CN114384426A - 析锂检测方法、电子设备及电池系统 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种析锂检测方法、电子设备及电池系统,该析锂检测方法包括:获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值;利用目标值,使充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;根据第二数据,确定电化学装置是否析锂。该析锂检测方法能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
Description
技术领域
本公开实施例涉及电化学技术领域,尤其涉及一种析锂检测方法、电子设备及电池系统。
背景技术
锂离子电池具有比能量密度大、循环寿命长、标称电压高、自放电率低、体积小、重量轻等许多优点,在新能源领域具有广泛的应用。
近年随着平板电脑、手机、电动车、储能设备的高速发展,并且由于新能源行业的不断发展,锂离子电池变得越来越重要,市场对锂离子电池的需求也越来越多。但锂离子电池在使用过程中由于副反应、撞击等原因,经常发生析锂,容易造成电池短路产生安全风险,对电池的安全性造成影响。因此,如何准确地检测出锂离子电池是否发生析锂,就成了一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种析锂检测方法、电子设备及电池系统,其能够提高检测锂离子电池是否析锂的准确性。
根据本公开实施例的一方面,提供了一种析锂检测方法,包括:
获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;
根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值;
利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;
根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
根据本公开实施例提供的析锂检测方法,首先通过获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到,再根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着利用目标值,充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
在其中一个实施例中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。本公开实施例中通过获取充电电流大小和占空比的多个候选值,便于对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,和/或,所述占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。本公开实施例中设置多个充电电流大小和/或占空比的候选值,便于后续对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比;所述根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值,包括:将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。本公开实施例中根据多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值作为目标值,有助于后续对电化学装置进行析锂检测时减小充电装置对电化学装置进行充电时其信噪比对析锂检测结果的影响。
在其中一个实施例中,所述第一数据的获得方式包括:利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。本公开实施例中,基于充电电压确定充电参数的候选值相对应的信噪比,从而便于从中选择目标值,以便于后续对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比,包括:确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差;基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。本公开实施例中通过这样确定信噪比,可以将信噪比小于预设信噪比阈值的充电参数的候选值,确定为目标值,以方便后续对电化学装置进行析锂检测时对电化学装置充电。
在其中一个实施例中,所述将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值,包括:如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。本公开实施例中选择充电电流大小最接近后续进行析锂检测的电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值作为目标值,这样能够保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
在其中一个实施例中,所述在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值,包括:如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。本公开实施例中在充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值作为目标值,保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
在其中一个实施例中,所述预定信噪比阈值的取值范围为【10%,20%】。以这一取值范围内的值作为预设信噪比阈值时,之后根据多个候选值中对应的信噪比低于该预定信噪比阈值的候选值作为目标值,有助于后续对电化学装置进行析锂检测时减小充电装置对电化学装置进行充电时其信噪比对析锂检测结果的影响。
在其中一个实施例中,所述利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,包括:如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;和/或,如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。通过这些方式,方便对电化学装置进行第二间歇式充电,能够满足实际需求,因而便于后续进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,所述根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂,包括:基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化;基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。通过这种方式,有效保证和提高确定电化学装置是否析锂的准确性。
在其中一个实施例中,所述基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂,包括方式A1、A2、A3中的至少一个,其中,
所述方式A1包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;
在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂;
所述方式A2包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;
如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂;
所述方式A3包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线;
如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
本公开实施例中通过以上多种可选的判断方式,可以准确确定电化学装置是否析锂。根据本公开实施例的另一方面,提供了一种电池系统,所述电池系统包括处理器、机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器执行所述机器可执行指令时,实现前述的析锂检测方法。
根据本公开实施例的再一方面,提供了一种电子设备,其包括:
第一获取装置、选择装置、第二获取装置和确定装置;其中,
所述第一获取装置用于获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;
所述选择装置用于根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值;
所述第二获取装置用于利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;
所述确定装置用于根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
本公开实施例中的电子设备中,由于其第一获取装置能够获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到选择装置能根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着第二获取装置能够利用目标值,使充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后确定装置能够根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
在其中一个实施例中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。本公开实施例中通过获取充电电流大小和占空比的多个候选值,便于对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,和/或,所述占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。本公开实施例中设置多个充电电流大小和/或占空比的候选值,便于后续对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比;所述选择装置具体用于:将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。本公开实施例中根据多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值作为目标值,有助于后续对电化学装置进行析锂检测时减小充电装置对电化学装置进行充电时其信噪比对析锂检测结果的影响。
在其中一个实施例中,所述第一数据的获得方式包括:利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。本公开实施例中,基于充电电压确定充电参数的候选值相对应的信噪比,从而便于从中选择目标值,以便于后续对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比,包括:确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差;基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。本公开实施例中通过这样确定信噪比,可以将信噪比小于预设信噪比阈值的充电参数的候选值,确定为目标值,以方便后续对电化学装置进行析锂检测时对电化学装置充电。
在其中一个实施例中,所述选择装置具体用于:如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。本公开实施例中选择充电电流大小最接近后续进行析锂检测的电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值作为目标值,这样能够保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
在其中一个实施例中,所述选择装置具体用于:如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。本公开实施例中在充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值作为目标值,保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
在其中一个实施例中,所述预定信噪比阈值的取值范围为【10%,20%】。以这一取值范围内的值作为预设信噪比阈值时,之后根据多个候选值中对应的信噪比低于该预定信噪比阈值的候选值作为目标值,有助于后续对电化学装置进行析锂检测时减小充电装置对电化学装置进行充电时其信噪比对析锂检测结果的影响。
在其中一个实施例中,所述第二获取装置具体用于:如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;和/或,如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。因此方便对电化学装置进行第二间歇式充电,能够满足实际需求,因而便于后续进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,所述确定装置具体用于:基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化;基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。确定装置通过这种方式能够有效保证和提高确定电化学装置是否析锂的准确性。
在其中一个实施例中,所述确定装置具体用于:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线;如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
本公开实施例中确定装置通过以上多种可选的判断方式,可以准确确定电化学装置是否析锂。
由此可见,本公开实施例提供的析锂检测方法、电子设备及电池系统,首先通过获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到,再根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着利用目标值,充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对本公开实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本公开实施例的一个析锂检测方法的步骤流程图。
图2为根据本公开实施例的一个第一数据的获取方式的具体流程图。
图3为根据本公开实施例的一个步骤T2的具体流程图。
图4为根据本公开实施例的一个步骤S104的具体流程图。
图5为根据本公开实施例的一个方式A1的具体流程图。
图6为根据本公开实施例的一个方式A2的具体流程图。
图7为根据本公开实施例的一个方式A3的具体流程图。
图8为根据本公开实施例的一个电子设备的结构框图。
图9为根据本公开实施例的一个充电装置的结构图。
图10为根据本公开实施例的一个电池系统的结构图。
图11为根据本公开实施例的第一间歇式充电的充电电压的波形图。
图12为根据本公开实施例的一个示例的第一曲线的曲线图。
图13为根据本公开实施例的一个示例的第一微分曲线的波形图。
图14为根据本公开实施例的一个示例的第二微分曲线的曲线图。
图15为根据本公开实施例的一种驱动电路的具体电路结构。
图16为根据本公开实施例的一种脉冲生成器的具体电路结构。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本公开实施例中的技术方案,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述,显然,所描述的实施例仅是本公开实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本公开实施例保护的范围。
在下面的描述中,先对本公开实施例中的析锂检测方法、电子设备及电池系统进行具体说明,然后给出本公开实施例中的析锂检测方法的一些相关的实验例,用于说明本公开实施例中提供的析锂检测方法、电子设备及电池系统相对于现有技术的显著优势。
下面先结合附图说明本公开实施例具体实现。
需要说明的是,本公开实施例的内容中,以锂离子电池作为电化学装置的例子来示例性地解释本公开,但是本公开的电化学装置并不仅限于锂离子电池。
根据本公开实施例中的一方面,本公开实施例提供了一种析锂检测方法,如图1所示,该析锂检测方法可以由电池管理系统(BMS)执行,其包括以下步骤S101、S102、S103、S104:
S101:获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到。
本公开实施例中,电子设备1000中的第一获取装置101可以获取预定充电参数的多个候选值。预定充电参数是对电化学装置进行析锂检测时充电的设定参数,例如可以是充电电压大小、充电电流大小、充电电流的占空比、充电功率等等与充电相关的参数,也可以是其中多种参数的组合。
以上的预定充电参数的多个候选值可以是作为程序中的参数固化在程序中存储在BMS中,也可以由BMS从外部存储设备获取。
在其中一个实施例中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。本实施例中通过获取充电电流大小和占空比的多个候选值,便于对电化学装置进行析锂检测。
本公开实施例中,不限制充电电流大小的具体候选值的大小,例如,在其中一个实施例中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,其中,C表示所述电化学装置的1倍充电倍率时的电流。由于充电电流=电池额定容量×充电倍率,因此C的数值等于1倍电池额定容量的数值。例如,电池额定容量为10A,则0.3C代表3A,0.5C代表5A,等等。
显然,充电电流大小的候选值当然也可以是其他取值,例如,0.1C、0.8C、1.8C、2C等等,本实施例中不进行限制,只要能够满足实际需求即可。
本公开实施例中,也不限制充电电流的占空比的具体候选值的大小,例如,在其中一个实施例中,所述充电电流的占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。
本实施例中,占空比,是指脉冲充电电流的一个周期中有效脉冲宽度与整个周期时长的比,显然,占空比的候选值当然也可以是其他取值,例如,0.1、0.3、0.5、0.7、0.9等等,本实施例中不进行限制,只要能够满足实际需求即可。
如上所述充电参数可以是一个参数,也可以是多个参数的组合。当充电参数是一个参数时,所述充电参数的多个候选值是指该参数的多个候选值。当充电参数是多个参数时,所述充电参数的多个候选值是指该多个参数各自的多个候选值的相互组合。例如,充电参数包括充电电流大小和占空比。例如,充电电流大小有2个候选值0.3C和0.5C,占空比有0.4和0.8两种,则可能的组合是(0.3C,0.4),(0.3C,0.8),(0.5C,0.4),(0.5C,0.8)。当然,这只是用于便于理解,而非对本公开实施例中的限制。
本公开实施例中,电子设备1000的第一获取装置101除了获取充电参数的多个候选值还获取每个候选值所对应的第一数据,其中,第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到。
本公开实施例中,应用设备可以是指装载电化学装置进行使用的设备,在电化学装置装载到该应用设备上并正常使用时,电化学装置可以为应用设备供电。举例来说,应用设备如果是手机、PAD等移动终端,电化学装置可以是移动终端的锂离子电池;或者应用设备如果是新能源车,电化学装置可以是新能源车的动力电池。当然这只是示例,而非对本公开实施例中的应用设备的限制。
本公开实施例的电化学装置可以包括至少一个锂离子电池,当包括多个锂离子电池时,这些锂离子电池可以通过串联和/或并联的方式存在于电化学装置中。
本公开实施例中,第一间歇式充电可以是脉冲充电。在脉冲充电时,可以让周期内充电时段的电压为固定值,也可以让周期内充电时段的电流为固定值。
本实施例中,第一数据是指与充电装置自身充电相关的数据,例如可以是充电装置的电压采样误差(记为Verror)、信噪比等。本公开实施例中不进行限制。其中电压采样误差可以是指充电装置的充电芯片本身固有的电压采样误差,对于不同的充电芯片而言,电压采样误差一般不同,例如在一种可选的充电芯片中,可以为5mV,也可以为其他的值,例如8mV、10mV等。另外,信噪比可以通过电压采样误差进行计算。
S102:根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值。
本公开实施例中,电子设备1000的选择装置102根据第一获取装置101获取的多个第一数据从候选值中选择目标值。
目标值也即后续对电化学装置进行析锂检测时进行充电的充电参数值。
在其中一个实施例中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比,则,具体地,则步骤S102包括:将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。
根据多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值作为目标值,有助于后续对电化学装置进行析锂检测时减小充电装置对电化学装置进行充电时其信噪比对析锂检测结果的影响。
本实施例中,预设信噪比阈值可以根据实际情况进行设置,例如可以设置地较小,例如,预设信噪比阈值的取值范围可以为【10%,20%】,当然也可以为其他取值范围,例如【5%,12%】、【18%,25%】等等。
当预设信噪比阈值的取值范围是【10%,20%】时,可以再依据需要进行取预设信噪比阈值的具体数值,例如确定预设信噪比阈值为10%、12%、15%、20%等。
举例来说,如果预设信噪比阈值为15%,同时有两个候选值,若其中一个候选值对应的信噪比为20%,则其高于预设信噪比阈值,因此不能将其作为目标值;若其中另一个候选值对应的信噪比为10%,则其低于预设信噪比阈值,因此可以将其作为目标值。其他情况可以以此类推,本公开实施例中不再进行赘述。
具体地,在其中一个实施例中,前述的S102中“将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值”可以包括:
如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。
举例来说,如果三个候选值对应的信噪比分别为5%,8%和10%,都低于预设信噪比阈值15%,其中前两个候选值对应的电流大小是0.5C,另一个候选值对应的电流大小是0.3C,则前两个候选值对应的电流大小与1C最接近,将前两个候选值作为目标值。
本公开实施例中,选择充电电流大小最接近后续进行析锂检测的电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值作为目标值,保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
在此基础上,在其中一个可选的实施例中,所述“在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值”具体可以包括:
如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。
举例来说,如果三个候选值对应的信噪比分别为5%,8%和10%,都低于预设信噪比阈值15%,其中前两个候选值对应的电流大小是0.5C,另一个候选值对应的电流大小是0.3C,则前两个候选值对应的电流大小与1C最接近。在前两个候选值中,第一个候选值对应的占空比是0.8,第二个则是0.6,则选择第一个候选值作为目标值。
本公开实施例中,在充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值作为目标值,保证后续确定电化学装置是否发生析锂的结果足够准确。
进一步地,由前述,第一数据包括充电装置充电时的信噪比,在其中一个实施例中,参照图2中的流程图,第一数据的获得方式可以包括如下步骤T1和T2:
T1:利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压。
当充电参数是一个参数时,则利用该参数的多个候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压。当充电参数是多个参数时,将多个参数的各候选值进行组合,利用每种候选值的组合,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压。例如,对于如上所述的组合(0.3C,0.4),(0.3C,0.8),(0.5C,0.4),(0.5C,0.8),可以在充电电流大小为0.3C和占空比为0.4的条件下,使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;在充电电流大小为0.3C和占空比为0.8的条件下,使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;在充电电流大小为0.5C和占空比为0.4的条件下,使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;在充电电流大小为0.5C和占空比为0.8的条件下,使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置的情况下进行第一间歇式充电,得到相应充电电压。
T2:基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。
本公开实施例中,基于充电电压确定充电参数的候选值相对应的信噪比,从而便于从中选择目标值,以便于后续对电化学装置进行析锂检测。
在其中一个实施例中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间。举例来说,对第一间歇式充电进行简单说明,其可以是如下的过程:在第一个充电期间进行充电,然后停止充电,间隔一个间断期间后,继续在第二个充电期间进行充电,如此重复,在第一间歇式充电过程中获取相应不同充电参数的候选值所对应的充电电压。
在此基础上,参照图3中的流程图,所述步骤T2,具体包括T21和T22:
T21:确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差。
具体地,可以通过先后获取间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压,计算两者之间的电压差,参照图11,一个间断期间内起始点充电电压(U1)也可以认为是该间断期间前面的充电期间的结束点的充电电压,间断期间的起始点充电电压(U1)和结束点充电电压(U2)之间的电压差ΔV=U1-U2。U1和U2可以通过电池管理系统(BMS)的模拟前端(AFE)进行测量。
T22:基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。
具体地,充电装置的噪声电压可以为前述的充电装置的电压采样误差(记为Verror)。另外,信噪比可以通过电压采样误差进行计算。
具体地,可以将所述电压差与所述噪声电压(也即电压采样误差)的比值作为信噪比,即:信噪比=电压差/噪声电压=(ΔV)/(Verror)。
进一步地,在计算了多个候选值中对应的多个信噪比之后,就可以将信噪比小于预设信噪比阈值的充电参数的候选值,确定为目标值,以方便后续对电化学装置进行析锂检测时对电化学装置充电。
可以理解的是,上述各个举例均为便于理解本实施例,而非对本公开实施例中的限制。
S103:利用所述目标值,使所述充电装置在装载电化学装置的情况下进行第二间歇式充电,得到第二数据。
本公开实施例中,电子设备中的第二获取装置103利用选择装置102得到的充电参数,使充电装置在装载电化学装置的情况下对电化学装置进行第二间歇式充电,以得到第二数据。
本公开实施例对第二间歇式充电中的充电方式没有特别限制,只要能实现本公开实施例目的即可,可以是按周期进行的脉冲充电,也可以是没有固定周期的时而充电时而静置的普通间歇式充电。在脉冲充电时,可以让周期内充电时段的电压为固定值,也可以让周期内充电时段的电流为固定值。
第二间歇式充电的过程可以根据上述对第一间歇式充电的简单说明进行理解,第二间歇式充电也可以包括多个充电期间和多个间断期间,即第二间歇式充电可以是如下过程:例如在第一个充电期间对电化学装置进行充电,然后停止充电,间隔一个间断期间后,继续在第二个充电期间对电化学装置进行充电,如此重复,直至电化学装置充电到一个临界值停止对电化学装置进行充电。
第二数据可以是在间歇式充电时能够反映电化学装置的状态的数据,例如,可以是电化学装置的充电电压、充电电流、内阻、SOC、电化学装置的端电压(即电化学装置正极电压与负极电压的电压差)等数据。
具体地,步骤S103可以包括:如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生所述充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;和/或,
如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。
可以理解的是,智能充电器较为智能,可以根据需要输出不同大小和占空比的充电电流,因此可以使其产生充电参数为选择的目标值的充电电流,对电化学装进行第二间歇式充电,因此相对而言较为方便,智能充电器可以是任意一种合适的智能充电器,本实施例中不进行限制。
而恒流充电器则不像智能充电器一样智能,其只能产生恒流充电电流,无法自行调整充电电流的占空比,也无法自行调整充电电流的大小,因此可以通过利用驱动电路驱动脉冲生成器将恒流充电电流转换为充电参数为该选择的目标值的脉冲电流,以对电化学装进行第二间歇式充电,这样也能满足对电化学装置进行第二间歇式充电的实际需求。
本实施例中不限制驱动电路和脉冲生成器的具体电路结构,且可以是现有的任意合适的驱动电路和脉冲生成器,只要其能够满足需求即可。在本公开的其中一个实施例中,脉冲生成器可以包括开关器件,驱动电路驱动开关器件的导通和关断来生成充电参数为该选择的目标值(即充电电流大小和占空比)的充电电流。开关器件例如可以为MOS管,通过控制驱动电路中MOS管的导通和关断调节将恒流充电电流改变为占空比为该目标值的脉冲电流。当然开关器件也可以为其他类型,例如继电器、三极管、IGBT等等。
作为可选地,本公开提供了一种全新的驱动电路的结构,参照图15,示出了本公开实施例中的一种驱动电路QD,其包括:驱动芯片IC,所述驱动芯片IC包括第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一使能端EN1、第二使能端EN2、第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、电源输入端VDD和接地端GND;
驱动电路QD还包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一方波发生器Y1、第二方波发生器Y2、第一直流电源Z1和第二直流电源Z2,其中,
电源输入端VDD与第一直流电源Z1的正输出端连接,第一直流电源Z1的负输出端接地;
第一输入端IN1与第一电阻器R1的第一端连接,第一电阻器R1的第二端与第一方波发生器Y1的正输出端连接,第一方波发生器Y1的负输出端接地;
第二输入端IN2与第三电阻器R3的第一端连接,第三电阻器R3的第二端与第二方波发生器Y2的正输出端连接,第二方波发生器Y2的负输出端接地;
第一使能端EN1与第二电阻器R2的第一端连接,第二电阻器R2的第二端与第二直流电源Z2的正输出端连接,第二直流电源Z2的负输出端接地;
第二使能端EN2与第四电阻器R4的第一端连接,第四电阻器R4的第二端与第二直流电源Z2的正输出端连接;
第一使能端EN1和第二使能端EN2均与BMS中的MCU连接,以接收MCU发出的使能信号;
第一输出端OUT1与第五电阻器R5的第一端连接,第二输出端OUT2与第六电阻器R6的第一端连接,第五电阻器R5的第二端与第六电阻器R6的第二端连接形成驱动电路QD的驱动信号输出端D。
驱动脉冲生成器MC的驱动信号从驱动电路QD的驱动信号输出端D输出,进入脉冲生成器MC。
作为可选地,本公开还提供了一种脉冲生成器的结构,参照图16,示出了本公开实施例中的一种脉冲生成器MC,其包括:驱动信号输入端X1、充电电流输出端X2、开关器件MOS、第一电容器C1、第二电容器C2、第七电阻器R7、第八电阻器R8、第九电阻器R9、第十电阻器R10、第十一电阻器R11、第十二电阻器R12;
驱动信号输入端X1与驱动电路的驱动信号输出端D连接,驱动信号输入端X1与第七电阻器R7的第一端连接,第七电阻器R7的第二端与开关器件MOS的栅极连接,第八电阻器R8并联在第七电阻器R7的两端,开关器件MOS的源极接地,开关器件MOS的漏极与第九电阻器R9的第一端连接,第九电阻器R9的第二端作为充电电流输出端X2;
第一电容器C1的第一端与开关器件MOS的栅极连接,第一电容器C1的第二端与开关器件MOS的源极连接,第十电阻器R10并联在第一电容器C1的两端;
第二电容器C2的第一端与开关器件MOS的源极连接,第二电容器C2的第二端与第十一电阻器R11的第一端连接,第十一电阻器R11的第二端与开关器件MOS的漏极连接,第十二电阻器R12并联在第十一电阻器R11的两端。
此外,充电时,充电电流输出端X2与电化学装置Z3的正极端连接,第三直流电源Z3的负极端接地。
当充电电流的充电参数为目标值时,就使得电化学装置能够被第二间歇式充电。
在该示例电路结构中,开关器件可以为N型MOS管,而在另一可选实施例中,也可以是P型MOS管,本公开不进行限制。
本公开实施例中不限制驱动芯片IC的类型,示例性地,可以是UCC2752x系列芯片,其为一种双通道、高速、低侧栅极驱动器,能够有效地驱动MOSFET和IGBT等开关器件,保证开关器件导通和关断的稳定性,从而稳定生成充电参数为该选择的目标值(即充电电流大小和占空比)的充电电流。
当然,上述各可选的电路结构(即驱动电路QD、脉冲生成器MC)仅作为一个可选实施方式,而非对本公开实施例中的限制。
S104:根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
本公开实施例中,电子设备1000中的确定装置104根据第二获取模块103获得的第二数据进行分析,最终确定电化学装置是否析锂,从而完成本公开实施例中的析锂检测方法,且能够保证析锂检测结果准确。
具体地,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,参照图4中的流程图,所述步骤S104,包括子步骤S1041和S1042:
S1041:基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化。
可选地,本公开实施例中的充电电压差(记为ΔV)可以是指第二间歇式充电时间断期间起始点的充电电压(记为U1)与间断期间结束点的充电电压(记为U2)之间的电压差(即:ΔV=U1-U2)。U1和U2可以通过电池管理系统(BMS)的模拟前端(AFE)测量。
SOC(State of Charge,荷电状态)是电化学装置的一个重要的参数,其可以指示电化学装置的剩余电量,SOC=0%时可以表示电化学装置电量耗尽,SOC=100%时可以表示电化学装置电量充满。本公开实施例中的间断期间内的SOC,可以是指该间断期间开始时间点所述电化学装置的SOC,也可以指该间断期间结束时间点所述电化学装置的SOC,也可以指该间断期间中心时间点所述电化学装置的SOC,等等。该SOC一般不能直接测量,可以通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小。本公开实施例中SOC的测量可以采用内阻法,内阻法是用不同频率的交流电激励电化学装置,测量电化学装置内部交流电阻,并通过建立的计算模型得到SOC估计值。
对于对电化学装置进行第二间歇式充电的过程中,随充电时间增加,电化学装置的SOC、充电电压差ΔV在第二间歇式充电的每一个间断期间内都会发生变化,电化学装置的充电电压差也由此随着SOC变化,因此各间断期间的SOC和充电电压差都有区别,那么分别以每个间断期间得到的SOC和充电电压差作为横坐标和纵坐标,得到一个点。将各个间断期间得到的点进行拟合处理,得到第一曲线。如图12,其示出了一个示例性的第一曲线Q1。可以理解的是,该曲线图仅用于便于示意性描述和理解本实施例,而不作为对本实施例的限制。
可以理解的是,电化学装置的SOC和充电电压差数据采集的越密集,则得到的SOC和充电电压差的数据对越多,可以得到更加细致的第一曲线。利用数据进行曲线拟合的过程为本领域技术人员所熟知的,本公开实施例对此不做具体限定。
显然,本公开实施例中利用多个间断期间中的SOC与充电电压差得到第一曲线,便于后面确定电化学装置是否析锂的过程中对数据进行处理。
S1042:基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。
由上述S1041已经介绍,第一曲线表示充电电压差随电化学装置的SOC的变化,进一步电子设备的确定装置104可以基于该第一曲线,确定电化学装置是否析锂。
具体地,S1042可以为以下方式A1、A2、A3。
其中第一种方式,参照图5中的流程图,方式A1,具体包括如下步骤SA11、SA12、SA13:
SA11:对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线。
在本实施例中,第一曲线上横坐标为SOC,纵坐标为充电电压差。由于第一曲线表示电化学装置的充电电压差ΔV随电化学装置的SOC的变化,因此对第一曲线进行微分获得的第一微分曲线,也即第一微分曲线为第一曲线的一阶微分曲线,其实际上表示电化学装置的充电电压差随SOC的变化率。
SA12:确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值。
从数学意义上而言,当第一微分曲线同时具有极大值和极小值,则说明第一微分曲线上的原本的平坦区域出现了较明显的起伏变化,即出现了异常降低。根据该极大值和极小值可以便于确定对电化学装置进行析锂检测的结果。
具体地,可参照图13所示,其示出了本实施例中的第一微分曲线D1的曲线图,该第一微分曲线中具有极大值以及极小值。可以理解的是,该曲线图仅用于便于描述和理解本实施例,而不作为对本实施例的限制。
SA13:在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂。
在极大值和极小值都存在时,通过本公开实施例中的SA13中的判断方式可以准确确定电化学装置是否析锂。即如果所述K1<0,K2>0,K3>0,同时成立,则可以确定电化学装置发生析锂,若不成立则确定电化学装置未发生析锂。便于理解地,可参照图13,其示出了一个第一微分曲线D1所对应的L的示意,其中,MAX点为极大值点,MIN点为极小值点,K1为MAX点点与MIN点之间的连线的斜率,K2为MIN点与MIN+L点之间连线的斜率,K3为MAX点与MAX-L点之间连线的斜率,从图13中可以看出K1<0,K2>0,K3>0,可以以此判定此第一微分曲线D1所对应的电化学装置发生析锂。
其中第二种方式,参照图6中的流程图,方式A2,具体包括如下步骤SA21、SA22、SA23:
SA21:对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线。
该步骤SA21与步骤SA11相同,可参照SA11进行理解,本实施例中不再进行赘述。
SA22:确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值。
该步骤SA22与步骤SA12相同,可参照SA12进行理解,本实施例中不再进行赘述。
SA23:如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂。
极大值和极小值是第一微分曲线上连续出现的极值且极小值对应的SOC大于极大值对应的SOC,即在第一微分曲线上,极大值点比极小值点更早出现,沿横轴方向极小值点位于极大值点的右侧。通过本公开实施例中的SA23中的判断方式也可以准确确定电化学装置是否析锂。
其中第三种方式,参照图7中的流程图,方式A3,具体包括如下步骤SA31、SA32、SA33:
SA31:对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线。
该步骤SA31与步骤SA11相同,可参照SA11进行理解,本实施例中不再进行赘述。
SA32:对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线。
由于第一曲线表示充电电压差随电化学装置的SOC的变化,因此对第一曲线进行微分(即一阶微分)获得的第一微分曲线,实际上表示电化学装置的充电电压差随SOC的变化率,第二微分曲线是第一微分曲线的微分曲线,也即第二微分曲线是第一曲线的二阶微分曲线,因此可以通过一阶微分曲线(即第一微分曲线)与二阶微分曲线(即第二微分曲线)之间的性质来进一步确定电化学装置是否析锂。
SA33:如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
如图14,其示出了一个示例性的第二微分曲线D2,其有两个过零点,即第一过零点G1和第二过零点G2,第一过零点和第二过零点即第二微分曲线在其坐标系内的两个与横轴(即表示SOC的轴)的交点,由于横轴对应的纵坐标为0,因此,与横轴的交点叫做过零点。可以理解的是,该曲线图仅用于便于描述和理解本实施例,而不作为对本实施例的限制。
可以理解的是,左侧、右侧是指第二微分曲线上某一点沿横轴方向的左侧和右侧。第二微分曲线上有第一过零点和第二过零点且第二微分曲线在第一过零点的左侧为正右侧为负,在第二过零点的左侧为负右侧为正,可以说明第一微分曲线上存在极大值和极小值,且极小值位于极大值的右侧。通过本公开实施例中的SA33中的判断方式也可以准确确定电化学装置是否析锂。
当然也可以是其它方式根据第二数据确定电化学装置是否析锂,本公开实施例中不进行限制,上述方式A1、A2、A3仅作为一些可选实施方式,而非对本公开实施例的限制。
此外,为了进一步提高本公开实施例中的析锂检测方法检测电化学装置是否析锂的准确性,在其中一个实施例中,本公开实施例中步骤中SA11、SA21、SA31具体包括:对所述第一曲线进行降噪和平滑处理;对降噪和平滑后的第一曲线进行微分。对降噪和平滑后的第一曲线进行微分这样可以有效减小对第一曲线进行微分后得到的第一微分曲线的噪声和毛刺,使对电化学装置进行析锂检测的结果更加准确。
其中,降噪处理可以采用相关技术中的任一种合适的降噪处理算法,本公开实施例中不进行限制,例如在其中一个实施例中可以是中值滤波处理算法。中值滤波处理算法的具体流程可以参照相关技术,不再赘述。
其中,平滑处理可以采用相关技术中的任一种合适的平滑处理算法,本公开实施例中不进行限制,例如在其中一个实施例中可以是移动平均平滑处理算法。移动平均平滑处理算法的具体流程可以参照相关技术,不再赘述。
需要说明的是,上述说明仅示出了本公开实施例中的析锂检测方法的一些可选的实施方式,本公开实施例中的析锂检测方法还可以有更多的发散性实施例,对此本公开实施例中均不进行限制。
由此可见,本公开实施例中的析锂检测方法中,首先通过获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到,再根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着利用目标值,充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
根据本公开实施例中的另一方面,参照图8,本公开实施例提供了一种电子设备1000,其包括:第一获取装置101、选择装置102、第二获取装置103和确定装置104;其中,
所述第一获取装置101用于获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;
所述选择装置102用于根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值;
所述第二获取装置103用于利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;
所述确定装置104用于根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
本公开实施例的电子设备1000中可以包括电化学装置。示例性地,该电子设备1000可以是新能源车、移动电话、平板电脑等内置锂离子电池、具有数据处理能力的设备。本公开实施例对第一获取装置101、选择装置102、第二获取装置103和确定装置104的结构没有特别限制,只要能够实现相应功能即可。
在其中一个实施例中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。
在其中一个实施例中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,和/或,所述占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。
在其中一个实施例中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比;所述选择装置102具体用于:将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。
在其中一个实施例中,所述第一数据的获得方式包括:
利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。
在其中一个实施例中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第一获取装置101具体用于:
确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差;基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。
在其中一个实施例中,所述选择装置102具体用于:如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。
在其中一个实施例中,所述选择装置102具体用于:如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。
在其中一个实施例中,所述预定信噪比阈值的取值范围为【10%,20%】。
在其中一个实施例中,所述第二获取装置103具体用于:
如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生所述充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;和/或,如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。
在其中一个实施例中,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,所述确定装置104具体用于:
基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化;基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。
在其中一个实施例中,所述确定装置104具体用于:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线;如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
本公开实施例中的电子设备1000可用于实现前述多个方法实施例中相应的析锂检测方法,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。此外,本实施例的电子设备1000中的各个装置的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述,在此亦不再赘述。
本公开实施例中的电子设备1000中,由于其第一获取装置101能够获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到选择装置102能根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着第二获取装置103能够利用目标值,使充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后确定装置104能够根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
根据本公开实施例中的再一方面,本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一析锂检测方法。
根据本公开实施例中的再一方面,本公开实施例提供了一种充电装置,如图9所示,该充电装置200包括处理器201和机器可读存储介质202,该充电装置200还可以包括充电电路模块203、接口204、电源接口205、整流电路206。其中,充电电路模块203用于接收处理器201发出的指令,对锂离子电池2000(即电化学装置)进行第二间歇式充电;充电电路模块203还可以获取锂离子电池2000的相关参数,并将其发送至处理器201;接口204用于与锂离子电池2000电连接,以将锂离子电池2000连接到充电装置200上;电源接口205用于与外部电源连接;整流电路206用于对输入电流进行整流;机器可读存储介质202存储有能够被处理器执行的机器可执行指令,处理器201执行机器可执行指令时,实现上述任一实施方案所述的析锂检测方法步骤。
根据本公开实施例中的再一方面,本公开实施例还提供了一种电池系统,如图10所示,该电池系统300包括第二处理器301和第二机器可读存储介质302,该电池系统300还可以包括充电电路模块303、锂离子电池304(即电化学装置)以及第二接口305。其中,充电电路模块303用于接收第二处理器301发出的指令,对电化学装置进行第二间歇式充电;充电电路模块303还可以获取锂离子电池304(即电化学装置)的相关参数,并将其发送至第二处理器301。第二接口305用于与外部充电器400的接口连接;外部充电器400用于提供电力;第二机器可读存储介质302存储有能够被处理器执行的机器可执行指令,第二处理器301执行机器可执行指令时,实现上述任一实施方案所述的析锂检测方法步骤。外部充电器400可以包括第一处理器401、第一机器可读存储介质402、第一接口403及相应的整流电路,该外部充电器可以是市售充电器,本公开实施例对其结构不做具体限定。
根据本公开实施例中的再一方面,本公开实施例还提供了一种电子设备,其包括上述的电池系统。
机器可读存储介质可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
对于电子设备/电池系统实施例而言,由于其基本相似于上述析锂检测方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见上述析锂检测方法实施例的部分说明即可。
下面对本公开实施例中的一些实验例进行具体说明,通过这些实验例,可以更方便且明确地看出本公开实施例中提供的析锂检测方法、电子设备及电池系统相对于现有技术的显著优势。应当理解,该实验例和对比例并非对本公开实施例中的限制。
一、实验例
【实验例1】
<实验过程>
实验环境温度为25℃,取100个充电装置(充电芯片的电压采样误差均为5mV),取共1600个型号相同的锂离子电池(电池容量4Ah,充电初始SOC为10%)进行实验,设置预设信噪比阈值为15%。
实验时,预定充电参数为充电电流大小和占空比,并且充电参数的候选值中,充电电流大小分别为0.3C、0.5C、1C、1.5C,占空比为0.2、0.4、0.6、0.8,将这些候选值进行组合,获得16个充电参数组合,为便于表示,在此将其记为“(充电电流大小,占空比)”的形式,即:
(0.3C,0.2)、(0.3C,0.4)、(0.3C,0.6)、(0.3C,0.8)、
(0.5C,0.2)、(0.5C,0.4)、(0.5C,0.6)、(0.5C,0.8)、
(1C,0.2)、(1C,0.4)、(1C,0.6)、(1C,0.8)、
(1.5C,0.2)、(1.5C,0.4)、(1.5C,0.6)、(1.5C,0.8)。
进一步本实验例1采取如下实验过程进行:
取100个相同型号的充电装置对1600个相同型号的锂离子电池进行实验。先依据上述方法实施例的方法进行第一间歇式充电以确定上述16个候选充电参数组合中的目标值;将1600个锂离子电池随机分成100组,每组锂离子电池共16个,每1个充电装置对应1组锂离子电池,每1个充电装置分别以随机顺序用不同充电参数对其对应的该组的16个锂离子电池进行第二间歇式充电,并依据上述方法实施例中的方法确定锂离子电池的析锂结果,记录16*100个锂离子电池的析锂检测结果,之后拆开锂离子电池外壳,查看实际是否析锂,记录所有数据。
<实验结果>
实验例1中,获得如下结果:
<实验结果1.1>
目标值为:(1C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此目标值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:43个;
其中,实际发生析锂的数量:43个,实际未发生析锂的数量:0个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:57个;
其中,实际未发生析锂的数量:57个,实际发生析锂的数量:0个;
目标值所对应的,
析锂检测的准确率为:(43+57)/(43+57)=100%;析锂检测的误判率为:(0+0)/(43+57)=0%。
<实验结果1.2>
充电参数为:(1C,0.6),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:53个;
其中,实际发生析锂的数量:50个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:47个;
其中,实际未发生析锂的数量:46个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(50+46)/(53+47)=96%;析锂检测的误判率为:(3+1)/(53+47)=4%。
<实验结果1.3>
充电参数为:(1C,0.4),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:52个;
其中,实际发生析锂的数量:48个,实际未发生析锂的数量:4个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:48个;
其中,实际未发生析锂的数量:47个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(48+47)/(52+48)=95%;析锂检测的误判率为:(4+1)/(52+48)=5%。
<实验结果1.4>
充电参数为:(1C,0.2),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:49个;
其中,实际发生析锂的数量:49个,实际未发生析锂的数量:0个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:51个;
其中,实际未发生析锂的数量:45个,实际发生析锂的数量:6个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(49+45)/(49+51)=94%;析锂检测的误判率为:(0+6)/(49+51)=6%。
<实验结果1.5>
充电参数为:(1.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:55个;
其中,实际发生析锂的数量:54个,实际未发生析锂的数量:1个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:45个;
其中,实际未发生析锂的数量:41个,实际发生析锂的数量:4个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(54+41)/(55+45)=95%;析锂检测的误判率为:(1+4)/(55+45)=5%。
<实验结果1.6>
充电参数为:(0.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:53个;
其中,实际发生析锂的数量:52个,实际未发生析锂的数量:1个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:47个;
其中,实际未发生析锂的数量:45个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(52+45)/(53+47)=97%;析锂检测的误判率为:(1+2)/(53+47)=3%。
<实验结果1.7>
充电参数为:(0.3C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:55个;
其中,实际发生析锂的数量:52个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析锂的锂电池数量:45个;
其中,实际未发生析锂的数量:44个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(52+44)/(55+45)=96%;析锂检测的误判率为:(3+1)/(55+45)=4%。
将以上实验数据和结果列表如下表1:
表1
【实验例2】
<实验过程>
实验例2与实验例1中相比其余条件均不变,将预定信噪比阈值调整为20%进行实验。其余实验过程除预定信噪比阈值不同外,全部与实验例1相同。
<实验结果>
此实验例中,目标值为:(0.5C,0.8),可参照实验例1的方式计算析锂检测准确率和误判率。具体地:
<实验结果2.1>
目标值为:(0.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此目标值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:45个;
其中,实际发生析锂的数量:44个,实际未发生析锂的数量:1个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:55个;
其中,实际未发生析锂的数量:54个,实际发生析锂的数量:1个;
目标值所对应的,
析锂检测的准确率为:(44+54)/(45+55)=98%;析锂检测的误判率为:(1+1)/(45+55)=2%。
<实验结果2.2>
充电参数为:(0.5C,0.6),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:56个;
其中,实际发生析锂的数量:53个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:44个;
其中,实际未发生析锂的数量:43个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(53+43)/(56+44)=96%;析锂检测的误判率为:(3+1)/(56+44)=4%。
<实验结果2.3>
充电参数为:(0.5C,0.4),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:57个;
其中,实际发生析锂的数量:55个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:43个;
其中,实际未发生析锂的数量:41个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(55+41)/(57+43)=96%;析锂检测的误判率为:(2+2)/(57+43)=4%。
<实验结果2.4>
充电参数为:(0.5C,0.2),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:42个;
其中,实际发生析锂的数量:41个,实际未发生析锂的数量:1个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:58个;
其中,实际未发生析锂的数量:54个,实际发生析锂的数量:4个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(41+54)/(42+58)=95%;析锂检测的误判率为:(1+4)/(42+58)=5%。
<实验结果2.5>
充电参数为:(1.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:48个;
其中,实际发生析锂的数量:48个,实际未发生析锂的数量:0个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:52个;
其中,实际未发生析锂的数量:48个,实际发生析锂的数量:4个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(48+48)/(48+52)=96%;析锂检测的误判率为:(0+4)/(48+52)=4%。
<实验结果2.6>
充电参数为:(1C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:50个;
其中,实际发生析锂的数量:47个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:50个;
其中,实际未发生析锂的数量:48个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(47+48)/(50+50)=95%;析锂检测的误判率为:(3+2)/(50+50)=5%。
<实验结果2.7>
充电参数为:(0.3C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:36个;
其中,实际发生析锂的数量:32个,实际未发生析锂的数量:4个;
②检测结果为未发生析锂的锂电池数量:64个;
其中,实际未发生析锂的数量:63个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(32+63)/(36+64)=95%;析锂检测的误判率为:(3+1)/(36+64)=5%。
另外,按照实验例1中将实验例2的一些实验数据和结果进行列表如下表2:
表2
【实验例3】
<实验过程>
实验例3与实验例1中相比其余条件均不变,将锂离子电池的型号改变为另一种锂电池型号(实验例1中为电池容量4Ah,充电初始SOC为10%,实验例3改变为电池容量10Ah,充电初始SOC为10%)进行实验。其余实验过程除锂离子电池的型号不同外,全部与实验例1相同。
<实验结果>
此实验例中,目标值为:(1.5C,0.8),可参照实验例1的方式计算析锂检测准确率和误判率。具体地:
<实验结果3.1>
目标值为:(1.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此目标值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:60个;
其中,实际发生析锂的数量:60个,实际未发生析锂的数量:0个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:40个;
其中,实际未发生析锂的数量:40个,实际发生析锂的数量:0个;
目标值所对应的,
析锂检测的准确率为:(60+40)/(60+40)=100%;析锂检测的误判率为:(0+0)/(60+40)=0%。
<实验结果3.2>
充电参数为:(1.5C,0.6),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:41个;
其中,实际发生析锂的数量:40个,实际未发生析锂的数量:1个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:59个;
其中,实际未发生析锂的数量:57个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(40+57)/(41+59)=97%;析锂检测的误判率为:(1+2)/(41+59)=3%。
<实验结果3.3>
充电参数为:(1.5C,0.4),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:48个;
其中,实际发生析锂的数量:46个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:52个;
其中,实际未发生析锂的数量:50个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(46+50)/(48+52)=96%;析锂检测的误判率为:(2+2)/(48+52)=4%。
<实验结果3.4>
充电参数为:(1.5C,0.2),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:67个;
其中,实际发生析锂的数量:60个,实际未发生析锂的数量:7个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:33个;
其中,实际未发生析锂的数量:33个,实际发生析锂的数量:0个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(60+33)/(67+33)=93%;析锂检测的误判率为:(7+0)/(67+33)=5%。
<实验结果3.5>
充电参数为:(1C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:53个;
其中,实际发生析锂的数量:51个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:47个;
其中,实际未发生析锂的数量:45个,实际发生析锂的数量:2个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(51+45)/(53+47)=96%;析锂检测的误判率为:(2+2)/(53+47)=4%。
<实验结果3.6>
充电参数为:(0.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:55个;
其中,实际发生析锂的数量:53个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:45个;
其中,实际未发生析锂的数量:42个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(53+42)/(55+45)=95%;析锂检测的误判率为:(2+3)/(55+45)=5%。
<实验结果3.7>
充电参数为:(0.3C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:38个;
其中,实际发生析锂的数量:33个,实际未发生析锂的数量:5个;
②检测结果为未发生析锂的锂电池数量:62个;
其中,实际未发生析锂的数量:61个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(33+61)/(38+62)=94%;析锂检测的误判率为:(5+1)/(38+62)=6%。
另外,按照实验例1中将实验例3的一些实验数据和结果进行列表如下表3:
表3
【实验例4】
<实验过程>
实验例4与实验例1中相比其余条件均不变,将预定信噪比阈值调整为5%进行实验。其余实验过程除预定信噪比阈值不同外,全部与实验例1相同。
<实验结果>
此实验例中,目标值为:(1C,0.8),可参照实验例1的方式计算析锂检测准确率和误判率。具体地:
<实验结果4.1>
目标值为:(1C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此目标值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:48个;
其中,实际发生析锂的数量:44个,实际未发生析锂的数量:4个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:52个;
其中,实际未发生析锂的数量:51个,实际发生析锂的数量:1个;
目标值所对应的,
析锂检测的准确率为:(44+51)/(48+52)=95%;析锂检测的误判率为:(4+1)/(48+52)=5%。
<实验结果4.2>
充电参数为:(1C,0.6),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:60个;
其中,实际发生析锂的数量:57个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:40个;
其中,实际未发生析锂的数量:37个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(57+37)/(60+40)=94%;析锂检测的误判率为:(3+3)/(60+40)=6%。
<实验结果4.3>
充电参数为:(1C,0.4),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:46个;
其中,实际发生析锂的数量:44个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:54个;
其中,实际未发生析锂的数量:50个,实际发生析锂的数量:4个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(44+50)/(46+54)=94%;析锂检测的误判率为:(2+4)/(46+54)=6%。
<实验结果4.4>
充电参数为:(1C,0.2),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:58个;
其中,实际发生析锂的数量:53个,实际未发生析锂的数量:5个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:42个;
其中,实际未发生析锂的数量:39个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(53+39)/(58+42)=92%;析锂检测的误判率为:(5+3)/(58+42)=8%。
<实验结果4.5>
充电参数为:(1.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:38个;
其中,实际发生析锂的数量:35个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:62个;
其中,实际未发生析锂的数量:58个,实际发生析锂的数量:4个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(35+58)/(38+62)=93%;析锂检测的误判率为:(3+4)/(38+62)=7%。
<实验结果4.6>
充电参数为:(0.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:51个;
其中,实际发生析锂的数量:48个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:49个;
其中,实际未发生析锂的数量:44个,实际发生析锂的数量:5个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(48+44)/(51+49)=92%;析锂检测的误判率为:(3+5)/(51+49)=8%。
<实验结果4.7>
充电参数为:(0.3C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:57个;
其中,实际发生析锂的数量:50个,实际未发生析锂的数量:7个;
②检测结果为未发生析锂的锂电池数量:43个;
其中,实际未发生析锂的数量:43个,实际发生析锂的数量:0个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(50+43)/(57+43)=93%;析锂检测的误判率为:(7+0)/(57+43)=7%。
另外,按照实验例1中将实验例4的一些实验数据和结果进行列表如下表4:
表4
【实验例5】
<实验过程>
实验例5与实验例1中相比其余条件均不变,将预定信噪比阈值调整为25%进行实验。其余实验过程除预定信噪比阈值不同外,全部与实验例1相同。
<实验结果>
此实验例中,目标值为:(1.5C,0.8),可参照实验例1的方式计算析锂检测准确率和误判率。具体地:
<实验结果5.1>
目标值为:(1.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此目标值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:63个;
其中,实际发生析锂的数量:60个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:37个;
其中,实际未发生析锂的数量:36个,实际发生析锂的数量:1个;
目标值所对应的,
析锂检测的准确率为:(60+36)/(63+37)=96%;析锂检测的误判率为:(3+1)/(63+37)=4%。
<实验结果5.2>
充电参数为:(1.5C,0.6),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:39个;
其中,实际发生析锂的数量:34个,实际未发生析锂的数量:5个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:61个;
其中,实际未发生析锂的数量:61个,实际发生析锂的数量:0个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(34+61)/(39+61)=95%;析锂检测的误判率为:(5+0)/(39+61)=5%。
<实验结果5.3>
充电参数为:(1.5C,0.4),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:52个;
其中,实际发生析锂的数量:50个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:48个;
其中,实际未发生析锂的数量:45个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(50+45)/(52+48)=95%;析锂检测的误判率为:(2+3)/(52+48)=5%。
<实验结果5.4>
充电参数为:(1.5C,0.2),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:31个;
其中,实际发生析锂的数量:31个,实际未发生析锂的数量:0个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:69个;
其中,实际未发生析锂的数量:62个,实际发生析锂的数量:7个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(31+69)/(31+69)=93%;析锂检测的误判率为:(0+7)/(31+69)=7%。
<实验结果5.5>
充电参数为:(1C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:51个;
其中,实际发生析锂的数量:49个,实际未发生析锂的数量:2个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:49个;
其中,实际未发生析锂的数量:46个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(49+46)/(51+49)=95%;析锂检测的误判率为:(2+3)/(51+49)=5%。
<实验结果5.6>
充电参数为:(0.5C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:50个;
其中,实际发生析锂的数量:47个,实际未发生析锂的数量:3个;
②检测结果为未发生析的锂电池数量:50个;
其中,实际未发生析锂的数量:47个,实际发生析锂的数量:3个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(47+47)/(50+50)=94%;析锂检测的误判率为:(3+3)/(50+50)=6%。
<实验结果5.7>
充电参数为:(0.3C,0.8),上述实验中共对100个锂电池以此值进行析锂检测,其中结果如下:
①检测结果为发生析锂的锂电池数量:45个;
其中,实际发生析锂的数量:40个,实际未发生析锂的数量:5个;
②检测结果为未发生析锂的锂电池数量:55个;
其中,实际未发生析锂的数量:54个,实际发生析锂的数量:1个;
其所对应的,
析锂检测的准确率为:(40+54)/(45+55)=94%;析锂检测的误判率为:(5+1)/(45+55)=6%。
另外,按照实验例1中将实验例5的一些实验数据和结果进行列表如下表5:
表5
二、结果分析
现在根据上述各实验例的实验结果分析实验结论,上述实验中随机将锂离子电池分组,每个充电装置按随机顺序对锂离子电池进行充电,且重复多次进行汇总,因此排除了实验时的偶然性,分析实验结论具体如下:
A:由实验例1中的实验数据1.1-1.7之间对比可以看出,目标值所对应析锂检测的准确率(100%),高于其他任一充电参数候选值所对应的析锂检测的准确率。
B:由实验例1、实验例2中的各组实验数据综合实验例4、实验5中的各组实验数据可以看出,实验例1和实验例2中的预设信噪比阈值均处于【10%,20%】,其中实验例1为15%,实验例2为20%,其各自目标值所对应的析锂检测的准确率(实验例1为100%、实验例2为98%)均大于预设信噪比阈值不处于【10%,20%】范围内的实验例4和实验例5的目标值所对应的析锂检测的准确率(实验例4和实验例5的预设信噪比阈值分别为5%和25%,目标值析锂检测准确率分别为95%和96%,均低于100%和98%)。因此预设信噪比阈值取值范围为【10%,20%】时,相对于其他取值范围,析锂检测的准确性更好。
C:由实验例2中的各组实验数据综合实验例1可以看出,预设信噪比阈值取15%所确定的目标值所对应的析锂检测的准确率(100%),高于其他预设信噪比阈值(例如实验例2中取20%)时所确定的目标值所对应的析锂检测的准确率(98%)。同时可以看出在预设信噪比阈值取值范围为【10%,20%】时,预设信噪比阈值为15%时析锂检测更为准确。
D:由实验例3中的各组实验数据综合实验例1可以看出,对于不同型号的锂离子电池(即电化学装置),本公开实施例中的析锂检测方法可以保持对电化学装置析锂检测时的准确性,其中,目标值所对应的析锂检测的准确率(100%),高于其他任一充电参数候选值所对应的析锂检测的准确率。
此外,在后续进行的多次重复实验中证明,均可以很好地符合上述实验结论A、B、C、D。
可以理解的是,上述实验例仅作为本公开实施例中的一些示例的实验例,而非对本公开实施例中的析锂检测方法的限制。
由此可见,本公开实施例中的析锂检测方法中,首先通过获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到,再根据各第一数据,从多个候选值中选择目标值,接着利用目标值,充电装置对装载到应用设备上的电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据,最后根据第二数据确定电化学装置是否析锂,从而能够有效地对电化学装置进行析锂检测,且可以保证确定电化学装置是否析锂的准确性,也便于及时对电化学装置进行处理以保证电化学装置的安全使用。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (25)
1.一种析锂检测方法,包括:
获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;
根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值;
利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;
根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
2.根据权利要求1所述的析锂检测方法,其中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的析锂检测方法,其中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,和/或,所述占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。
4.根据权利要求1所述的析锂检测方法,其中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比;
所述根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值,包括:
将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。
5.根据权利要求4所述的析锂检测方法,其中,所述第一数据的获得方式包括:
利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;
基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。
6.根据权利要求5所述的析锂检测方法,其中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比,包括:
确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差;
基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。
7.根据权利要求4所述的析锂检测方法,其中,所述将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值,包括:
如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。
8.根据权利要求7所述的析锂检测方法,其中,所述在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值,包括:
如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。
9.根据权利要求4所述的析锂检测方法,其中,所述预定信噪比阈值的取值范围为【10%,20%】。
10.根据权利要求1所述的析锂检测方法,其中,所述利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,包括:
如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;
和/或,
如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。
11.根据权利要求1所述的析锂检测方法,其中,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,所述根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂,包括:
基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化;
基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。
12.根据权利要求11所述的析锂检测方法,其中,所述基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂,包括方式A1、A2、A3中的至少一个,其中,
所述方式A1包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;
在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂;
所述方式A2包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;
如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂;
所述方式A3包括:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;
对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线;
如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
13.一种电池系统,包括处理器、机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器执行所述机器可执行指令时,实现权利要求1-12任一项所述的方法。
14.一种电子设备,包括:第一获取装置、选择装置、第二获取装置和确定装置;其中,
所述第一获取装置用于获取预定充电参数的多个候选值以及每个候选值所对应的第一数据,其中,所述第一数据在充电装置按照与该第一数据相对应的所述候选值对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电时得到;
所述选择装置用于根据各所述第一数据,从所述多个候选值中选择目标值;
所述第二获取装置用于利用所述目标值,使所述充电装置对装载到所述应用设备上的所述电化学装置进行第二间歇式充电,得到第二数据;
所述确定装置用于根据所述第二数据,确定所述电化学装置是否析锂。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其中,所述预定充电参数包括充电电流大小和占空比中的至少一个。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其中,所述充电电流大小的候选值包括0.3C、0.5C、1C和1.5C,和/或,所述占空比的候选值包括0.2、0.4、0.6、0.8。
17.根据权利要求14所述的电子设备,其中,所述第一数据包括所述充电装置充电时的信噪比;所述选择装置具体用于:
将所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值,作为目标值。
18.根据权利要求17所述的电子设备,其中,所述第一数据的获得方式包括:
利用每个所述候选值,分别使充电装置对未装载到应用设备上的电化学装置进行第一间歇式充电,得到相应充电电压;
基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比。
19.根据权利要求18所述的电子设备,其中,所述第一间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述基于所述充电电压,确定所述候选值对应的信噪比,包括:
确定所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的电压差;
基于所述电压差和所述充电装置对应的噪声电压,确定所述信噪比。
20.根据权利要求17所述的电子设备,其中,所述选择装置具体用于:如果所述多个候选值中对应的信噪比低于预定信噪比阈值的候选值有多个,在所述信噪比低于预定信噪比阈值的候选值中选择充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值,作为目标值。
21.根据权利要求20所述的电子设备,其中,所述选择装置具体用于:如果所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值有多个,在所述充电电流大小最接近所述电化学装置在一倍充电倍率时的充电电流大小的候选值中选择占空比最大的候选值,作为目标值。
22.根据权利要求17所述的电子设备,其中,所述预定信噪比阈值的取值范围为【10%,20%】。
23.根据权利要求14所述的电子设备,其中,所述第二获取装置具体用于:
如果所述充电装置是智能充电器,利用所述智能充电器产生充电参数为所述目标值的电流,以所述电流给所述电化学装置进行第二间歇式充电;
和/或,
如果所述充电装置是恒流充电器,利用驱动电路驱动脉冲生成器产生所述充电参数为所述目标值的脉冲电流,以所述脉冲电流通过恒流充电器给所述电化学装置进行第二间歇式充电。
24.根据权利要求14所述的电子设备,其中,所述第二间歇式充电包括多个充电期间以及多个间断期间,所述第二数据包括充电电压差和所述电化学装置的SOC,所述充电电压差为所述间断期间的起始点充电电压和结束点充电电压之间的差,所述确定装置具体用于:
基于各间断期间的充电电压差和所述SOC,得到第一曲线,所述第一曲线表示所述充电电压差随所述SOC的变化;
基于所述第一曲线,确定所述电化学装置是否析锂。
25.根据权利要求24所述的电子设备,其中,所述确定装置具体用于:
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;在所述极大值和所述极小值都存在的情况下,设所述极大值对应的SOC与极大值对应的SOC的差为L,在第一曲线上极大值和极小值的点之间作一条直线,斜率为K1;在第一曲线上极小值对应的SOC+L所对应的点、以及极小值的点之间作一条直线,斜率为K2;在第一曲线上极大值对应的SOC-L所对应的点、以及极大值的点之间作一条直线,斜率为K3,如果K1<0,K2>0,K3>0,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;确定所述第一微分曲线是否具有极大值和极小值;如果所述极大值和所述极小值都存在、所述极大值和所述极小值是所述第一微分曲线上连续出现的极值、且所述极小值对应的SOC大于所述极大值对应的SOC,则确定所述电化学装置析锂;
或者,
对所述第一曲线进行微分,得到第一微分曲线;对所述第一微分曲线进行微分,得到第二微分曲线;如果所述第二微分曲线存在第一过零点和第二过零点,且所述第二微分曲线在第一过零点的左侧为正,右侧为负,在第二过零点的左侧为负,右侧为正,则确定所述电化学装置析锂。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117907862A (zh) * | 2024-03-20 | 2024-04-19 | 青岛艾诺仪器有限公司 | 一种电池微短路检测方法 |
CN117907862B (zh) * | 2024-03-20 | 2024-06-11 | 青岛艾诺仪器有限公司 | 一种电池微短路检测方法 |
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