息和第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，温度效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。
在第二方面的一种可能的实现方式中，充电控制单元还用于：根据析锂效应所导致的压力信息，确定锂电池所允许的最大安全充电电流。
在第二方面的一种可能的实现方式中，充电控制单元还用于：根据析锂效应所导致的压力信息，调节锂电池对应的充电电流。
第三方面，提供一种锂电池的析锂检测方法，该方法包括：分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括高级充电倍率、中级充电倍率和低级充电倍率，高级充电倍率属于事先设置的倍率范围[a1，b1]，中级充电倍率属于事先设置的倍率范围[a2，b2]，低级充电倍率属于事先设置的倍率范围[a3，b3]，[a1，b1]大于[a2，b2]，[a2，b2]大于[a3，b3]，比如，[a1，b1]等于[3C，5C]，[a2，b2]等于[0.5C，2C]，[a3，b3]等于[0.05C，0.2C]；在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，其中，该状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少三个压力信息，该压力信息用于指示锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；根据至少三个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池发生在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；当析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定锂电池发生析锂。
在第三方面的一种可能的实现方式中，至少三个压力信息包括与高级充电倍率对应的第一压力信息、与中级充电倍率对应的第二压力信息，以及与低级充电倍率对应的第三压力信息；第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，该锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化；第二压力信息包括锂电池发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息；第一压力信息包括锂电池发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息。
在第三方面的一种可能的实现方式中，根据第二压力信息和第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，该温度效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。可选的，该温度效应所导致的压力信息中不同SOC下的压力值等于第二压力信息和第三压力信息中同一温度值和同一SOC对应的两个压力值之间的差值，或者等于这两个压力值中第一个压力值与第二个压力值的倍数的差值，比如，第一个压力值为F1、第二个压力值为F2，温度效应压力值F＝F1-k×F2，k为正数。
在第三方面的一种可能的实现方式中，根据第一压力信息、锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息，确定析锂效应所导致的压力信息。可选的，该析锂效应所导致的压力信息中不同SOC下的压力值等于第一压力信息、锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息中同一温度值和同一SOC对应的三个压力值之间的差值，或者等于这三个压力值中第一个压力值减去第二个压力值的倍数、以及减去第三个压力值的倍数的差值，比如，第一个压力值为F1、第二个压力值为F2，第三个压力值为F3，则析锂效应压力值F＝F1-k×F2-j×F3，k和j为实数。
第四方面，提供一种提供锂电池的析锂检测装置，该装置包括：充电控制单元，用于分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括第一充电倍率、第二充电倍率和第三充电倍率，其中，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率大于第三充电倍率且与第三充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值；信息记录单元，用于在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，其中，该状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少三个压力信息，该压力信息用于指示锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；根据至少三个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；析锂诊断单元，用于当析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定锂电池发生析锂。
在第四方面的一种可能的实现方式中，至少三个压力信息包括与第一充电倍率对应的第一压力信息、与所述第二充电倍率对应的第二压力信息，以及与第三充电倍率对应的第三压力信息；第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，该锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化；第二压力信息包括锂电池发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息；第一压力信息包括锂电池发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息。
在第四方面的一种可能的实现方式中，析锂诊断单元，还用于：根据第二压力信息和第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，该温度效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。可选的，该温度效应所导致的压力信息中不同SOC下的压力值等于第二压力信息和第三压力信息中同一温度值和同一SOC对应的两个压力值之间的差值，或者等于这两个压力值中第一个压力值与第二个压力值的倍数的差值，比如，第一个压力值等于F1、第二个压力值等于F2，F＝F1-k×F2，k为正数。
在第四方面的一种可能的实现方式中，析锂诊断单元，还用于：根据第一压力信息、锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息，确定析锂效应所导致的压力信息。可选的，该析锂效应所导致的压力信息中不同SOC下的压力值等于第一压力信息、锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息中同一温度值和同一SOC对应的三个压力值之间的差值，或者等于这三个压力值中第一个压力值减去第二个压力值的倍数、以及减去第三个压力值的倍数的差值，比如，第一个压力值等于F1、第二个压力值等于F2，第三个压力值等于F3，F＝F1-k×F2-j×F3，k和j为实数。
第五方面，提供一种应用锂电池的设备，该设备包括锂电池、充放电单元、以及如上述第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式所提供的析锂检测装置，或者如上述第四方面或者第四方面的任一种可能的实现方式所提供的析锂检测装置；其中，充放电单元用于对锂电池进行充电或放电，该装置用于控制充放电单元并执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所提供的方法，或者执行第三方面或第三方面的任一种可能的实现方式所提供的方法。
其中，上述应用锂电池的设备可以是车辆，该车辆可以是智能汽车或者电动汽车(electricvehicle，EV)等。
在本申请的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在设备上运行时，使得所述设备执行第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的锂电池的析锂检测方法。
在本申请的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在设备上运行时，使得所述设备执行第三方面或者第三方面的任一种可能的实现方式所提供的锂电池的析锂检测方法。
在本申请的又一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在设备上运行时，使得所述设备执行第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的锂电池的析锂检测方法。
在本申请的又一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在设备上运行时，使得所述设备执行第三方面或者第三方面的任一种可能的实现方式所提供的锂电池的析锂检测方法。
可以理解地，上述提供的任一种锂电池的析锂检测方法的装置、设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电池管理系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种锂电池的析锂检测方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种锂电池的析锂检测方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种析锂效应所导致的压力值与SOC之间的关系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种测量锂电池的压力值的测量结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种锂电池的析锂检测装置的结构示意图。
具体实施方式
在介绍本申请实施例之前首先对本申请所涉及到的相关术语进行介绍说明。
充电倍率是充电快慢的一种量度，指电池在规定的时间充电至其额定容量时所需要的电流值，充电倍率在数值上等于电池额定容量的倍数，即充电倍率＝充电电流/额定容量，通常以字母C表示，这里的“/”表示除法符号。比如，电池的额定容量为100安培小时(ampere hour，Ah)，若充电电流为5安培(ampere，A)则充电倍率为0.05C，若充电电流为20A则充电倍率为0.2C，若充电电流为100A则充电倍率为1C。
放电倍率是放电快慢的一种量度，指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，放电倍率在数值上等于电池额定容量的倍数，即放电倍率＝放电电流/额定容量，通常以字母C表示。比如，电池的额定容量为100Ah，若放电电流为5A则放电倍率为0.05C，若放电电流为20A则放电倍率为0.2C，若放电电流为100A则放电倍率为1C。
库伦效率(coulombic efficiency)，也叫放电效率，是指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比，即放电容量与充电容量之百分比。对于正极材料来说，是嵌锂容量/脱锂容量，即放电容量/充电容量；对于负极材料来说，是脱锂容量/嵌锂容量，即放电容量/充电容量，这里的“/”表示除法符号。
荷电状态(state of charge，SOC)是用来反映电池的剩余容量状况的物理量，数值定义为电池剩余容量占电池容量的比值，即SOC＝电池剩余容量/电池容量。SOC的取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。
锂电池，也可以称为锂离子电池，是一种二次电池，通常采用锂钴氧化物、锂镍氧化物或者锂锰氧化物等锂化合物作为电池的正极材料，采用石油焦炭或者石墨等碳材料作为电池的负极材料。锂电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间的脱嵌和嵌入来工作。在充电过程中，锂离子从电池的正极脱嵌出来进入到电解液中，电解液中的锂离子嵌入负极。在放电过程中，嵌入负极的锂离子从负极脱出进入到电解液，电解液中的锂离子又嵌入至电池的正极。
锂离子脱嵌效应可以是指锂离子的脱嵌和嵌入过程所引起的锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，锂离子从正极材料中脱嵌、并嵌入负极材料的过程会引起锂电池的体积发生膨胀，这种体积变化会引起锂电池的压力的变化，本申请中将锂离子脱嵌和嵌入所产生的压力称为锂离子脱嵌效应所导致的压力。
温度效应可以是指在锂电池充电的过程中锂电池的温度变化所引起锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，在对锂电池充电的过程中，锂电池的温度变化会引起锂电池发生热膨胀，这种热膨胀会产生锂电池的压力的变化，本申请中将温度变化所产生的压力称为温度效应所导致的压力。
析锂是指在锂电池充电的过程中，当从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极时，这些锂离子负极表面析出形成金属锂的过程。析锂效应可以是指在锂电池充电的过程中负极析出的锂金属所引起的锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，在对锂电池充电的过程中，负极析出的锂金属会引起锂电池的体积发生变化，析出的锂金属的量越大，体积变化越大，这种体积变化会产生锂电池的压力的变化，本申请中将析出的锂金属所产生的压力称为析锂效应所导致的压力。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
本申请实施例提供的方法可用于检测各种形式的锂电池。在一种可行的实施例中，本申请中的锂电池可以为铝壳锂电池、钢壳锂电池或者软包电池等；在另一种可行的实施例中，本申请中的锂电池可以为两电极电池或者三电极电池等；在又一种可行的实施例中，本申请中的锂电池可以为电芯、电池模组或者电池包等。
另外，本申请实施例提供的方法可应用于使用锂电池的各种设备中，锂电池在不同的设备中可以作为储能器件，也可以作为动力器件。各种设备可以包括手机、平板电脑、可穿戴设备、车载终端等各种终端设备中，也可以包括轿车、卡车、摩托车、公交车、飞机等各种车辆中，还可以应用在基站、移动台和卫星等通信设备中。
下面以车辆为例，对应用本申请所提供的方法的设备的结构进行举例说明。
图1为本申请实施例提供的一种具有自动驾驶功能的车辆100的功能框图。在一个实施例中，将车辆100配置为完全或部分地自动驾驶模式。例如，车辆100可以在处于自动驾驶模式中同时控制自身的驾驶状态，并且可通过人为操作来确定车辆及其周边环境的当前状态，确定周边环境中的至少一个其他车辆的可能行为，并确定其他车辆执行可能行为的可能性相对应的置信水平，基于所确定的信息来控制车辆100。在车辆100处于自动驾驶模式中时，可以将车辆100置为在没有和人交互的情况下操作。
参见图1，车辆100可包括各种子系统，例如行进系统102、传感器系统104、控制系统106、一个或多个外围设备108以及电源110、计算机系统112和用户接口116。可选地，车辆100可包括更多或更少的子系统，并且每个子系统可包括多个元件。另外，车辆100的每个子系统和元件可以通过有线或者无线互连。
行进系统102可包括为车辆100提供动力运动的组件。在一个实施例中，行进系统102可包括引擎118、能量源119、传动装置120和车轮/轮胎121。引擎118可以是内燃引擎、电动机、空气压缩引擎或其他类型的引擎组合，例如汽油发动机和电动机组成的混动引擎，内燃引擎和空气压缩引擎组成的混动引擎。引擎118将能量源119转换成机械能量。
能量源119的示例包括汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和其他电力来源。能量源119也可以为车辆100的其他系统提供能量。
传动装置120可以将来自引擎118的机械动力传送到车轮121。传动装置120可包括变速箱、差速器和驱动轴。在一个实施例中，传动装置120还可以包括其他器件，比如离合器。其中，驱动轴可包括可耦合到一个或多个车轮121的一个或多个轴。
传感器系统104可包括感测关于车辆100周边的环境的信息的若干个传感器。例如，传感器系统104可包括定位系统122(例如，定位系统可以是全球定位系统(globalpositioning system，GPS)系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)124、雷达126、激光测距仪128以及相机130。传感器系统104还可包括被监视车辆100的内部系统的传感器(例如，车内空气质量监测器、燃油量表、机油温度表等)。来自这些传感器中的一个或多个的传感器数据可用于检测对象及其相应特性(位置、形状、方向、速度等)。这种检测和识别是自主车辆100的安全操作的关键功能。在本申请实施例中，传感器系统104可用于测量电池的温度和体积膨胀压力等状态参数。
定位系统122可用于估计车辆100的地理位置。IMU 124用于基于惯性加速度来感测车辆100的位置和朝向变化。在一个实施例中，IMU 124可以是加速度计和陀螺仪的组合。
雷达126可利用无线电信号来感测车辆100的周边环境内的物体。在一些实施例中，除了感测物体以外，雷达126还可用于感测物体的速度和/或前进方向。
激光测距仪128可利用激光来感测车辆100所位于的环境中的物体。在一些实施例中，激光测距仪128可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器，以及其他系统组件。
相机130可用于捕捉车辆100的周边环境的多个图像。相机130可以是静态相机或视频相机。
控制系统106为控制车辆100及其组件的操作。控制系统106可包括多种元件，其中包括转向系统132、油门134、制动单元136、传感器融合算法138、计算机视觉系统140、路线控制系统142以及障碍规避系统144，其中，障碍规避系统144也可以称为障碍物避免系统。
转向系统132可操作来调整车辆100的前进方向。例如在一个实施例中，转向系统132可以为方向盘系统。
油门134用于控制引擎118的操作速度，并进而控制车辆100的速度。
制动单元136用于控制车辆100减速。制动单元136可使用摩擦力来减慢车轮121。在其他实施例中，制动单元136可将车轮121的动能转换为电流。制动单元136也可采取其他形式来减慢车轮121转速从而控制车辆100的速度。
计算机视觉系统140可以操作来处理和分析由相机130捕捉的图像以便识别车辆100周边环境中的物体和/或特征。所述物体和/或特征可包括交通信号、道路边界和障碍物。计算机视觉系统140可使用物体识别算法、运动中恢复结构(structure from motion，SFM)算法、视频跟踪和其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统140可以用于为环境绘制地图、跟踪物体、估计物体的速度等等。
路线控制系统142用于确定车辆100的行驶路线。在一些实施例中，路线控制系统142可结合来自传感器融合算法138、定位系统122和一个或多个预定地图的数据以为车辆100确定行驶路线。
障碍规避系统144用于识别、评估和避免或者以其他方式越过车辆100的环境中的潜在障碍物。
应理解，控制系统106可以增加或替换地包括除了所示出和描述的那些以外的组件。或者也可以减少一部分上述示出的组件。
车辆100通过外围设备108与外部传感器、其他车辆、其他计算机系统或用户之间进行交互。外围设备108可包括无线通信系统146、车载电脑148、麦克风150和/或扬声器152。
在一些实施例中，外围设备108提供车辆100的用户与用户接口116交互的手段。例如，车载电脑148可向车辆100的用户提供信息。用户接口116还可操作车载电脑148来接收用户的输入。车载电脑148可以通过触摸屏进行操作。在其他情况中，外围设备108可提供用于车辆100与位于车内的其它设备通信的手段。例如，麦克风150可从车辆100的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器152可向车辆100的用户输出音频。
无线通信系统146可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信。在本申请实施例中，无线通信系统146可包括车载智能终端(Telematics BOX，T-Box)，T-Box可以安装在车辆100内部人手不容易触及的地方，比如仪表板下面，手套箱下面或者是后背箱下面等。T-Box可主要用于负责车辆100与车联网服务平台之间的通信。例如，T-Box可使用3G蜂窝通信，例如码分多址(code division multiple access，CDMA)、全球移动通信系统(global system for mobile communications，GSM)、通用分组无线服务(generalpacket radio service，GPRS)技术，或者4G蜂窝通信，例如长期演进(long termevolution，LTE)，或者5G蜂窝通信。无线通信系统146可利用WiFi与无线局域网(wirelesslocal area network，WLAN)通信。在一些实施例中，无线通信系统146可利用红外链路、蓝牙或ZigBee与设备直接通信。其他无线协议，例如各种车辆通信系统，例如，无线通信系统146可包括一个或多个专用短程通信(dedicated short range communications，DSRC)设备，这些设备可包括车辆和/或路边台站之间的公共和/或私有数据通信。
电源110可向车辆100的各种组件提供电力。在一个实施例中，电源110可以为可再充电锂离子电池或可再充电铅酸电池。这种电池的一个或多个电池组可被配置为电源为车辆100的各种组件提供电力。在一些实施例中，电源110和能量源119可一起实现，例如全电动车。
车辆100的部分或所有功能受计算机系统112控制。计算机系统112可包括至少一个处理器123，处理器123执行存储在例如存储器121这样的非暂态计算机可读介质中的指令125。计算机系统112还可以是采用分布式方式控制车辆100的个体组件或子系统的多个计算设备。
处理器123可以是任何常规的处理器，诸如商业可获得的中央处理器(centralprocessing unit，CPU)。替选地，该处理器可以是诸如专用集成电路(applicationspecific integrated circuits，ASIC)或其它基于硬件的处理器的专用设备。
尽管图1功能性地图示了处理器、存储器、和在相同块中的计算机系统112的其它元件，但是本领域的普通技术人员应该理解该处理器、计算机、或存储器实际上可以包括可以或者可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器、计算机、或存储器。例如，存储器可以是硬盘驱动器或位于不同于计算机系统112的外壳内的其它存储介质。因此，对处理器或计算机的引用将被理解为包括对可以或者可以不并行操作的处理器或计算机或存储器的集合的引用。不同于使用单一的处理器来执行此处所描述的步骤，诸如转向组件和减速组件的一些组件每个都可以具有其自己的处理器，所述处理器只执行与特定于组件的功能相关的计算。
在一些实施例中，存储器121可包含指令125(例如，程序逻辑)，指令125可被处理器123执行来执行车辆100的各种功能，包括以上描述的那些功能。存储器121也可包含额外的指令，包括向行进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
除了指令125以外，存储器121还可存储数据，例如道路地图、路线信息，车辆的位置、方向、速度以及其它这样的车辆数据，以及其他信息。这种信息可在车辆100在自主、半自主和/或手动模式中操作期间被车辆100和计算机系统112使用。
用户接口116，用于向车辆100的用户提供信息或从其接收信息。可选地，用户接口116可包括在外围设备108的集合内的一个或多个输入/输出设备，例如无线通信系统146、车车在车载电脑148、麦克风150和扬声器152。
计算机系统112可基于从各种子系统(例如，行进系统102、传感器系统104和控制系统106)以及从用户接口116接收的输入来控制车辆100的功能。例如，计算机系统112可利用来自控制系统106的输入以便控制转向系统132来避免由传感器系统104和障碍规避系统144检测到的障碍物。在一些实施例中，计算机系统112可操作来对车辆100及其子系统的许多方面提供控制。比如，计算机系统112中可以包括电池管理系统(battery managementsystem，BMS)，该BMS可用于管理电源110，具体可用于管理锂离子电池。
可选地，上述这些组件中的一个或多个可与车辆100分开安装，分开安装的组件与车辆100之间相关联。例如，存储器121可以部分或完全地与车辆100分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起，这里通信地耦合在一起是指耦合在一起的多个组件之间可以进行通信。
可选地，上述组件只是一个示例，实际应用中，上述各个模块中的组件有可能根据实际需要增添或者删除，图1不应理解为对本申请实施例的限制。
在道路行进的自动驾驶汽车，如上面的车辆100，可以识别其周围环境内的物体以确定对当前速度的调整。所述物体可以是其它车辆、交通控制设备、或者其它类型的物体。在一些示例中，可以独立地考虑每个识别的物体，并且基于物体的各自的特性，诸如它的当前速度、加速度、与车辆的间距等，可以用来确定自动驾驶汽车所要调整的速度。
可选地，自动驾驶汽车车辆100或者与自动驾驶车辆100相关联的计算设备(如图1的计算机系统112、计算机视觉系统140、存储器121)可以基于所识别的物体的特性和周围环境的状态(例如，交通、雨、道路上的冰、等等)来预测所述识别的物体的行为。可选地，每一个所识别的物体都依赖于彼此的行为，因此还可以将所识别的所有物体全部一起考虑来预测单个识别的物体的行为。车辆100能够基于预测的所述识别的物体的行为来调整它的速度。换句话说，自动驾驶汽车能够基于所预测的物体的行为来确定车辆将需要调整到(例如，加速、减速、或者停止)什么稳定状态。在这个过程中，也可以考虑其它因素来确定车辆100的速度，诸如，车辆100在行驶的道路中的横向位置、道路的曲率、静态和动态物体的接近度等等。
除了提供调整自动驾驶汽车的速度的指令之外，计算设备还可以提供修改车辆100的转向角的指令，以使得自动驾驶汽车遵循给定的轨迹和/或维持与自动驾驶汽车附近的物体(例如，道路上的相邻车道中的轿车)的安全横向和纵向距离。
上述车辆100可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车和手推车等，本申请实施例不做特别的限定。
在介绍完上述车辆100之后，下面对本申请涉及的上述车辆100中的BMS进行介绍说明。应理解的是，本申请实施例可以适用于其他终端的BMS中，例如手机、平板电脑、摄像机、计算机、上网本、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、可穿戴设备(比如，智能手环和智能手表等)、车载设备或便携式设备等。
图2为本申请实施例提供的一种BMS的结构示意图，该BMS可以包括：数据采集模块201、状态估计模块202、充电阈值管理模块203、析锂安全诊断模块204、信息记录模块205、电池均衡模块206和通信模块207。
其中，数据采集模块201可用于采集锂电池的相关参数信息，比如数据采集模块201可以包括：电压传感器、电流传感器、温度传感器和压力传感器，分别用于采集锂电池的电压、电流、温度和压力等参数信息。状态估计模块202可用于估计锂电池的相关状态，比如状态估计模块202可用于估计锂电池的剩余寿命、锂电池是否处于安全状态等。充电阈值管理模块203可用于管理锂电池在不同条件下充电时所允许的最大充电电流阈值，进而根据不同条件下的最大充电电流阈值控制充放电单元的充电电流等参数。析锂安全诊断模块204可用于诊断锂电池是否发生析锂，以及析锂发生的起始点和终止点等。信息记录模块205可用于记录锂电池的相关参数，比如锂电池的电流、电压、温度和压力等。电池均衡模块206可用于对锂电池进行均衡处理，比如用于均衡处理锂电池的电压偏差，以使该电压偏差在一定的范围内等。通信模块207可用于实现BMS与其他设备或单元之间的通信，比如可用于实现BMS与充放电单元之间的通信等。
需要说明的是，上述BMS中的各个模块均可以由硬件来实现，也可以由软件来实现，或者由硬件和软件的结合来实现，具体某个模块究竟以硬件、软件、或者软硬件结合的方式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件，本申请实施例对此不作具体限定。
图3为本申请实施例提供的一种锂电池的析锂检测方法的流程示意图，该方法可应用于使用锂电池的各种设备中，比如应用于图1所示的车辆100中，具体可以由BMS执行或由处理器执行，其中，BMS和处理器可以设置于车辆100内，也可以设置于车辆100外，该方法包括以下几个步骤。
S301：分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电。
其中，至少两个充电倍率可以包括不同档的充电倍率，比如，至少两个充电包括低级、中级和高级三个等级的充电倍率，或者，至少两个充电包括中级和高级两个等级的充电倍率。至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值。其中，第一充电倍率可以为高级充电倍率，第二充电倍率可以为中级充电倍率。这里的充电倍率和预设倍率阈值的设定应该与锂电池充电过程中发生的效应有关，例如，低级充电倍率(比如，下文中的第三充电倍率)应该是锂电池只发生锂电子脱嵌效应的充电倍率，中级充电倍率(比如，第二充电倍率)应该是锂电池只发生锂电子脱嵌效应和温度效应的充电倍率，高级充电倍率(比如，第一充电倍率)应该是锂电池发生锂电子脱嵌效应、温度效应和析锂效应的充电倍率。
另外，该差值应该与第一充电倍率、第三充电倍率有关。例如，根据第二充电倍率与该差值之和得到的第一充电倍率应该是锂电池发生锂电子脱嵌效应、温度效应和析锂效应的充电倍率，根据第二充电倍率与该差值之差得到的第三充电倍率应该是锂电池只发生锂电子脱嵌效应的充电倍率。
需要说明的是，高级充电倍率可以属于事先设置的倍率范围[a1，b1]，中级充电倍率可以属于事先设置的倍率范围[a2，b2]，低级充电倍率可以属于事先设置的倍率范围[a3，b3]，[a1，b1]大于[a2，b2]，[a2，b2]大于[a3，b3]，比如，[a1，b1]等于[3C，5C]，[a2，b2]等于[0.5C，2C]，[a3，b3]等于[0.05C，0.2C]。另外，对于不同规格或不同形式的锂电池，上述充电倍率、预设倍率阈值、第一倍率阈值、第二倍率阈值或者倍率范围可以不同。
另外，使用不同充电倍率对锂电池进行充电的过程中，锂电池的温度和压力等相关状态参数会有不同的变化，同时锂电池在不同的充电倍率下的压力变化可能来自脱嵌效应所导致的压力、温度效应所导致的压力或者析锂效应所导致的压力中的一种或者多种。每种效应及其该效应所导致的压力具体理解如下所述。
锂离子脱嵌效应可以是指锂离子的脱嵌和嵌入过程所引起的锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，锂离子从正极材料中脱嵌、并嵌入负极材料的过程会引起锂电池的体积发生膨胀，这种体积变化会引起锂电池的压力的变化，本申请中将脱嵌和嵌入所产生的压力称为脱嵌效应所导致的压力。
温度效应可以是指在锂电池充电的过程中锂电池的温度变化所引起锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，在对锂电池充电的过程中，锂电池的温度变化会引起锂电池发生热膨胀，这种热膨胀会产生锂电池的压力的变化，本申请中将温度变化所产生的压力称为温度效应所导致的压力。
析锂是指在锂电池充电的过程中，当从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极时，这些锂离子负极表面析出形成金属锂的过程。析锂效应可以是指在锂电池充电的过程中负极析出的锂金属所引起的锂电池的相关参数发生变化的特性。其中，在对锂电池充电的过程中，负极析出的锂金属会引起锂电池的体积发生变化，析出的锂金属的量越大，体积变化越大，这种体积变化会产生锂电池的压力的变化，本申请中将析出的锂金属所产生的压力称为析锂效应所导致的压力。
下面对锂电池在不同的充电倍率下的压力变化进行介绍说明。具体的，当使用低级充电倍率对锂电池进行充电时，锂电池的温度变化不大，且无析锂现象发生，此时可认为锂电池在充电过程中发生了锂离子脱嵌效应、但未发生温度效应和析锂效应，从而锂电池的压力变化是由锂离子脱嵌效应所引起的，即锂电池的压力为锂离子脱嵌效应所导致的压力，该锂离子脱嵌效应所导致的压力可以为锂电池的SOC的函数。当使用中级充电倍率对锂电池进行充电时，锂电池的温度变化显著，但无析锂现象发生，此时可认为锂电池在充电过程中发生了锂离子脱嵌效应和温度效应、但未发生析锂效应，从而锂电池的压力变化是由锂离子脱嵌效应和温度效应所引起的，即锂电池的压力为锂离子脱嵌效应所导致的压力和温度效应所导致的压力之和，该温度效应所导致的压力可以为锂电池的温度的函数。当使用高级充电倍率对锂电池进行充电时，锂电池的温度变化显著，同时可能有析锂现象发生，此时可认为锂电池在充电过程中发生了锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应，从而锂电池的压力变化是由锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应共用引起的，即锂电池的压力为锂离子脱嵌效应所导致的压力、温度效应所导致的压力和析锂效应所导致的压力之和。
锂电池在不同等级的充电倍率下，锂电池的压力与锂离子脱嵌效应所导致的压力、温度效应所导致的压力和析锂效应所导致的压力之间的对应关系如下表1所示。在表1中，充电倍率包括低级充电倍率、中级充电倍率和高级充电倍率三个等级，低级充电倍率时锂电池的压力等于锂离子脱嵌效应所导致的压力，中级充电倍率时锂电池的压力等于锂离子脱嵌效应所导致的压力和温度效应所导致的压力之和，高级充电倍率时锂电池的压力等于锂离子脱嵌效应所导致的压力、温度效应所导致的压力和析锂效应所导致的压力之和。
表1
Figure BDA0002378462610000131
Figure BDA0002378462610000141
需要说明的是，对于不同规格或不同形式的锂电池对应的低级充电倍率、中级充电倍率和高级充电倍率可能相同，也可能不同，本申请实施例对此不作具体限定。上述低级充电倍率、中级充电倍率和高级充电倍率可以事先由本领域技术人员根据所检测的锂电池的规格或形式进行设置，比如，低级充电倍率可以包括0.05C、0.1C和0.2C等，中级充电倍率可以包括0.5C、1C和2C等，高级充电倍率可以包括3C、4C和5C等。
在本申请实施例中，至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，且第一充电倍率大于第二充电倍率，第一充电倍率可以属于上述高级充电倍率，第二充电倍率可以属于上述中级充电倍率。使用第一充电倍率对锂电池充电的过程中，锂电池的压力即为锂离子脱嵌效应所导致的压力、温度效应所导致的压力和析锂效应所导致的压力之和；使用第二充电倍率对锂电池充电的过程中，锂电池的压力即为锂离子脱嵌效应所导致的压力和温度效应所导致的压力之和。析锂效应所导致的压力可以为第一充电倍率的锂电池的压力与第二充电倍率的锂电池的压力的差值，或者第一充电倍率的锂电池的压力与第二充电倍率的锂电池的压力的倍数的差值。根据该析锂效应所导致的压力的变化情况可以确定该锂电池是否发生了析锂，比如，当该析锂效应所导致的压力值变化中存在连续多个压力值大于零时可确定该锂电池发生了析锂。
如图4所示，若至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，具体可以包括：S01.先将锂电池进行放空操作(也可以称为放电操作)，比如采用恒流恒压的放电方式或其他放电方式，放电操作的目的使锂电池的SOC接近于0％，比如使锂电池的SOC处于0～5％；S02.静置操作，静置操作的目的为使锂电池处于电-热-化学-压力准平衡状态，比如，静置操作的时间可以为0～10h；S03.依次选择充电倍率，比如，依次选择第一充电倍率和第二充电倍率；S04.使用选择的充电倍率完成满充电操作，即使用选择的充电倍率对锂电池充电，以使锂电池处于满充电状态；S05.静置操作；S06.将锂电池进行放空操作；S07.静置操作；之后，返回步骤S03重新选择充电倍率后向下继续执行。
具体的，使用选择的充电倍率完成满充电操作，可以包括：根据该充电倍率设置充放电单元的充电电流，并控制充放电单元使用设置的充电电流对锂电池进行充电，当锂电池的SOC＝1时即完成满充电操作。
需要说明的是，将锂电池进行放空操作时可以采用一定的放电倍率进行放电操作，放电倍率的大小可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制。另外，上述静置操作的时间也可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，本申请实施例对此同样不作具体限制。
在实际应用中，可分别使用至少两组充电倍率对锂电池进行循环充电，每组充电倍率中可以包括多个充电倍率，这多个充电倍率均属于同一等级的充电倍率，且不同组充电倍率的等级不同。可选的，至少两组充电倍率包括第一组充电倍率和第二组充电倍率，第一组充电倍率中的充电倍率可以属于高级充电倍率，第二组充电倍率中的充电倍率可以属于中级充电倍率。
S302：在循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，对应得到至少两个压力信息，该压力信息用于指示所述锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化。
其中，对于至少两个充电倍率中的每个充电倍率，使用该充电倍率对锂电池进行充电的过程，可以检测锂电池的状态参数，其中，该状态参数可以包括锂电池的压力和温度等，从而至少两个充电倍率对应得到至少两个压力信息。当至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率时，至少两个压力信息包括与第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与第二充电倍率对应的第二压力信息。
至少两个压力信息中的每个压力信息可以包括锂电池的电流值和压力值，该电流值可以通过电流传感器测量得到，该压力值可以通过压力传感器测量得到。该电流值可用于确定锂电池的SOC，比如，对该电流值进行积分即可得到锂电池的SOC。
进一步的，每个压力信息还可以包括锂电池的电压值和温度值等，该电压值可以由电压传感器测量得到，该温度值可以由温度传感器测量得到。
具体的，分别使用第一充电倍率和第二充电倍率对锂电池进行循环充电时，在每个充电倍率对应的充电过程中可以检测不同时刻的压力信息，得到的第一压力信息和第二压力信息。以第一压力信息和第二压力信息均包括n组数据(n为正整数)，每组数据中均包括电流值I、电压值V、温度值T和压力值F为例，则第一压力信息可以表示为{(I11，V11，T11，F11)、(I12，V12，T12，F12)、……、(I1n，V1n，T1n，F1n)}，第二压力信息可以表示为{(I21，V21，T21，F21)、(I22，V22，T22，F22)、……、(I2n，V2n，T2n，F2n)}。
可选的，在同一循环的放电过程中，可以使用一定放电倍率对锂电池进行放电操作，同时在放电过程中也可以检测锂电池的压力信息，该压力信息同样可以包括锂电池的电流值、压力值、电压值和温度值等。
以图4所示的循环充电的过程为例，在S04对应的充电过程中该方法还包括：S14.记录充电过程中锂电池的电流值I、电压值V、温度值T和压力值F；在S06对应的放电过程中该方法还包括：S16.记录放电过程中锂电池的电流值I、电压值V、温度值T和压力值F。
在实际应用中，当分别使用不同等级的至少两组充电倍率对锂电池进行循环充电时，每组充电倍率可对应检测得到一组压力信息，对该组压力信息进行处理或选择可得到一个压力信息。比如，选择每组充电倍率中最小的充电倍率对应的压力信息作为该组充电倍率对应的压力信息，或者对每组充电倍率对应检测得到的一组压力信息进行平均值计算以得到一个压力信息，或者通过某种数学组合的方式从每组充电倍率对应检测得到的一组压力信息中确定一个压力信息等，本申请实施例对此不作具体限制。
S303：根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，该析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化。
其中，至少两个压力信息包括第一压力信息和第二压力信息，第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息。根据第一压力信息和第二压力信息即可确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息。
具体的，根据第一压力信息中不同时刻的电流值可以确定锂电池在不同时刻的SOC，根据不同时刻的SOC(即不同的SOC)和第一压力信息中检测得到的不同时刻的压力值，可得到第一压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系；同理，根据第二压力信息中不同时刻的电流值可以确定锂电池在不同时刻的SOC，根据不同时刻的SOC和第二压力信息中检测得到的不同时刻的压力值，可得到第二压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系；根据第一压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系、以及第二压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系，可得到析锂效应所导致的压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系，即锂电池在不同SOC下由析锂效应导致的压力值变化。
S304：当该析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定该锂电池发生析锂。
当确定析锂效应所导致的压力信息后，可以根据析锂效应所导致的压力信息中压力值的变化对锂电池的析锂进行检测。具体的，析锂效应所导致的压力信息中包括多个不同SOC的压力值，当析锂效应所导致的压力信息中的压力值为零、或者接近于零时，可确定锂电池未发生析锂；当析锂效应所导致的压力信息中的压力值由零上升为非零、且仍处于上升趋势时，可确定锂电池发生了析锂，析锂的起始SOC可以为压力值由零转换为非零时的压力值对应的SOC；当析锂效应所导致的压力信息中的压力值上升为最大值后开始逐渐减小时，可确定锂电池的析锂结束，析锂的终止SOC可以是最大压力值对应的SOC。
其中，析锂效应所导致的压力信息中包括多个不同SOC的压力值，根据不同SOC的压力值的变化情况，可以将析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转换为非零时对应的SOC确定为锂电池发生析锂的起始SOC。当锂电池的SOC处于起始SOC时，可以确定锂电池开始发生析锂了，即起始SOC用于指示锂电池刚开始发生析锂时的SOC。
另外，根据析锂效应所导致的压力信息不同SOC的压力值的变化规律，将析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为锂电池发生析锂的终止SOC。当锂电池的SOC处于终止SOC时，可以确定锂电池的析锂结束了，即终止SOC用于指示锂电池析锂结束时的SOC。
示例性的，以图5所示的析锂效应所导致的压力信息中不同SOC与压力值之间的对应关系为例，当SOC处于0～0.55的范围内时压力值等于0、或接近于零，当SOC处于0.55～0.87的范围内时压力值由零上升为非零且处于上升趋势，并在SOC＝0.87时取得最大压力值，当SOC处于0.87～1的范围内时压力值处于下降趋势。图5中A点表示析锂效应所导致的压力信息中压力值由零转换为非零且仍处于上升趋势时的转换点，B点表示析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的峰值点。其中，A点(0.55，0)可以称为析锂的起始点，SOC＝0.55即为锂电池析锂起始时的荷电状态(即发生析锂的起始SOC)；B点(0.87，20)可以称为析锂的终止点，SOC＝0.87即为锂电池析锂的结束时的荷电状态(即发生析锂的终止SOC)。
进一步的，至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，第二充电倍率大于第三充电倍率且与第三充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第三充电倍率可以属于S301中所述的低级充电倍率。相应的，至少两个压力信息还包括与第三充电倍率对应的第三压力信息，第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂离子脱嵌效应对应的不同SOC与压力值之间的关系，即锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化。
其中，第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，第二压力信息包括锂电池发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的压力之和的信息，根据第二压力信息和第三压力信息可确定温度效应所导致的压力信息，该温度效应所导致的压力信息用于指示温度效应对应的不同温度值与压力值之间的关系，即锂电池在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。
当至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，且第三充电倍率对应检测得到第三压力信息时，根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，具体可以包括：根据第三压力信息确定锂离子脱嵌效应所导致的压力信息；根据第二压力信息和锂离子脱嵌效应所导致的压力信息确定温度效应所导致的压力信息；根据第一压力信息、锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息，确定析锂效应所导致的压力信息。
示例性的，若第二压力信息表示为D2＝{(I21，T21，F21)、(I22，T22，F22)、……、(I2n，V2n，F2n)}、第三压力信息表示为D3＝{(I31，F31)、(I32，F32)、……、(I3n，F3n)}，则对第二压力信息D2和第三压力信息D3进行数据处理，可得到D21＝{(SOC21，ΔT21，F21)、(SOC22，ΔT22，F22)、……、(SOC2n，ΔT2n，F2n)}、D31＝{(SOC31，F31)、(SOC32，F32)、……、(SOC3n，F3n)}；其中，D31为第三充电倍率下的锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，D21为第二充电倍率下的锂离子脱嵌效应所导致的压力信息和温度效应所导致的压力信息之和。根据D31中SOC3i与压力值F3i之间的对应关系，可以确定D21中锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，这里表示为D22＝{(SOC21，ΔT21，F’21)、(SOC22，ΔT22，F’22)、……、(SOC2n，ΔT2n，F’2n)}，则根据D21和D22可以确定第二充电倍率下的温度效应所导致的压力信息D23＝{(SOC21，ΔT21，F21-F’21)、(SOC22，ΔT22，F22-F’22)、……、(SOC2n，ΔT2n，F2n-F’2n)}。其中，ΔT2i＝T2i-T21，i的取值范围为1～n。
进一步的，若第一压力信息表示为D1＝{(I11，T11，F11)、(I12，T12，F12)、……、(I1n，T1n，F1n)}，对第一压力信息D1进行数据处理，可得到D11＝＝{(SOC11，ΔT11，F11)、(SOC12，ΔT12，F12)、……、(SOC1n，ΔT1n，F1n)}。根据上述第三充电倍率下的锂离子脱嵌效应所导致的压力信息D31中SOC3i与压力值F3i之间的对应关系，可以确定D11中的锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，这里表示为D12＝{(SOC11，ΔT11，F’11)、(SOC12，ΔT12，F’12)、……、(SOC1n，ΔT1n，F’1n)}；根据上述第二充电倍率下的温度效应所导致的压力信息D23中ΔT2i与压力值F2i之间的对应关系，可以确定D11中的温度效应所导致的压力信息，这里表示为D13＝{(SOC11，ΔT11，F”11)、(SOC12，ΔT12，F”12)、……、(SOC1n，ΔT1n，F”1n)}。D11为第一充电倍率下的锂离子脱嵌效应所导致的压力信息D12、温度效应所导致的压力信息D13和析锂效应所导致的压力信息之和，则根据D11、D12和D13可以得到析锂效应所导致的压力信息，这里表示为D14＝{(SOC11，ΔT11，F11-F’11-F”11)、(SOC12，ΔT12，F12-F’12-F”12)、……、(SOC1n，ΔT1n，F1n-F’1n-F”1n)}。其中，ΔT3i＝T3i-T31，i的取值范围为1～n。
进一步的，结合上述步骤S301-S304，该方法还可以包括：根据析锂效应所导致的压力信息，确定锂电池所允许的最大安全充电电流。
其中，根据上述步骤S301-S304，可以得到不同充电倍率、不同温度和不同SOC下，锂电池的析锂效应所导致的压力信息，从而根据该析锂效应所导致的压力信息可以选择不同温度和不同SOC下该锂电池未发生析锂时对应的最大充电倍率，进而根据最大充电倍率和锂电池的容量确定锂电池所允许的最大安全充电电流。
具体的，锂电池所允许的最大安全充电电流可通过离线方式进行测量或者通过车载环境方式进行测量。当通过离线方式进行测量时，可将确定的不同条件下锂电池所允许的最大安全充电电流作为最大安全充电电流阈值存储在BMS中；当通过车载环境方式进行测量时，BMS可直接测量得到不同条件下锂电池所允许的最大安全充电电流阈值。这样，BMS在控制充放电单元对锂电池进行充电时，可以根据不同条件下锂电池所允许的最大安全充电电流阈值调节充电电流，使充电电流恒处于安全的充电电流范围内，从而确保锂电池在充电过程中的安全性。
可选的，为了保证锂电池的压力值的测量准确性和稳定性，可对锂电池和压力传感器进行固定。示例性的，如图6所示，当锂电池为电芯或者电池模组时，可通过铝板固定该电芯和压力传感器，或者铝板固定电池模组和压力传感器，并通过螺栓固定铝板，以保证压力值的测量准确性和稳定性。
进一步的，结合上述步骤S301-S304，该方法还可以包括：根据析锂效应所导致的压力信息，调节锂电池对应的充电电流。
其中，在使用不同充电电流对锂电池进行充电时，可以根据上述步骤S301-S304得到的析锂效应所导致的压力信息，确定使用当前充电电流进行充电时锂电池是否发生析锂，若确定锂电池发生析锂，则可以调节当前充电电流的大小，比如减小当前充电电流，从而避免使锂电池逐渐远离析锂状态，转为安全充电状态，进而确保锂电池在充电过程中的安全性。
在本申请实施例中，通过使用不同的充电倍率对锂电池进行循环充电，并在循环充电过程中分别检测锂电池的状态参数，可根据检测得到的至少两个压力信息，由于锂电池会在充电倍率达到一定范围时产生析锂，且析锂会导致锂电池的压力的变化，从而根据至少两个压力信息即可确定析锂效应所导致的压力信息，并根据该析锂效应所导致的压力信息中的压力值的变化确定锂电池的析锂，实现对锂电池的析锂检测。该方法与现有技术相比，无需确定极化电压阈值，其准确性也不受极化电压阈值准确性的影响，从而简化了析锂检测的过程，也提高了析锂检测的准确性。
上述主要从应用锂电池的设备的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，应用锂电池的设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对锂电池的析锂检测装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。下面以采用对应各个功能划分各个功能模块为例进行说明：
图7为本申请实施例提供的一种锂电池的析锂检测装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：充电控制单元401、信息记录单元402和析锂诊断单元403。该析锂检测装置可以为BMS，或者集成有BMS的芯片，充电控制单元401在具体实现时可以为图2所示的BMS中的充电阈值管理模块203，信息记录单元402在具体实现时可以为图2所示的BMS中的信息记录模块205，析锂诊断单元403在具体实现时可以为图2所示的BMS中的析锂安全诊断模块204。
其中，充电控制单元401，用于分别使用至少两个充电倍率对锂电池进行循环充电，至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，其中，第一充电倍率大于第二充电倍率且与第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值；信息记录单元402，用于循环充电过程中，分别检测锂电池的状态参数，其中，该状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少两个压力信息，压力信息用于指示锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；析锂诊断单元403，用于根据至少两个压力信息，确定锂电池的析锂效应所导致的压力信息，析锂效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；析锂诊断单元403，还用于当析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定锂电池发生析锂。
其中，至少两个压力信息中的每个压力信息包括：锂电池的电流值和压力值，电流值用于确定锂电池的荷电状态SOC。
另外，至少两个压力信息包括与第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与第二充电倍率对应的第二压力信息；其中，第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息。
在一种可能的实现方式中，析锂诊断单元403还用于：将析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为锂电池发生析锂的起始SOC；和/或，将析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为锂电池发生析锂的终止SOC。
可选的，至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，第二充电倍率大于第三充电倍率且与第三充电倍率的差值大于预设倍率阈值；至少两个压力信息还包括与第三充电倍率对应的第三压力信息，第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化。
在另一种可能的实现方式中，每个压力信息还包括锂电池的温度值，析锂诊断单元403还用于：根据第二压力信息和第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，温度效应所导致的压力信息用于指示锂电池在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。
进一步的，充电控制单元401还用于：根据析锂效应所导致的压力信息，确定锂电池所允许的最大安全充电电流；和/或，根据析锂效应所导致的压力信息，调节锂电池对应的充电电流。
基于此，本申请实施例还提供一种应用锂电池的设备，该设备包括锂电池、充放电设备、以及图7所示的析锂检测装置。在该设备中，该析锂检测装置用于执行上文所提供的方法示例中的相关步骤，比如，该析锂检测装置用于执行上文方法示例中的S301-S304，或者上文方法示例中的S01-S07、以及S14和S16等。
在本申请实施例中，通过使用不同的充电倍率对锂电池进行循环充电，并在循环充电过程中分别检测锂电池的状态参数，可根据检测得到的至少两个压力信息，由于锂电池会在充电倍率达到一定范围时产生析锂，且析锂会导致锂电池的压力的变化，从而根据至少两个压力信息即可确定析锂效应所导致的压力信息，并根据该析锂效应所导致的压力信息中的压力值的变化确定锂电池的析锂，实现对锂电池的析锂检测。该方法与现有技术相比，无需确定极化电压阈值，其准确性也不受极化电压阈值准确性的影响，从而简化了析锂检测的过程，也提高了析锂检测的准确性。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请实施例各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种锂电池的析锂检测方法，其特征在于，包括：
分别使用至少两个充电倍率对所述锂电池进行循环充电，所述至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，其中，所述第一充电倍率大于所述第二充电倍率且与所述第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值；
在所述循环充电过程中，分别检测所述锂电池的状态参数，其中，所述状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少两个压力信息，所述压力信息用于指示所述锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；
根据所述至少两个压力信息，确定所述锂电池的析锂效应所导致的压力信息，所述析锂效应所导致的压力信息用于指示所述锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；
所述至少两个压力信息包括与所述第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与所述第二充电倍率对应的第二压力信息；
其中，所述第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，所述第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息；
根据所述第一压力信息对应的不同时刻的电流值确定第一不同时刻的SOC，根据所述第一不同时刻的SOC和所述第一压力信息中第一不同时刻的压力值，确定所述第一不同时刻的SOC与所述第一不同时刻的压力值的第一对应关系；
根据所述第二压力信息对应的不同时刻的电流值确定第二不同时刻的SOC，根据所述第二不同时刻的SOC和所述第二压力信息中第二不同时刻的压力值，确定所述第二不同时刻的SOC与所述第二不同时刻的压力值的第二对应关系；
根据所述第一对应关系以及所述第二对应关系确定不同时刻的SOC下析锂效应导致的压力值的变化；
当所述析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定所述锂电池发生析锂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为所述锂电池发生析锂的起始SOC。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为所述锂电池发生析锂的终止SOC。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，所述第二充电倍率大于所述第三充电倍率且与所述第三充电倍率的差值大于所述预设倍率阈值；
所述至少两个压力信息还包括与所述第三充电倍率对应的第三压力信息，所述第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，所述锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示所述锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应导致的压力值变化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个压力信息还包括所述锂电池的温度值，所述方法还包括：
根据所述第二压力信息和所述第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，所述温度效应所导致的压力信息用于指示在不同温度值下由温度效应导致的压力值变化。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述析锂效应所导致的压力信息，确定所述锂电池所允许的最大安全充电电流。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述析锂效应所导致的压力信息，调节所述锂电池对应的充电电流。
8.一种锂电池的析锂检测装置，其特征在于，包括：
充电控制单元，用于分别使用至少两个充电倍率对所述锂电池进行循环充电，所述至少两个充电倍率包括第一充电倍率和第二充电倍率，其中，所述第一充电倍率大于所述第二充电倍率且与所述第二充电倍率的差值大于预设倍率阈值，第二充电倍率小于第一倍率阈值且大于第二倍率阈值；
信息记录单元，用于在所述循环充电过程中，分别检测所述锂电池的状态参数，其中，所述状态参数包括上述锂电池的压力和温度，对应得到至少两个压力信息，所述压力信息用于指示所述锂电池在充电过程中的外部膨胀体积变化；
析锂诊断单元，用于根据所述至少两个压力信息，确定所述锂电池的析锂效应所导致的压力信息，所述析锂效应所导致的压力信息用于指示所述锂电池在不同荷电状态SOC下由析锂效应导致的压力值变化；
所述至少两个压力信息包括与所述第一充电倍率对应的第一压力信息、以及与所述第二充电倍率对应的第二压力信息；
其中，所述第一压力信息包括发生锂离子脱嵌效应、温度效应和析锂效应所导致的总压力信息，所述第二压力信息包括发生锂离子脱嵌效应和温度效应所导致的总压力信息；
所述析锂诊断单元，还用于根据所述第一压力信息对应的不同时刻的电流值确定第一不同时刻的SOC，根据所述第一不同时刻的SOC和所述第一压力信息中第一不同时刻的压力值，确定所述第一不同时刻的SOC与所述第一不同时刻的压力值的第一对应关系；
所述析锂诊断单元，还用于根据所述第二压力信息对应的不同时刻的电流值确定第二不同时刻的SOC，根据所述第二不同时刻的SOC和所述第二压力信息中第二不同时刻的压力值，确定所述第二不同时刻的SOC与所述第二不同时刻的压力值的第二对应关系；
所述析锂诊断单元，还用于根据所述第一对应关系以及所述第二对应关系确定不同时刻的SOC下析锂效应导致的压力值的变化；所述析锂诊断单元，还用于当所述析锂效应所导致的压力信息中存在连续的多个SOC对应的压力值大于零时，确定所述锂电池发生析锂。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述析锂诊断单元，还用于：
将所述析锂效应所导致的压力信息中压力值从零转折为非零时对应的SOC确定为所述锂电池发生析锂的起始SOC。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述析锂诊断单元，还用于：
将所述析锂效应所导致的压力信息中最大压力值对应的SOC确定为所述锂电池发生析锂的终止SOC。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少两个充电倍率还包括第三充电倍率，所述第二充电倍率大于所述第三充电倍率且与所述第三充电倍率的差值大于所述预设倍率阈值；
所述至少两个压力信息还包括与所述第三充电倍率对应的第三压力信息，所述第三压力信息包括锂离子脱嵌效应所导致的压力信息，所述锂离子脱嵌效应所导致的压力信息用于指示所述锂电池在不同SOC下由锂离子脱嵌效应所导致的压力值变化。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，每个压力信息还包括所述锂电池的温度值，所述析锂诊断单元，还用于：
根据所述第二压力信息和所述第三压力信息，确定温度效应所导致的压力信息，所述温度效应所导致的压力信息用于指示所述锂电池在不同温度值下由温度效应所导致的压力值变化。
13.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，所述充电控制单元，还用于：
根据所述析锂效应所导致的压力信息，确定所述锂电池所允许的最大安全充电电流。
14.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，所述充电控制单元，还用于：
根据所述析锂效应所导致的压力信息，调节所述锂电池对应的充电电流。
15.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括锂电池、充放电设备、以及如权利要求8-14任一项所述的锂电池的析锂检测装置。
CN202010075804.3A 2020-01-22 2020-01-22 一种锂电池的析锂检测方法及装置 Active CN111273180B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075804.3A CN111273180B (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种锂电池的析锂检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075804.3A CN111273180B (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种锂电池的析锂检测方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111273180A CN111273180A (zh) 2020-06-12
CN111273180B true CN111273180B (zh) 2021-08-31

Family

ID=70996919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010075804.3A Active CN111273180B (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种锂电池的析锂检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111273180B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112363063A (zh) * 2020-07-20 2021-02-12 万向一二三股份公司 一种快速检测软包锂离子电池析锂的装置及方法
CN112703125B (zh) * 2020-08-10 2022-04-08 华为技术有限公司 一种锂电池的析锂检测方法及装置
CN112151899A (zh) * 2020-10-10 2020-12-29 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电池析锂的检测方法和装置
CN112436202B (zh) * 2020-10-22 2021-10-15 中车长春轨道客车股份有限公司 一种防止锂离子电池负极析锂的阶梯式电流充电方法
CN112394289B (zh) * 2020-10-27 2021-10-08 同济大学 一种锂离子电池充电时析锂检测方法
CN112098866B (zh) * 2020-11-09 2021-02-19 天津力神电池股份有限公司 一种判断电池在循环过程中是否发生析锂的无损分析方法
EP4063881B1 (en) 2021-01-28 2023-11-22 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Method and apparatus for detecting anomaly of lithium battery, and battery management system and battery system
WO2022170481A1 (zh) * 2021-02-09 2022-08-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池充电方法、控制器、电池管理系统、电池和用电装置
CN113075563B (zh) * 2021-03-19 2024-03-08 北京车和家信息技术有限公司 一种动力电池析锂的检测方法、装置和车辆
CN114035096B (zh) * 2021-11-29 2023-12-26 东莞新能安科技有限公司 电化学装置soh评估方法、电子设备及电池系统
CN114334490B (zh) * 2022-01-13 2023-09-22 南京航空航天大学 一种基于软包锂离子电池的延时装置
WO2024077467A1 (zh) * 2022-10-11 2024-04-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池析锂的检测方法及相关装置
CN116859253B (zh) * 2023-06-20 2024-04-19 上海正泰电源系统有限公司 一种基于大数据的锂电池析锂分析方法及系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105866695B (zh) * 2016-04-22 2019-06-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 充电电池析锂的检测方法、电池管理系统及电池系统
CN106099230B (zh) * 2016-08-09 2019-02-05 清华大学 一种可预防析锂的锂离子电池快速充电方法
KR20180066775A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 현대자동차주식회사 리튬-공기 배터리 장치 및 제어 방법
CN110109029B (zh) * 2018-01-29 2022-05-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯析锂参数检测方法及装置、电芯检测系统和计算机可读存储介质
CN108398649B (zh) * 2018-03-09 2020-02-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 析锂检测方法及装置
CN109786870A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 上海力信能源科技有限责任公司 一种减少锂电池析锂的方法
CN110429322B (zh) * 2019-07-17 2021-04-06 北京海博思创科技股份有限公司 锂电池一致性分类方法、装置、设备和可读存储介质
CN110456275A (zh) * 2019-08-26 2019-11-15 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种判断电芯析锂的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111273180A (zh) 2020-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111273180B (zh) 一种锂电池的析锂检测方法及装置
CN112703125B (zh) 一种锂电池的析锂检测方法及装置
EP3069920B1 (en) Apparatus and method for controlling battery state of charge in hybrid electric vehicle
CN111169480B (zh) 一种动力系统能量管理方法、装置、设备和介质
CN105083270B (zh) 用于控制车辆的再生制动的方法和装置
CN110780203B (zh) 一种纯电动汽车电池组soc在线估值方法
JP5026287B2 (ja) ハイブリッド電気自動車用バッテリーの最大出力推定方法
KR102283958B1 (ko) 전기 자동차의 주행 제어 시스템 및 주행 제어 방법
CN103660984B (zh) 一种基于远程数据传输的纯电动汽车续驶里程估计装置及方法
JP5737208B2 (ja) 情報報知システム
US20170240064A1 (en) Virtual assessment of battery state of health in electrified vehicles
CN110435429A (zh) 一种融合能耗预测的双电机电动汽车续航里程估计方法
EP3640071B1 (en) Display device and vehicle including the same
CN111103552B (zh) 学习装置、学习方法及存储介质
CN111422073B (zh) 一种用于新能源车辆的电池充放电功率限制方法及系统
CN108663061B (zh) 一种电动汽车里程预估系统及其预估方法
US20230096267A1 (en) Battery degradation estimation device, battery degradation estimation system, battery degradation estimation method, and storage medium
CN116061756A (zh) 用于电驱动车辆的电池预处理系统和方法
JP2013502687A (ja) エネルギ貯蔵システムの予備エネルギの算定及び使用
Ajao et al. Overview Analysis of Recent Developments on Self-Driving Electric Vehicles
WO2021135565A1 (zh) 一种蓄电池内阻检测装置及方法
US20230314525A1 (en) Battery state measurement method
US20230314517A1 (en) Battery state analysis system and battery state analysis method
US20200122604A1 (en) Display apparatus and vehicle including the same
CN114966452B (zh) 一种电池状态确定方法及相关装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211109

Address after: 518043 No. 01, 39th floor, building a, antuoshan headquarters building, No. 33, antuoshan Sixth Road, Xiang'an community, Xiangmihu street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province

Patentee after: Huawei Digital Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 518129 Bantian HUAWEI headquarters office building, Longgang District, Guangdong, Shenzhen

Patentee before: HUAWEI TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right