CN111665452B - 锂离子蓄电池单体寿命检测模型 - Google Patents

锂离子蓄电池单体寿命检测模型 Download PDF

Info

Publication number
CN111665452B
CN111665452B CN202010630295.6A CN202010630295A CN111665452B CN 111665452 B CN111665452 B CN 111665452B CN 202010630295 A CN202010630295 A CN 202010630295A CN 111665452 B CN111665452 B CN 111665452B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium ion
internal resistance
information
direct current
value
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
CN202010630295.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111665452A (zh
Inventor
孟仙雅
冯修成
周建刚
任卫群
宋宏贵
罗霄
周芷仰
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.)
Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Original Assignee
Dongfeng Commercial Vehicle 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 Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd filed Critical Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Priority to CN202010630295.6A priority Critical patent/CN111665452B/zh
Publication of CN111665452A publication Critical patent/CN111665452A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111665452B publication Critical patent/CN111665452B/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]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • 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
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • 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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • 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]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage measurements
    • 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]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • 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]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health

Abstract

本发明提供一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其中标准件信息输入模块用于接收在特定环境温度值下测量得到锂离子蓄电池单体标准件的容量、充电直流内阻和放电直流内阻信息和锂离子蓄电池单体标准件的寿命曲线；被测件信息输入模块用于接收并预处理在特定温度值下测量得到锂离子蓄电池单体被测件的容量、充电直流内阻、放电直流内阻信息；信息计算单元接收来自标准件信息输入模块和被测件信息输入模块的信息，并根据接收到的锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的信息计算得到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线；信息计算单元将锂离子蓄电池单体标准件和到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线的计算结果和电池信息输出至信息输出单元。

Description

锂离子蓄电池单体寿命检测模型
技术领域
本发明涉及新能源汽车电源应用技术领域，具体涉及一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型。
背景技术
锂离子蓄电池在新能源汽车电源中应用至关重要，新能源汽车电源的使用寿命始终是消费者关注的焦点，为此，锂离子蓄电池单体的寿命成为设计师在新能源汽车新产品设计中的关键指标之一。在较短的周期内，获得所采用的锂离子蓄电池相对准确的循环寿命特性，对于新能源汽车开发十分重要。由于锂离子蓄电池单体具有充放电电流小，发热量小、循环寿命长的特点，因此目前应用比较广泛的单体寿命曲线推算法。该方法是先测试锂离子蓄电池单体的全生命周期寿命曲线，根据准确的测试曲线模拟获得准确电池包的使用寿命，但测试单体电池一次循环需要约4h，对锂离子电池全寿命周期(80％能力)进行评估则需要约8500小时以上，评价全寿命周期花费时间太长，故延长了新车型开发周期。另一种典型方法电池包寿命测试法。该方法是测试电池模组或电池包寿命，该方法测试的寿命特性更准确，但其测试的周期与锂离子蓄电池单体周期相当，故测试周期长；而且该方法还需要搭建一个温控系统、安全预警/防爆系统及测试系统组成的综合台架，导致电池模组或电池包全寿命周期评价资源短缺。因此，目前仍较多的采用单体寿命曲线推算法来满足新能源汽车设计开发需求。
目前，在新能源汽车应用领域，锂离子蓄电池包的寿命与其组成的单体电池寿命密不可分。但是锂离子蓄电池单体寿命的加速或延缓受外部因素和内部因素双重影响，对电池寿命影响显著的外部因素包括工作温度、工作电流，内部因素则包括电池电极材料和在电化学反应过程中，发生正常充放电以外的副反应。内部因素特性采用电化学性能表征，则包括欧姆电阻、极化电阻、极化电容和开路电压等参数，以上参数适用于材料基础研究也与其直流内阻有着直接关系。故在电池应用阶段，在外部因素条件的干涉下，采用直流内阻可以较准确的表征电池自身的特征，为锂离子蓄电池单体寿命获得做出重要的意义。
中国专利申请公布号为CN201710238631.0，申请公布日为2017年4月13日的实用新型专利公开了一种检测锂离子电池循环寿命的方法和系统，该方法的锂离子蓄电池采用大电流寿命测试等效其小电流时的寿命，还是需要对电池进行大电流寿命测试，测试周期较长，且对于同体系同结构的高比能功能与高功率功能锂离子蓄电池单体不可通用，应用范围比较小。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型，缩短了锂离子蓄电池单体循环寿命的测试周期，扩大了锂离子蓄电池单体寿命模型的应用范畴，满足新能源汽车设计开发需。
本发明提供了一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于包括信息输入单元、信息计算单元和信息输出单元；其中信息输入单元包括标准件信息输入模块与被测件信息输入模块；其中标准件信息输入模块用于接收在特定环境温度值下测量得到锂离子蓄电池单体标准件的容量、充电直流内阻、放电直流内阻和测量寿命曲线信息；被测件信息输入模块用于接收并预处理在特定温度值下测量得到锂离子蓄电池单体被测件的容量、充电直流内阻和放电直流内阻信息；信息计算单元接收来自标准件信息输入模块和被测件信息输入模块的信息，并根据接收到的锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的信息计算得到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线；信息计算单元将锂离子蓄电池单体标准件和到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线的计算结果和电池信息输出至信息输出单元，信息输出单元将锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线以对比的形式输出至外部显示设备。
上述技术方案中，所述标准件信息输入模块接收某一锂离子蓄电池单体标准件测试项目设定的不同的环境温度值信息，以及每个环境温度值对应的测量得到的该锂离子蓄电池单体标准件的充电直流内阻值和放电直流内阻值，并求取上述充电直流内阻值和放电直流内阻值的平均值作为锂离子蓄电池单体标准件在该环境温度值下的直流内阻均值；标准件的信息输入单元将锂离子蓄电池单体标准件的每个环境温度信息及其对应的电池容量和直流内阻均值信息输出至信息计算单元。
上述技术方案中，被测件信息输入模块接收某一锂离子蓄电池单体被测件测试项目设定的不同的环境温度值信息，以及每个环境温度值对应的测量得到的该锂离子蓄电池单体被测件的充电直流内阻值和放电直流内阻值，并求取上述充电直流内阻值和放电直流内阻值的平均值作为锂离子蓄电池单体被测件在该环境温度值下的直流内阻均值；被测件信息输入模块将锂离子蓄电池单体被测件的每个环境温度信息及其对应的电池容量和直流内阻均值信息输出至信息计算单元。
上述技术方案中，信息计算单元计算锂离子蓄电池单体标准件不同温度对基准温度的直流内阻变化率，并基于依据锂离子蓄电池单体被测件不同环境温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值；根据步骤锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下等效运算的直流内阻值，和在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件的直流内阻值，计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；依据锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。
上述技术方案中，信息计算单元根据外部指令选取设定的环境温度值中的某一数值作为基准温度值，则其他设定环境温度下的直流内阻变化率为锂离子蓄电池单体标准件该温度下的直流内阻值与基准温度值下的直流内阻值的比值。
上述技术方案中，信息计算单元将某特定环境温度下的锂离子蓄电池单体被测件的直流内阻值除以该环境温度下的标准件直流内阻变化率的计算结果作为该环境温度下锂离子蓄电池单体被测件直流内阻值的等效运算值；信息计算单元计算其他非基准温度的设定环境温度下的直流内阻值的等效运算值的平均值，并作为锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值的等效运算值。
上述技术方案中，信息计算单元计算在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件输入的直流内阻值与锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值的等效运算值的比值作为等效系数。
上述技术方案中，标准件的寿命曲线跟其充电/放电直流内阻和容量一样，通过测试得到。因为锂离子蓄电池测试寿命需要花费很长时间而且其应用时寿命测试不可缺少，所以用标准件的4个真实测出来的参数做模型，对于后被测件，就只需要花费较短的时间测出容量、充电/放电直流内阻等参数，跟标准件的这些参数找等效关系，获得被测件的等效系数，再将被测件的等效系数乘到标准件的循环寿命曲线中，从而用较短的时间获得被测件的寿命曲线。
上述技术方案中，设定的环境温度的温度值课包括：-20℃、-10℃、0℃、25℃，一般系统选择25度作为基准温度值。本发明通过设定不同的特定温度，以模拟汽车使用过程中所遭遇的不同环境温度，使得预测结果更符合汽车运用的实际情况。
本发明用锂离子蓄电池单体充电直流内阻与放电直流内阻值来测试其循环寿命，充电直流内阻与放电直流内阻值测试周期短，进而缩短了锂离子蓄电池单体寿命特性的测试周期。因此，本发明可以快速的测试锂离子蓄电池单体寿命特性。本发明采用锂离子蓄电池单体不同温度的充电直流内阻与放电直流内阻值来表征其性能特征，保证了准确的体现了不同个体的本质特征。因此，本发明提高了锂离子蓄电池单体寿命预测的准确性。本发明采用测试锂离子蓄电池单体不同温度的充电直流内阻与放电直流内阻值来表征其性能特征，进而保证了锂离子蓄电池单体寿命模型应用时，在同体系同结构条件下，不受锂离子蓄电池单体功能的限制。因此，本发明可以完全应用到锂离子蓄电池单体同体系同结构族中。
附图说明
图1为标准件与待测件特性值；
图2为被测件等效循环寿命曲线图；
图3为本发明的模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
本发明提供了一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于包括信息输入单元、信息计算单元和信息输出单元；其中信息输入单元包括标准件信息输入模块与被测件信息输入模块；其中标准件信息输入模块用于接收在特定环境温度值下测量得到锂离子蓄电池单体标准件的容量、充电直流内阻、放电直流内阻和测量寿命曲线信息；被测件信息输入模块用于接收并预处理在特定温度值下测量得到锂离子蓄电池单体被测件的容量、充电直流内阻和放电直流内阻信息；信息计算单元接收来自标准件信息输入模块和被测件信息输入模块的信息，并根据接收到的锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的信息计算得到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线；信息计算单元将锂离子蓄电池单体标准件和到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线的计算结果和电池信息输出至信息输出单元，信息输出单元将锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线以对比的形式输出至外部显示设备。
所述锂离子蓄电池单体寿命检测模型的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、在25℃±2℃环境中，先采用1I1电流先对电池恒流恒压方式充满电，搁置30min，再在特定温度T(T＝-20℃、-10℃、0℃、25℃)搁置24h与特定放电电流I(I＝Imin、I1、Imax)条件下，对电池进行恒流放完电，搁置30min，测量出锂离子蓄电池单体的特定容量值，将测量结果输入至标准件信息输入模块。
步骤二、采用1I1电流，在25℃±2℃环境中，先将电池SOC调整到50％，再在特定温度度T(T＝-20℃、-10℃、0℃、25℃)条件下搁置24h，采用特定电流I(I＝Imin、I1、Imax)对电池进行恒电流放电10s，接着恒电流充电10s，测试得到电池放电电压差与充电电压差，依据欧姆定律R＝U/I，获得锂离子蓄电池单体的特定放电直流内阻与特定充电直流内阻，将上述信息输入至标准件信息输入模块，信息极计算单元计算得到两者平均值作为锂离子蓄电池单体的特定直流内阻值。
步骤三、在25℃±2℃的温度下，先采用1I1电流对单体电池进行恒电流充电到截止电压且限制充电时间为54min，搁置30min，再采用1I1电流对单体电池进行恒电流放电到截止电压且限制放电时间为54min，搁置30min，依次方法对电池做充放电循环，直到容量衰减到初始容量的50％，信息计算单元基于上述信息得到25℃±2℃的温度下，锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线。本方法在测量电池全生命周期曲线时，选择了适合新能源车使用条件的电池充放电区间，既可以缩短建模时曲线测试周期，也剔除了电池在SOC≤5％与SOC≥95％区间时较大的电极极化反应影响因素，让曲线更接近新能源汽车应用的场景。该方法也适用于电池100％的充放电区间。
步骤四、标准件电池单体充放电电流特定为I＝1I1，依据步骤二的方法测量其T＝25℃时的充电直流内阻为R充0，放电直流内阻为R放0，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R0；T＝0℃时的充电直流内阻值为R充1，放电直流内阻值为R放1，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R1；T＝-10℃时的充电直流内阻值为R充2，放电直流内阻值为R放2，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R2；T＝-20℃时的充电直流内阻值为R充3，放电直流内阻值为R放3，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R3。同样，被测件电池单体放电电流特定为I＝1I1时，依据步骤二的方法测量其T＝25℃时的充电直流内阻为R充01，放电直流内阻为R放01，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R01；T＝0℃时的充电直流内阻值为R充11，放电直流内阻值为R放11，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R11；T＝-10℃时的充电直流内阻值为R充21，放电直流内阻值为R放21，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R21；T＝-20℃时的充电直流内阻值为R充31，放电直流内阻值为R放31，则该温度下直流内阻均值为充电直流内阻和放电直流内阻的平均值，记作R31。
步骤五、信息计算单元依据标准件测量的直流内阻值，计算锂离子蓄电池单体不同温度对T＝25℃时的直流内阻变化率：T＝0℃时直流内阻变化率R1 /＝R1/R0、T＝-10℃时直流内阻变化率R2 /＝R2/R0、T＝-20℃时直流内阻变化率R3 /＝R3/R0。
步骤六、信息计算单元依据被测件测量的不同温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算被测件T＝25℃的直流内阻值R011。T＝0℃时等效运算的被测件T＝25℃直流内阻值R111＝R01/R1 /、T＝-10℃时等效运算的被测件T＝25℃直流内阻值R211＝R02/R2 /、T＝-20℃时等效运算的被测件T＝25℃直流内阻值R311＝R03/R3 /。等效运算的被测件T＝25℃的直流内阻值为不同温度下等效运算的被测件T＝25℃直流内阻值的平均值，R011＝(R111+R211+R311)/3。
步骤七、信息计算单元依据等效运算的被测件T＝25℃的直流内阻值及被测件T＝25℃测量的直流内阻值，运算被测件与标准件的等效系数n，n＝R01/R011。
步骤八、信息计算单元依据步骤三测量的锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命，计算结果输出至信息输出单元。
本发明的具体实施例的标准件为50Ah镍钴锰锂三元体系叠片式结构单体电池。
在25℃±2℃环境温度中，采用50A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，再在T＝25℃(0℃、-10℃、-20℃)±2℃环境中搁置24h，采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依此方法充放电5次，平均5次的放电容量，得到镍钴锰锂单体电池不同温度下的容量值，见图1中标准件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用50A电流先将镍钴锰锂单体电池SOC调整到50％，再在T＝25℃(0℃、-10℃、-20℃)±2℃环境中搁置24h，最后采用50A电流对镍钴锰锂单体电池恒流放电10s，采用50A电流对镍钴锰锂单体电池恒流充电10s，计算出镍钴锰锂单体电池不同温度下放电直流内阻值、充电直流内阻值及直流内阻均值，见图1中标准件部分。
在25℃±2℃的温度下，采用50A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依次方法对电池做充放电循环，直到容量衰减到初始容量的80％，得到镍钴锰锂单体电池寿命曲线。见图2中标准件部分。
被测件为60Ah镍钴锰锂三元体系叠片式结构单体电池。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，再采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依此方法充放电5次，平均5次的放电容量，得到镍钴锰锂单体电池25℃时容量值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先将镍钴锰锂单体电池SOC调整到50％，再采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流放电10s，最后用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流充电10s，计算出镍钴锰锂单体电池25℃时放电直流内阻值、充电直流内阻值及直流内阻均值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，再在0℃±2℃环境温度中搁置24h，采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依此方法充放电5次，平均5次的放电容量，得到镍钴锰锂单体电池0℃时容量值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先将镍钴锰锂单体电池SOC调整到50％，再在0℃±2℃环境温度中搁置24h，在环境下，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流放电10s，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流充电10s，计算出镍钴锰锂单体电池在0℃时放电直流内阻值、充电直流内阻值及直流内阻均值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，再在-10℃±2℃环境温度中搁置24h，采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依此方法充放电5次，平均5次的放电容量，得到镍钴锰锂单体电池-10℃时容量值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先将镍钴锰锂单体电池SOC调整到50％，再在-10℃±2℃环境温度中搁置24h，在环境下，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流放电10s，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流充电10s，计算出镍钴锰锂单体电池在-10℃时放电直流内阻值、充电直流内阻值及直流内阻均值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先对镍钴锰锂单体电池进行恒流充电，直到截止电压4.2V，转4.2V恒压充电直到电流减小到3A，搁置30min，再在-20℃±2℃环境温度中搁置24h，采用60A电流对其进行恒流放电，直到截止电压2.75V，搁置30min，依此方法充放电5次，平均5次的放电容量，得到镍钴锰锂单体电池-20℃时容量值，见图1中被测件部分。
在25℃±2℃环境温度中，采用60A电流先将镍钴锰锂单体电池SOC调整到50％，再在-20℃±2℃环境温度中搁置24h，在环境下，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流放电10s，采用60A电流对镍钴锰锂单体电池恒流充电10s，计算出镍钴锰锂单体电池在-20℃时放电直流内阻值、充电直流内阻值及直流内阻均值，见图1中被测件部分。
被测件的直流内阻测量值与实施例1标准件的直流内阻值进行等效运算，得到等效系数n＝1.078，等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制出被测件寿命曲线，见图2中被测件部分。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于包括信息输入单元、信息计算单元和信息输出单元；其中信息输入单元包括标准件信息输入单元与被测件信息输入单元；其中标准件信息输入单元用于接收在特定环境温度值下测量得到锂离子蓄电池单体标准件的容量、充电直流内阻、放电直流内阻和测量寿命曲线信息；被测件信息输入单元用于接收并预处理在特定温度值下测量得到锂离子蓄电池单体被测件的容量、充电直流内阻和放电直流内阻信息；信息计算单元接收来自标准件信息输入单元和被测件信息输入单元的信息，并根据接收到的锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的信息计算得到锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线；信息计算单元将锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线的计算结果和电池信息输出至信息输出单元，信息输出单元将锂离子蓄电池单体标准件和锂离子蓄电池单体被测件的寿命曲线以对比的形式输出至外部显示设备；信息计算单元计算锂离子蓄电池单体标准件不同温度对基准温度的直流内阻变化率，并基于依据锂离子蓄电池单体被测件不同环境温度下的直流内阻值及标准件直流内阻变化率等效运算锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值；根据锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下等效运算的直流内阻值，和在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件的直流内阻值，计算运算锂离子蓄电池单体被测件与锂离子蓄电池单体标准件的等效系数；依据锂离子蓄电池单体标准件寿命曲线，将等效系数与标准件寿命值相乘，等效绘制锂离子蓄电池单体待测件寿命曲线，预测锂离子蓄电池单体寿命。
2.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于标准件信息输入单元接收某一锂离子蓄电池单体标准件测试项目设定的不同的环境温度值信息，以及每个环境温度值对应的测量得到的该锂离子蓄电池单体标准件的充电直流内阻值和放电直流内阻值，并求取上述充电直流内阻值和放电直流内阻值的平均值作为锂离子蓄电池单体标准件在该环境温度值下的直流内阻均值；标准件信息输入单元将锂离子蓄电池单体标准件的每个环境温度信息及其对应的电池容量和直流内阻均值信息输出至信息计算单元。
3.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于被测件信息输入单元接收某一锂离子蓄电池单体被测件测试项目设定的不同的环境温度值信息，以及每个环境温度值对应的测量得到的该锂离子蓄电池单体被测件的充电直流内阻值和放电直流内阻值，并求取上述充电直流内阻值和放电直流内阻值的平均值作为锂离子蓄电池单体被测件在该环境温度值下的直流内阻均值；被测件信息输入单元将锂离子蓄电池单体被测件的每个环境温度信息及其对应的电池容量和直流内阻均值信息输出至信息计算单元。
4.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于信息计算单元根据外部指令选取设定的环境温度值中的某一数值作为基准温度值，则其他设定环境温度下的直流内阻变化率为锂离子蓄电池单体标准件该温度下的直流内阻值与基准温度值下的直流内阻值的比值。
5.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于信息计算单元将某特定环境温度下的锂离子蓄电池单体被测件的直流内阻值除以该环境温度下的标准件直流内阻变化率的计算结果作为该环境温度下锂离子蓄电池单体被测件直流内阻值的等效运算值；信息计算单元计算其他非基准温度的设定环境温度下的直流内阻值的等效运算值的平均值，并作为锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值的等效运算值。
6.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池单体寿命检测模型，其特征在于信息计算单元计算在基准温度下锂离子蓄电池单体被测件输入的直流内阻值与锂离子蓄电池单体被测件在基准温度下的直流内阻值的等效运算值的比值作为等效系数。
CN202010630295.6A 2020-06-30 2020-06-30 锂离子蓄电池单体寿命检测模型 Active CN111665452B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010630295.6A CN111665452B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 锂离子蓄电池单体寿命检测模型

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010630295.6A CN111665452B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 锂离子蓄电池单体寿命检测模型

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111665452A CN111665452A (zh) 2020-09-15
CN111665452B true CN111665452B (zh) 2022-03-22

Family

ID=72390950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010630295.6A Active CN111665452B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 锂离子蓄电池单体寿命检测模型

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111665452B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103344917A (zh) * 2013-06-13 2013-10-09 北京交通大学 一种锂电池循环寿命快速测试方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101144850B (zh) * 2007-10-29 2010-09-08 清华大学 燃料电池电压衰减快速测量方法及装置
US20130297244A1 (en) * 2011-02-28 2013-11-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Secondary battery lifetime prediction apparatus, battery system and secondary battery lifetime prediction method
CN102765331B (zh) * 2011-05-04 2016-11-02 朴昌浩 一种电池系统在线寿命预测方法
JP2014190763A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Toshiba Corp 電池寿命推定方法及び電池寿命推定装置
JP6593769B2 (ja) * 2015-03-09 2019-10-23 中国電力株式会社 蓄電池残寿命推定方法、蓄電池点検日決定方法、蓄電池残寿命推定装置、及び蓄電池残寿命推定システム
CN107431255A (zh) * 2015-09-15 2017-12-01 株式会社东芝 蓄电池控制装置、控制方法、程序、蓄电系统、电力系统
CN106646267B (zh) * 2017-02-13 2023-09-08 云南电网有限责任公司电力科学研究院 配电终端电池寿命检测方法及装置
CN106842057B (zh) * 2017-02-21 2019-10-29 珠海市古鑫电子科技有限公司 电池组件寿命检测方法、检测服务器和装置
CN109904533B (zh) * 2017-12-11 2022-03-25 奥动新能源汽车科技有限公司 电动汽车用电池包的电池寿命分析系统及方法
CN109946610A (zh) * 2017-12-18 2019-06-28 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种车用电池循环寿命的预测方法
CN109655750B (zh) * 2019-01-31 2020-09-15 北汽福田汽车股份有限公司 电池寿命的预测方法、预测装置
CN110261791B (zh) * 2019-07-22 2021-11-30 天能电池集团股份有限公司 一种蓄电池组循环寿命快速评价方法
CN111007838B (zh) * 2019-12-18 2021-08-06 东风商用车有限公司 一种电动汽车故障修复方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103344917A (zh) * 2013-06-13 2013-10-09 北京交通大学 一种锂电池循环寿命快速测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111665452A (zh) 2020-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111766530B (zh) 锂离子蓄电池单体寿命检测方法
Cao et al. Multi-timescale parametric electrical battery model for use in dynamic electric vehicle simulations
Vasebi et al. A novel combined battery model for state-of-charge estimation in lead-acid batteries based on extended Kalman filter for hybrid electric vehicle applications
Kroeze et al. Electrical battery model for use in dynamic electric vehicle simulations
CN102508165B (zh) 一种评价磷酸铁锂电池自放电一致性的方法
CN102445663B (zh) 一种电动汽车电池健康状态估算的方法
CN107861075B (zh) 一种确定动力电池sop的方法
Motloch et al. High-power battery testing procedures and analytical methodologies for HEV's
EP3594705B1 (en) Method and device for estimating service capacity and state of health of minimum battery cell and battery system
Chang et al. A novel fast capacity estimation method based on current curves of parallel-connected cells for retired lithium-ion batteries in second-use applications
Lu et al. A method of cell-to-cell variation evaluation for battery packs in electric vehicles with charging cloud data
CN103698716B (zh) 一种基于衰减系数的串联电池组可放出电量衰减评价方法
CN109307821B (zh) 一种超级电容器的老化性能测试方法
Xu et al. Hierarchical estimation model of state-of-charge and state-of-health for power batteries considering current rate
CN104237800A (zh) 混合动力船舶用锂离子电池的检测方法
CN104950263A (zh) 汽车动力电池soc的估算方法
CN113777501A (zh) 一种电池模组的soh的估算方法
CN105738828A (zh) 一种电池容量精准测量方法
Xu et al. State estimation of lithium batteries for energy storage based on dual extended kalman filter
CN109061497A (zh) 一种电池剩余电量计量系统及方法
Wang et al. Lithium-ion battery security guaranteeing method study based on the state of charge estimation
Ramsey et al. Comparison of equivalent circuit battery models for energetic studies on electric vehicles
CN106004481B (zh) 一种混合动力汽车电池组soh值估算方法
CN114865117A (zh) 锂离子电池电极嵌锂量检测方法、装置及电池管理系统
CN110542864A (zh) 一种锂离子电池自放电率热力学检测方法

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