CN112505573A - 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法 - Google Patents

一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112505573A
CN112505573A CN202011322525.9A CN202011322525A CN112505573A CN 112505573 A CN112505573 A CN 112505573A CN 202011322525 A CN202011322525 A CN 202011322525A CN 112505573 A CN112505573 A CN 112505573A
Authority
CN
China
Prior art keywords
evaluation index
battery
calculating
steps
evaluation
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.)
Pending
Application number
CN202011322525.9A
Other languages
English (en)
Inventor
范强
文贤馗
陈园园
吕黔苏
祝健杨
古庭赟
李博文
林呈辉
桂军国
邵梦桥
张建侠
陈和龙
王旭
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.)
Guizhou Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Power Grid 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 Guizhou Power Grid Co Ltd filed Critical Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority to CN202011322525.9A priority Critical patent/CN112505573A/zh
Publication of CN112505573A publication Critical patent/CN112505573A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • 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]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator 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]
    • G01R31/389—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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

本发明公开了一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，它包括：计算动力电池外观检查评价指标；计算动力电池电池健康度评价指标；计算单体电压评价指标；计算整组电压评价指标；计算电池容量评价指标；计算电池状态评价指标；计算电池欧姆内阻评价指标和电池极化电内阻评价指标；解决了现有技术多采用单一的容量、电压等指标进行评价，缺少评价的全面性和准确性，不能准确描述电池的性能及运行状态等技术问题。

Description

一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法
技术领域
本发明属于动力电池运行评价技术领域，尤其涉及一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法。
背景技术
随着社会对环境、绿色能源重视程度不断增加，加快了电动汽车替代传统化石能源汽车的步伐。而锂离子电池为代表的动力电池因其体积小、寿命长、充放电效率高等优势得以在电动汽车生产制造领域广泛应用，同时推动了电动汽车的快速发展；同时电力、通信等行业根据现行标准、规程都有规定：当蓄电池组容量达不到额定容量的80％以上，认为整组年限到，退役更换，每年变电站、通信基站等都存在大量蓄电池退役。目前梯次利用主要集中在电动汽车和变电站退役的动力电池，其中变电站动力电池主要包括铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池等。
同一批次、同一型号、同一参数的电池间在电压、容量、内阻等多方面都存在差异性，再加上后期运行中差异性加剧，使得各类电池间的不一致性越来越明显，若对这类电池进行梯次利用，性能指标达不到应有水平，同时会带来安全性、可靠性等方面风险。电池梯次利用的基础保证就是根据定量评价指标或指标组，筛选选出一致性较好的退役电池构建电池组，以确保电池组的安全稳定运行。但现有技术多采用单一的容量、电压等指标进行评价，缺少评价的全面性和准确性，不能准确描述电池的性能及运行状态。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：提供一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，以解决现有技术多采用单一的容量、电压等指标进行评价，缺少评价的全面性和准确性，不能准确描述电池的性能及运行状态等技术问题。
本发明技术方案：
一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，它包括：
步骤1、计算动力电池外观检查评价指标；
步骤2、计算动力电池电池健康度评价指标；
步骤3、计算单体电压评价指标；
步骤4、计算整组电压评价指标；
步骤5、计算电池容量评价指标；
步骤6、计算电池状态评价指标；
步骤7、计算电池欧姆内阻评价指标和电池极化电内阻评价指标。
步骤1所述外观检查评价指标SC的计算方法为：
Figure BDA0002793331400000021
式中n表示整组中电池个数，ai为第i只电池外观检查评价得分值，
Figure BDA0002793331400000022
步骤2所述计算动力电池电池健康度评价指标SOH的方法为：
Figure BDA0002793331400000031
式中bi为第i只电池健康度评价分值；
Figure BDA0002793331400000032
步骤3所述计算单体电压评价指标US的方法为：
Figure BDA0002793331400000033
式中，m表示单只电池的电压观测次数，uj表示第j次电压观测值；
Figure BDA0002793331400000034
表示单只电池m次电压平均观测值。
步骤4所述计算整组电压评价指标UT的方法为：
Figure BDA0002793331400000035
式中USi表示第i只电池的单体电压评价指标值。
步骤5所述计算电池容量评价指标的方法为：
Figure BDA0002793331400000036
其中Rj、Tj分别表示随机两只电池R、T在第j个观测点的电池容量评价值。
步骤6所述计算电池状态评价指标的方法为：
Figure BDA0002793331400000041
其中RRj、TTj分别表示随机两只电池RR、TT在第j个观测点的电池荷电状态评价值。
步骤7所述计算电池欧姆内阻评价指标R0SOC和电池极化电内阻评价指标Rp的计算方法为：
Figure BDA0002793331400000042
式中m表示单只电池的内阻观测次数，R0j表示第j次内阻观测值；
Figure BDA0002793331400000043
表示单只电池m次内阻平均观测值；
Figure BDA0002793331400000044
式中ci为第i只电池极化内阻评价分值
Figure BDA0002793331400000045
本发明的有益效果是：
本发明提出含安全评价和性能评价指标的退役动力电池的一致性评价指标体系；包括外观检查评价指标和电池健康度评价指标；性能评价指标包括电池电压评价指标、电池容量评价指标、电池状态评价指标、电池内阻评价指标等四类评价指标；形成电池的综合评价指标；根据定量评价指标或指标组，筛选选出一致性较好的退役电池构建电池组，以确保电池组的安全稳定运行；解决了现有技术多采用单一的容量、电压等指标进行评价，缺少评价的全面性和准确性，不能准确描述电池的性能及运行状态等技术问题。
具体实施方式：
本发明一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，包括：
1、安全性评价指标
安全性评价指标包括外观检查评价指标和电池健康度评价指标。
1.1外观检查评价指标
外观检查评估指标SC表征电池的外观检查结果，主要是针对电池外观检查中，存在鼓胀、变形，损坏或液体漏出，极柱锈蚀或损坏等外观情况。外观检查评价指标SC。
Figure BDA0002793331400000051
式中，n表示整组中电池个数，ai为第i只电池外观检查评价得分值，由式(2)所示的分段函数决定。
Figure BDA0002793331400000052
1.2电池健康度评价指标
电池健康度评价指标SOH表征电池实际容量水平，用电池满充的容量与标称额定容量的百分比，即电池健康状态(State of health， SOH)的数值表示。电池健康度评价指标SOH如式(3)所示：
Figure BDA0002793331400000053
式中，bi为第i只电池健康度评价分值，由式(4)所示的分段函数决定。
Figure BDA0002793331400000061
2性能评价指标
性能评价指标包括电池电压评价指标、电池容量评价指标、电池状态评价指标、电池内阻评价指标等四类评价指标。
2.1电池电压评价指标包括单只电池电压评价指标和整组电池电压评价指标
电池电压评价指标用来评价单只电池电压和整组电压波动性，分为单体电压评价指标US和整组电池电压评价指标UT所提指标能较好地从整组和单只两个维度评价反应电压的波动情况。
(1)单体电压评价指标US
单体电压评价指标US如式(5)所示：
Figure BDA0002793331400000062
式中，m表示单只电池的电压观测次数，uj表示第j次电压观测值；
Figure BDA0002793331400000063
表示单只电池m次电压平均观测值。
(2)整组电压评价指标UT
整组电压评价指标UT如式(6)所示：
Figure BDA0002793331400000064
式中，USi表示第i只电池的单体电压评价指标值。
2.2电池容量评价指标
电池容量评价指标CDOCV通过单体电池容量CD与电池开路电压OCV 间的关系曲线获得，表征电池组内任意两只电池间的CD～OCV曲线的偏离度，从而评价其CDOCV一致性情况。电池容量评价指标CDOCV如式(7) 所示：
Figure BDA0002793331400000071
其中，Rj、Tj分别表示随机两只电池(R、T)在第j个观测点的电池容量评价值。
2.3电池状态评价指标
电池状态评价指标通过对表征电池的运行状态的参数进行评价，获得电池状态评价指标值，选取SOCOCV评价指标作为评价指标。
Figure BDA0002793331400000072
其中，RRj、TTj分别表示随机两只电池(RR、TT)在第j个观测点的电池荷电状态评价值。
2.4电池内阻评价指标
电池内阻评价指标包括电池欧姆内阻评价指标和电池极化电内阻评价指标。
(1)电池欧姆内阻评价指标
利用R0SOC作为电池欧姆内阻评价指标，表征电池欧姆内阻变化规律。电池欧姆内阻评价指标R0SOC如式(9)所示：
Figure BDA0002793331400000081
式中，m表示单只电池的内阻观测次数，R0j表示第j次内阻观测值；
Figure BDA0002793331400000082
表示单只电池m次内阻平均观测值。
(2)电池极化电内阻评价指标。
电池极化内阻评价指标Rp如式(11)所示：
Figure BDA0002793331400000083
式中，ci为第i只电池极化内阻评价分值，由式(12)所示的分段函数决定。
Figure BDA0002793331400000084
。

Claims (8)

1.一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，它包括：
步骤1、计算动力电池外观检查评价指标；
步骤2、计算动力电池电池健康度评价指标；
步骤3、计算单体电压评价指标；
步骤4、计算整组电压评价指标；
步骤5、计算电池容量评价指标；
步骤6、计算电池状态评价指标；
步骤7、计算电池欧姆内阻评价指标和电池极化电内阻评价指标。
2.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤1所述外观检查评价指标SC的计算方法为：
Figure FDA0002793331390000011
式中n表示整组中电池个数，ai为第i只电池外观检查评价得分值，
Figure FDA0002793331390000012
3.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤2所述计算动力电池电池健康度评价指标SOH的方法为：
Figure FDA0002793331390000013
式中bi为第i只电池健康度评价分值；
Figure FDA0002793331390000021
4.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤3所述计算单体电压评价指标US的方法为：
Figure FDA0002793331390000022
式中，m表示单只电池的电压观测次数，uj表示第j次电压观测值；
Figure FDA0002793331390000025
表示单只电池m次电压平均观测值。
5.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤4所述计算整组电压评价指标UT的方法为：
Figure FDA0002793331390000023
式中USi表示第i只电池的单体电压评价指标值。
6.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤5所述计算电池容量评价指标的方法为：
Figure FDA0002793331390000024
其中Rj、Tj分别表示随机两只电池R、T在第j个观测点的电池容量评价值。
7.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤6所述计算电池状态评价指标的方法为：
Figure FDA0002793331390000031
其中RRj、TTj分别表示随机两只电池RR、TT在第j个观测点的电池荷电状态评价值。
8.根据权利要求1所述的一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法，其特征在于：步骤7所述计算电池欧姆内阻评价指标R0SOC和电池极化电内阻评价指标Rp的计算方法为：
Figure FDA0002793331390000032
式中m表示单只电池的内阻观测次数，R0j表示第j次内阻观测值；
Figure FDA0002793331390000035
表示单只电池m次内阻平均观测值；
Figure FDA0002793331390000033
式中ci为第i只电池极化内阻评价分值
Figure FDA0002793331390000034
CN202011322525.9A 2020-11-23 2020-11-23 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法 Pending CN112505573A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011322525.9A CN112505573A (zh) 2020-11-23 2020-11-23 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011322525.9A CN112505573A (zh) 2020-11-23 2020-11-23 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112505573A true CN112505573A (zh) 2021-03-16

Family

ID=74959314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011322525.9A Pending CN112505573A (zh) 2020-11-23 2020-11-23 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112505573A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035056A (zh) * 2021-11-30 2022-02-11 蜂巢能源(上海)有限公司 一种动力电池性能检测方法、装置和设备
CN114497775A (zh) * 2022-04-14 2022-05-13 东莞市鹏锦机械科技有限公司 一种退役锂电池的梯级利用方法、系统和可读存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104332666A (zh) * 2014-08-28 2015-02-04 国家电网公司 一种退役动力锂电池可用性评价方法
CN106383316A (zh) * 2016-08-30 2017-02-08 郑州轻工业学院 一种梯次利用锂电池性能评价方法
US20170246963A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for battery state-of-health monitoring
CN107785624A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 郑州思辩科技有限公司 一种评估锂电池性能的方法
CN108199109A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 上海应用技术大学 一种退役动力电池包梯次利用的筛选方法
CN108417916A (zh) * 2018-03-29 2018-08-17 国网山东省电力公司枣庄供电公司 考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法
CN109299752A (zh) * 2018-11-30 2019-02-01 济宁市创启信息科技有限公司 一种基于聚类与信息熵的废旧动力电池一致性指标的优选方法
CN109839602A (zh) * 2019-02-02 2019-06-04 爱驰汽车（上海）有限公司 动力电池性能和价值评估方法、装置、电子设备
CN110614236A (zh) * 2019-06-11 2019-12-27 恒大新能源科技集团有限公司 一种退役电池梯次利用的筛选方法
CN111812536A (zh) * 2020-07-06 2020-10-23 安徽恒明工程技术有限公司 一种退役动力电池残值快速评估方法
CN111856284A (zh) * 2020-06-11 2020-10-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种储能电站电池的失效分析方法及装置
CN111948560A (zh) * 2020-07-30 2020-11-17 西安工程大学 基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104332666A (zh) * 2014-08-28 2015-02-04 国家电网公司 一种退役动力锂电池可用性评价方法
US20170246963A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for battery state-of-health monitoring
CN106383316A (zh) * 2016-08-30 2017-02-08 郑州轻工业学院 一种梯次利用锂电池性能评价方法
CN107785624A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 郑州思辩科技有限公司 一种评估锂电池性能的方法
CN108199109A (zh) * 2018-01-16 2018-06-22 上海应用技术大学 一种退役动力电池包梯次利用的筛选方法
CN108417916A (zh) * 2018-03-29 2018-08-17 国网山东省电力公司枣庄供电公司 考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法
CN109299752A (zh) * 2018-11-30 2019-02-01 济宁市创启信息科技有限公司 一种基于聚类与信息熵的废旧动力电池一致性指标的优选方法
CN109839602A (zh) * 2019-02-02 2019-06-04 爱驰汽车（上海）有限公司 动力电池性能和价值评估方法、装置、电子设备
CN110614236A (zh) * 2019-06-11 2019-12-27 恒大新能源科技集团有限公司 一种退役电池梯次利用的筛选方法
CN111856284A (zh) * 2020-06-11 2020-10-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种储能电站电池的失效分析方法及装置
CN111812536A (zh) * 2020-07-06 2020-10-23 安徽恒明工程技术有限公司 一种退役动力电池残值快速评估方法
CN111948560A (zh) * 2020-07-30 2020-11-17 西安工程大学 基于多因子评估模型的锂电池健康状态估算方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035056A (zh) * 2021-11-30 2022-02-11 蜂巢能源(上海)有限公司 一种动力电池性能检测方法、装置和设备
CN114497775A (zh) * 2022-04-14 2022-05-13 东莞市鹏锦机械科技有限公司 一种退役锂电池的梯级利用方法、系统和可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiong Battery management algorithm for electric vehicles
CN104950264B (zh) 测试锂离子电池自放电的方法
Lu et al. A method of cell-to-cell variation evaluation for battery packs in electric vehicles with charging cloud data
CN110085933B (zh) 一种铅蓄电池配组方法
CN103579700A (zh) 一种锂离子电池分选配组方法
CN111366864B (zh) 一种基于固定压升区间的电池soh在线估计方法
CN112505573A (zh) 一种退役动力电池的一致性评价指标计算方法
CN109814043A (zh) 串联结构锂离子电池组一致性可视化评价方法
CN111063951A (zh) 一种锂离子电池自放电筛选及配组的方法
CN111366863B (zh) 一种基于低温循环的锂离子电池寿命加速预判方法
CN113067045A (zh) 一种缩小动力型锂电池组动态压差的配组方法
US20130309554A1 (en) Lead-acid battery with high specific power and specific energy
CN113238158A (zh) 一种检测动力电池包中电芯一致性的方法
CN112993376B (zh) 一种锂离子电池电芯的配组方法
CN115064789A (zh) 一种动力型磷酸铁锂电池配组方法
CN110085898A (zh) 一种软包动力电池配组方法
CN115356633A (zh) 基于双轮车的动力电池短板电芯检测算法
CN113471557A (zh) 一种退役动力电池梯次利用成agv电池的方法
Zhang et al. PSO-LSSVM-based online SOC estimation for simulation substation battery
CN112098856A (zh) 一种变电站蓄电池组续航时间动态测量方法
CN112379277A (zh) 锂离子电池容量的预测方法
CN111679217A (zh) 一种采用soc区间段内库伦效率的电池预警方法及装置
Shi et al. Quantitative Evaluation of Available Capacity of Series Battery Pack Based on Monte Carlo Simulation
CN112958487B (zh) 一种一次锂原电池筛选配组方法
CN115792623A (zh) 一种评估电池安全状态的技术方法

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