WO2016029392A1

WO2016029392A1 - 电池老化程度的检测方法和装置

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Publication number: WO2016029392A1
Application number: PCT/CN2014/085341
Authority: WO
Inventors: 时锐; 迟忠君; 张宝群; 马龙飞; 焦然; 宫成; 陈艳霞; 范刘洋; 汪可友
Original assignee: 国家电网公司; 国网北京市电力公司
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN105445663B; CN105445663A

Abstract

一种电池老化程度的检测方法和装置。其中，电池老化程度的检测方法包括：对第一电池进行测试，得到第一电池参数（S102），其中，第一电池为全新电池；对第二电池进行测试，得到第二电池参数（S104），其中，第二电池为完全老化的电池；对第三电池进行测试，得到第三电池参数（S106），其中，第三电池为待测试电池，第一电池、第二电池和第三电池为相同电池，并且第三电池的老化程度和第二电池的老化程度不相同；以及利用第一电池参数、第二电池参数和第三电池参数计算第三电池的老化程度（S108）。通过该检测方法，解决了现有技术中对电池老化程度检测不准确的问题，进而达到了准确地对电池老化程度进行检测的效果。

Description

电池老化程度的检测方法和装置技术领域本发明涉及测量领域，具体而言，涉及一种电池老化程度的检测方法和装置。背景技术锂离子电池循环寿命长，比容量大，自放电率小，无记忆特性等优点，成电池的研究热点。在实际应用中，经常需要对锂离子电池的老化程度进行检测。对于老化水平达到或接近寿命极限的锂离子电池应该及时进行更换，否则，可能对整个应用造成危险。电池的老化水平，经常用电池健康状态（State of Health, 以下简称 SOH) 作为标致。 SOH被定义为电池的实际容量与标称容量的比值。传统测量电池 SOH的方法有完全放电法，需要对电池进行完全充放电操作来测量电池实际容量，不仅耗费时间，而且测量方法本身加剧了电池的老化。采用内阻测量来进行 SOH估计的方法有直接放电法等。直接放电法对设备要求较高，而且测量结果难以对欧姆内阻和极化内阻进行区分。实际上，电池的内阻分为欧姆内阻和极化内阻，而能够直接反映电池老化水平的是欧姆内阻。同时，直接放电法测量得到的内阻参数同时受到电池荷电状态 (State of Charge, 以下简称 SOC)的影响，对老化程度的反应不够准确。针对相关技术中对电池老化程度检测不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。发明内容本发明的主要目的在于提供一种电池老化程度的检测方法和装置，以解决现有技术中对电池老化程度检测不准确的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种电池老化程度的检测方法。根据本发明的电池老化程度的检测方法包括：对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，所述第一电池为全新电池；对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，所述第二电池为完全老化的电池；对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，所述第三电池为待测试电池，所述第一电池、所述第二电池和所述第三电池为相同电池，并且所述第三电池的老化程度和所述第二电池的老化程度不相同；以及利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度。可选地，对第一电池进行测试，得到第一电池参数包括：对所述第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 = ος)和函数关系 = / SOCJ，其中，

为所述第一电池的开路电压， so 为所述第一电池的电池荷电状态， ^为所述第一电池的欧姆内阻，所述第一电池参数包括所述函数关系 ^/₁ =/₁(80。₁)和所述函数关系 r^ ^SOQ), 对第二电池进行测试，得到第二电池参数包括：对所述第二电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂=/₂(SOC₂)，其中， S0C₂为所述第二电池的电池荷电状态， ^为所述第二电池的欧姆内阻，所述第二电池参数包括所述函数关系 r₂ =/₂(SOC₂；)，对第三电池进行测试，得到第三电池参数包括：对所述第三电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到所述第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/_3ι，利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度包括：根据所述函数关系 = (SO ;^†算所述第三电池对应所述开路电压

^/₃₁的电池荷电状态 S0C_3l ^UJ；根据所述函数关系 = / SOCJ计算所述第一电池在所述电池荷电状态 S0C_3l下的欧姆电阻 r_lx = /₂ (S0C₃ J和在预设电池荷电状态

80。。下的欧姆内阻^=/₂(80。。）；根据所述函数关系 r₂=/₂(SOC₂；)计算所述第二电池在所述预设电池荷电状态80。。下的欧姆内阻 =/₂(80。。）；以及根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = ₂(SOC_3x)、所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(S0C。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池的老化程度。可选地，根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻 ^=/₂(80。₃₁)、所述欧姆内阻 r_w = /₂(S0C。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池的老化程度包括：根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = /₂(S0C_3I;^P所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(S0C。；)计算所述第三电池在所述预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻 r₃。；以及根据所述欧姆内阻 r₃。、所述欧姆内阻 r。 = /₂(S0C。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池的老化程度。可选地，按照公式 =^计算所述欧姆内阻 r₃。；以及按照公式 /) = ^ ^计算所述第三电池的老化程度 /)。根据本发明的另一方面，提供了一种电池老化程度的检测装置。根据本发明的电池老化程度的检测装置包括：第一测试单元，用于对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，所述第一电池为全新电池；第二测试单元，用于对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，所述第二电池为完全老化的电池；第三测试单元，用于对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，所述第三电池为待测试电池，所述第一电池、所述第二电池和所述第三电池为相同电池，并且所述第三电池的老化程度和所述第二电池的老化程度不相同；以及计算单元，用于利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度。可选地，所述第一测试单元包括：第一测试子单元，用于对所述第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 = ος)和函数关系 = / SOCJ，其中，

为所述第一电池的开路电压， so 为所述第一电池的电池荷电状态， ^为所述第一电池的欧姆内阻，所述第一电池参数包括所述函数关系 ^/₁ = /₁(80。₁)和所述函数关系 r^ ^SOQ) , 所述第二测试单元包括：第二测试子单元，用于对所述第二电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)，其中， S0C₂为所述第二电池的电池荷电状态， ^为所述第二电池的欧姆内阻，所述第二电池参数包括所述函数关系 r₂ = /₂(SOC₂；)，所述第三测试单元包括：第三测试子单元，用于对所述第三电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到所述第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/_3ι，所述计算单元包括：第一计算子单元，用于根据所述函数关系 z /^so ;^†算所述第三电池对应所述开路电压 ^/₃₁的电池荷电状态 S0C_3l二 — !；；第二计算子单元，用于根据所述函数关系 = / so )计算所述第一电池在所述电池荷电状态 S0C_3I下的欧姆电阻 ^ = /₂(80。₃₁)和在预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻 r_1Q = ₂(SOC₀) _; 第三计算子单元，用于根据所述函数关系 r₂ = /₂(SOC₂;^†算所述第二电池在所述预设电池荷电状态80。。下的欧姆内阻 = /₂(80。。）；以及第四计算子单元，用于根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = ₂(SOC_3x)、所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(S0C。；)和所述欧姆内阻 ¾ = 。；)计算所述第三电池的老化程度。可选地，所述第四计算子单元包括：第一计算模块，用于根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = /₂(S0C_3I;^P所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(S0C。；)计算所述第三电池在所述预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻^。；以及第二计算模块，用于根据所述欧姆内阻^。、所述欧姆内阻 r。 = /₂(SOC。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(SOC。；)计算所述第三电池的老化程度。可选地，所述第一计算模块用于按照公式 r₃。= ^计算所述欧姆内阻 r₃。；以及所述第二计算模块用于按照公式/ ) = 计算所述第三电池的老化程度。

20 _ 10 在本发明中，采用对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，所述第一电池为全新电池；对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，所述第二电池为完全老化的电池；对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，所述第三电池为待测试电池，所述第一电池、所述第二电池和所述第三电池为相同电池，并且所述第三电池的老化程度和所述第二电池的老化程度不相同；以及利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度。通过对全新电池和完全老化的电池进行测试，进而基于全新电池的电池参数和完全老化电池的电池参数对待测试电池的老化程度进行计算，实现了不需要对待测试电池进行充放电，避免了因放电受到电池荷电状态的影响所带来的对老化程度的反应不够准确，并且全新电池和完全老化电池的参数测试，能够对待测试电池的参数进行标定，使得检测结果更加准确，解决了现有技术中对电池老化程度检测不准确的问题，进而达到了准确地对电池老化程度进行检测的效果。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图 1是根据本发明实施例的电池老化程度的检测方法的流程图；以及图 2是根据本发明实施例的电池老化程度的检测装置的示意图。具体实施方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 "第一"、 "第二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语 "包括"和 "具有" 以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些歩骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。实施例 1 根据本发明实施例，提供了一种可以通过本申请装置实施例实施或执行的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。根据本发明实施例，提供了一种电池老化程度的检测方法，以下对本发明实施例所提供的电池老化程度的检测方法做具体介绍：图 1是根据本发明实施例的电池老化程度的检测方法的流程图，如图 1所示，该方法主要包括如下的步骤 S102至步骤 S108:

S102: 对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，第一电池为全新电池， BP , 对全新的电池进行测试，得到全新电池的电池参数，称作第一电池参数。

S104: 对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，第二电池为完全老化的电池，即，对完全老化的电池进行测试，得到完全老化电池的电池参数，称作第二电池参数。

S106: 对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，第三电池为待测试电池，第一电池、第二电池和第三电池为相同电池，并且第三电池的老化程度和第二电池的老化程度不相同，即，对与第一电池和第二电池为同类的待测试电池进行测试，得到待测试电池的电池参数，称作第三电池参数。 S108: 利用第一电池参数、第二电池参数和第三电池参数计算第三电池的老化程度，即，以全新电池的电池参数和完全老化电池的电池参数为参考基础，并结合测试出的待测试电池的相关参数，对待测试电池的老化程度进行计算。本发明实施例所提供的电池老化程度的检测方法，通过对全新电池和完全老化的电池进行测试，进而基于全新电池的电池参数和完全老化电池的电池参数对待测试电池的老化程度进行计算，实现了不需要对待测试电池进行充放电，避免了因放电受到电池荷电状态的影响所带来的对老化程度的反应不够准确，并且全新电池和完全老化电池的参数测试，能够对待测试电池的参数进行标定，使得检测结果更加准确，解决了现有技术中对电池老化程度检测不准确的问题，进而达到了准确地对电池老化程度进行检测的效果。其中，在本发明实施例中，主要采用混合脉冲能力特性（Hybrid Pulse Power Characteristic, 以下简称 HPPC) 对电池进行测试，以下具体说明：对第一电池进行测试，得到第一电池参数主要是：对第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 z/ so ；)和函数关系 ^ z/ so ；)，其中，为第一电池的开路电压， 80^为第一电池的电池荷电状态，为第一电池的欧姆内阻，第一电池参数包括函数关系 ζ ος)和函数关系 ^ z / SOC,) , 具体地，可以采用以下步骤 1-1至步骤 1-5对第一电池进行测试：步骤 1-1，对第一电池以 1C的恒定电流放电直到第一电池的放电电压极限。步骤 1-2，将电池静置 1小时。步骤 1-3，对第一电池以 1C的恒定电流充电直到第一电池的充电电压极限。记录电池的充电时间 t (小时），则电池的初始容量为：

步骤 1-4，将电池静置一小时。步骤 1-5，将第一电池以 ic的恒定电流放电，直到 soc^o.g, 对第一电池进行混合脉冲能力特性（Hybrid Pulse Power Characteristic, 以下简称 HPPC)测试。静置 5分钟，将电池以 1C的恒定电流放电，直到 SOC^O.8, 对电池进行 HPPC测试。之后的测试过程可以类推，即每隔 0.1 SO 对电池执行 HPPC测试，直到第一电池达到放电极限。然后，对第一电池的 HPPC测试数据进行参数识别，可以得到电池开路电压和欧姆内阻^在不同 so 下的数值，进行内插运算，可以得到电池开路电压、欧姆内阻和不同 so 的函数关系 = M oc,) , 函数关系 = f₂(soc,) ₀ 对第二电池进行测试，得到第二电池参数主要是：对第二电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)，其中， 80 ₂为第二电池的电池荷电状态， r₂ 为第二电池的欧姆内阻，第二电池参数包括函数关系 r₂ = /₂(SOC₂；)，具体地，可以采用以下步骤 2-1至步骤 2-4对第一电池进行测试：步骤 2-1，对完全老化的第二电池（该第二电池可以是完成上述步骤 1-1 至步骤 1-5的电池）进行循环充放电。具体过程为：首先，将第二电池以 0.5C恒定电流充电直到达到充电电压极限；然后静置 0.5小时；然后将第二电池以 1C恒定电流放电直到达到放电电压极限；然后静置 0.5 小时。记录充放电过程中的电池容量2。重复该过程若干次，直到 β = ο.⁸ ，其中， ρ。为第二电池的标称容量。步骤 2-2，以 1C恒定电流对第二电池进行完全充电，直到第二电池达到充电电压极限。步骤 2-3，将第二电池静置 1小时。步骤 2-4，以 1C恒定电流对第二电池放电，直到第二电池的 SOC₂ =0.5，静置 1 小时。然后对电池进行 HPPC测试。然后，对第二电池的 HPPC测试数据进行参数识别，可以得到电池开路电压和欧姆内阻^在不同 SOC₂下的数值，进行内插运算，可以得到电池开路电压、欧姆内阻 r₂和不同 SOC₂的函数关系 f/₂ = ;(SOC₂)、函数关系 r₂ = /₂(SOC₂；)， f/₂为所述第二电池的开路电压。对第三电池进行测试，得到第三电池参数主要是：对第三电池进行混合脉冲能力特性测试，并经过参数识别，得到第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/_3ι。相应地，利用第一电池参数、第二电池参数和第三电池参数计算第三电池的老化程度包括如下步骤 3-1至步骤 3-4: 步骤 3-1，根据函数关系 z ^socj计算第三电池对应开路电压 ί/_3ι的电池荷电状态 soc_3l = ;- '(！^)。步骤 3-2，根据函数关系 r^/ SOC^†算第一电池在电池荷电状态 SOC 下的欧姆电阻^ = /₂(80。₃₁)和在预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻 r_1Q = ₂(SOC₀), 在本发明实施例中，可以将预设电池荷电状态 SOC。设置为 SOC。 =0.5的电池荷电状态，相当于将全新的第一电池在 SOC。 =0.5处的欧姆内阻作为全新电池的欧姆内阻，当然，还可以将预设电池荷电状态 SOC。设置为 SOC。为其它数值的电池荷电状态。步骤 3-3，根据函数关系 r₂=/₂(SOC₂)计算第二电池在预设电池荷电状态 SOC。下的欧姆内阻 r₂。=/₂(SOC。），对于 SOC。=0.5的情况，相当于将完全老化的第二电池在 SOC。 = 0.5处的欧姆内阻作为完全老化电池的欧姆内阻。步骤 3-4，根据欧姆内阻、欧姆电阻^=/₂(80。₃₁)、欧姆内阻^=/₂(80。。；)和欧姆内阻 =/₂(80。。；)计算第三电池的老化程度，具体地，可以先根据欧姆内阻、欧姆电阻^ =/₂(SOC₃J和欧姆内阻 ^ z/ SOC。；)计算第三电池在预设电池荷电状态 SOC。下的欧姆内阻 r₃。， BP, 将待测试电池的欧姆内阻折算到与第一电池和第二电池相同的电池荷电状态下。然后，根据欧姆内阻 r₃。、欧姆内阻^=/₂(80。。；)和欧姆内阻 r₂。 = /₂(SOC。；)计算第三电池的老化程度。由于衡量电池老化程度，需要尽量减少电池荷电状态的干扰，通过将待测试电池的电池荷电状态折算到同一 SOC值下，能够剔除电池荷电状态对电池参数的影响，使得电池老化程度的检测结果更加准确。对于同类电池而言（比如：磷酸锂铁电池），这些同类电池的电池荷电状态与内阻的关系函数式是相似的，只差一个比例系数，因此，对于全新的第一电池和待测试的第三电池而言，具有以下关系：第三电池 SOC。时的欧姆内阻 =第一电池 SOC。时的欧姆内阻

第三电池 SOC_3l时的欧姆内阻―第一电池 SOC_3l时的欧姆内阻 ' 即， 30 _ _^10_

因此，可以按照公式 r₃。=^计算欧姆内阻 r₃。，并按照公式 Ζ) = ^ 计算第三电池的老化程度 D。本发明实施例所提供的电池老化程度的检测方法，通过电池快速充放电测试结合参数识别进行电池老化程度检测，该方法能够实现对电池老化程度的快速检测，大大降低了检测需要的时间。参数识别进行欧姆内阻和极化内阻的区分，并剔除电池荷电状态对电池参数的影响，使得电池老化程度检测的结果更加准确。在进行快速检测之前，首先进行了全新电池和完全老化电池的参数测试，该测试能够进行参数标定，使得检测结果更加准确。该检测方法在多块不同容量的磷酸锂铁电池上进行了测试，测试结果表明，该方法能够实现对电池老化程度的快速检测，检测时间短，精度高，能够很好的满足电动汽车动力电池的检测要求。需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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（如 ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。实施例 2 根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述电池老化程度的检测方法的电池老化程度的检测装置，该电池老化程度的检测装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的电池老化程度的检测方法，以下对本发明实施例所提供的电池老化程度的检测装置做具体介绍：图 2是根据本发明实施例的电池老化程度的检测装置的示意图，如图 2所示，该电池老化程度的检测装置主要包括第一测试单元 10、第二测试单元 20、第三测试单元 30和计算单元 40，其中：第一测试单元 10用于对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，第一电池为全新电池， δΡ，对全新的电池进行测试，得到全新电池的电池参数，称作第一电池参数。第二测试单元 20用于对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，第二电池为完全老化的电池，即，对完全老化的电池进行测试，得到完全老化电池的电池参数，称作第二电池参数。第三测试单元 30用于对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，第三电池为待测试电池，第一电池、第二电池和第三电池为相同电池，并且第三电池的老化程度和第二电池的老化程度不相同，即，对与第一电池和第二电池为同类的待测试电池进行测试，得到待测试电池的电池参数，称作第三电池参数。计算单元 40用于利用第一电池参数、第二电池参数和第三电池参数计算第三电池的老化程度，即，以全新电池的电池参数和完全老化电池的电池参数为参考基础，并结合测试出的待测试电池的相关参数，对待测试电池的老化程度进行计算。本发明实施例所提供的电池老化程度的检测装置，通过对全新电池和完全老化的电池进行测试，进而基于全新电池的电池参数和完全老化电池的电池参数对待测试电池的老化程度进行计算，实现了不需要对待测试电池进行充放电，避免了因放电受到电池荷电状态的影响所带来的对老化程度的反应不够准确，并且全新电池和完全老化电池的参数测试，能够对待测试电池的参数进行标定，使得检测结果更加准确，解决了现有技术中对电池老化程度检测不准确的问题，进而达到了准确地对电池老化程度进行检测的效果。其中，在本发明实施例中，主要采用混合脉冲能力特性（Hybrid Pulse Power Characteristic, 以下简称 HPPC) 对电池进行测试，以下具体说明：第一测试单元 10主要包括第一测试子单元，该第一测试子单元用于对第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 z / SOC )和函数关系 ^ z / SOC ) , 其中，为第一电池的开路电压， 80 为第一电池的电池荷电状态， ^为第一电池的欧姆内阻，第一电池参数包括函数关系 z ^soc )和函数关系 z / soc；)，具体地，第一测试子单元可以采用以下步骤 1-1至步骤 1-5对第一电池进行测试：步骤 1-1，对第一电池以 1C的恒定电流放电直到第一电池的放电电压极限。步骤 1-2，将电池静置 1小时。步骤 1-3，对第一电池以 1C的恒定电流充电直到第一电池的充电电压极限。记录电池的充电时间 t (小时），则电池的初始容量为：步骤 1-4，将电池静置一小时。步骤 1-5，将第一电池以 ic的恒定电流放电，直到 soc^o.g, 对第一电池进行混合脉冲能力特性（Hybrid Pulse Power Characteristic, 以下简称 HPPC)测试。静置 5分钟，将电池以 1C的恒定电流放电，直到 SOC^O 对电池进行 HPPC测试。之后的测试过程可以类推，即每隔 0.1 SO 对电池执行 HPPC测试，直到第一电池达到放电极限。然后，对第一电池的 HPPC测试数据进行参数识别，可以得到电池开路电压和欧姆内阻^在不同 so 下的数值，进行内插运算，可以得到电池开路电压、欧姆内阻和不同 so 的函数关系 = (SOCJ ^ 函数关系^ = 第二测试单元 20主要包括第二测试子单元，该第二测试子单元用于对第二电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)，其中， S0C₂为第二电池的电池荷电状态， r₂为第二电池的欧姆内阻，第二电池参数包括函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)，具体地，第二测试子单元可以采用以下步骤 2-1至步骤 2-4对第一电池进行测试：步骤 2-1，对完全老化的第二电池（该第二电池可以是完成上述步骤 1-1 至步骤

1-5的电池）进行循环充放电。具体过程为：首先，将第二电池以 0.5C恒定电流充电直到达到充电电压极限；然后静置 0.5小时；然后将第二电池以 1C恒定电流放电直到达到放电电压极限；然后静置 0.5 小时。记录充放电过程中的电池容量^。重复该过程若干次，直到 β = ο.⁸ ，其中， ρ。为第二电池的标称容量。步骤 2-2，以 1C恒定电流对第二电池进行完全充电，直到第二电池达到充电电压极限。步骤 2-3，将第二电池静置 1小时。步骤 2-4，以 1C恒定电流对第二电池放电，直到第二电池的 SOC₂ =0.5，静置 1 小时。然后对电池进行 HPPC测试。然后，对第二电池的 HPPC测试数据进行参数识别，可以得到电池开路电压和欧姆内阻^在不同 SOC₂下的数值，进行内插运算，可以得到电池开路电压、欧姆内阻 r₂和不同 soc₂的函数关系 t/₂ = ;(soc₂；)、函数关系^ =/₂(80。₂；)，为所述第二电池的开路电压。第三测试单元 30主要包括第三测试子单元，该第三测试子单元用于对第三电池进行混合脉冲能力特性测试，得到第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/_3ι。计算单元 40主要包括第一至第四计算子单元，其中：第一计算子单元用于根据函数关系 = (so )计算第三电池对应开路电压 ί/_3ι 的电池荷电状态 soc_3l = f;¹ (U_3x)。第二计算子单元用于根据函数关系 = /₂(§0^)计算第一电池在电池荷电状态 SOC_3x下的欧姆电阻^ = ₂ (SOC_3x)和在预设电池荷电状态 soc。下的欧姆内阻 r_w = /₂(SOC。），在本发明实施例中，可以将预设电池荷电状态 SOC。设置为 SOC。 = 0.5 的电池荷电状态，相当于将全新的第一电池在 SOC。 = 0.5处的欧姆内阻作为全新电池的欧姆内阻，当然，还可以将预设电池荷电状态 SOC。设置为 SOC。为其它数值的电池荷电状态。第三计算子单元用于根据函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)计算第二电池在预设电池荷电状态80。。下的欧姆内阻 = /₂(80。。），对于 SOC。= 0.5的情况，相当于将完全老化的第二电池在 SOC。 = 0.5处的欧姆内阻作为完全老化电池的欧姆内阻。第四计算子单元用于根据欧姆内阻、欧姆电阻^ = /₂(SOC_3l；)、欧姆内阻 r_w = /₂(SOC。；)和欧姆内阻 r₂。 = /₂ (SOC。；)计算第三电池的老化程度，具体地，第四计算子单元主要包括第一计算模块和第二计算模块，其中，第一计算模块用于根据欧姆内阻、欧姆电阻^ = /₂(SOC₃J和欧姆内阻 r_1Q = /₂(SOC。；)计算第三电池在预设电池荷电状态 SOC。下的欧姆内阻 r₃。， BP , 将待测试电池的欧姆内阻折算到与第一电池和第二电池相同的电池荷电状态下。第二计算模块用于根据欧姆内阻 r₃。、欧姆内阻 r_w = /₂(SOC。；)和欧姆内阻 r₂。 = /₂ (SOC。；)计算第三电池的老化程度。由于衡量电池老化程度，需要尽量减少电池荷电状态的干扰，通过将待测试电池的电池荷电状态折算到同一 S0C值下，能够剔除电池荷电状态对电池参数的影响，使得电池老化程度的检测结果更加准确。对于同类电池而言（比如：磷酸锂铁电池），这些同类电池的电池荷电状态与内阻的关系函数式是相似的，只差一个比例系数，因此，对于全新的第一电池和待测试的第三电池而言，具有以下关系：第三电池 SOC。时的欧姆内阻 =第一电池 SOC。时的欧姆内阻

因此，第一计算模块可以按照公式 r₃。= ^计算欧姆内阻 r₃。，第二计算模块可以按照公式 D = 计算第三电池的老化程度 D。

20 _ 10 从以上的描述中，可以看出，本发明实现了实现对电池老化程度的快速检测，大大降低了检测需要的时间。参数识别进行欧姆内阻和极化内阻的区分，并剔除电池荷电状态对电池参数的影响，使得电池老化程度检测的结果更加准确。在进行快速检测之前，首先进行了全新电池和完全老化电池的参数测试，该测试能够进行参数标定，使得检测结果更加准确。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1. 一种电池老化程度的检测方法，包括：对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，所述第一电池为全新电池；

对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，所述第二电池为完全老化的电池；

对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，所述第三电池为待测试电池，所述第一电池、所述第二电池和所述第三电池为相同电池，并且所述第三电池的老化程度和所述第二电池的老化程度不相同；以及利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度。

2. 根据权利要求 1所述的检测方法，其中，对第一电池进行测试，得到第一电池参数包括：对所述第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 /^so )和函数关系 ^ / SOCJ , 其中，为所述第一电池的开路电压， so 为所述第一电池的电池荷电状态，为所述第一电池的欧姆内阻，所述第一电池参数包括所述函数关系 u, = (so )和所述函数关系 = MSOC,) , 对第二电池进行测试，得到第二电池参数包括：对所述第二电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂ = /₂(SOC₂)，其中， 80^为所述第二电池的电池荷电状态， ^为所述第二电池的欧姆内阻，所述第二电池参数包括所述函数关系^ = ₂(SOC₂)，对第三电池进行测试，得到第三电池参数包括：对所述第三电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到所述第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/ ，利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度包括：根据所述函数关系 z/^so ；)计算所述第三电池对应所述开路电压 u_3x的电池荷电状态 soc = f ^l(u_3x)；根据所述函数关系 τ_λ = .(SOQ)计算所述第一电池在所述电池荷电状态 soc_3l下的欧姆电阻 ^ = /₂(80。₃₁)和在预设电池荷电状态80。。下的欧姆内阻^ = /₂(80。。）；根据所述函数关系 r₂ = /₂(80。₂)计算所述第二电池在所述预设电池荷电状态 SOC。下的欧姆内阻 r₂。=/₂(SOC。）；以及根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻 r_lx = ₂(SOC_3x)、所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(SOC。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(SOC。；)计算所述第三电池的老化程度。

3. 根据权利要求 2所述的检测方法，其中，根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻 r_lx = ₂(SOC_3x) 所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(SOC。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(SOC。；)计算所述第三电池的老化程度包括：

根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻 ^ = f₂(SOC_3x)和所述欧姆内阻 r_w = /₂(SOC。；)计算所述第三电池在所述预设电池荷电状态 SOC。下的欧姆内阻 r₃₀ 以及根据所述欧姆内阻 r₃。、所述欧姆内阻 ^z/ SOC。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(SOC。；)计算所述第三电池的老化程度。

4. 根据权利要求 3所述的检测方法，其中，按照公式 =^计算所述欧姆内阻 r₃。；以及按照公式 D=^^计算所述第三电池的老化程度/)。

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5. 一种电池老化程度的检测装置，包括：第一测试单元，用于对第一电池进行测试，得到第一电池参数，其中，所述第一电池为全新电池；

第二测试单元，用于对第二电池进行测试，得到第二电池参数，其中，所述第二电池为完全老化的电池；

第三测试单元，用于对第三电池进行测试，得到第三电池参数，其中，所述第三电池为待测试电池，所述第一电池、所述第二电池和所述第三电池为相同电池，并且所述第三电池的老化程度和所述第二电池的老化程度不相同；以及

计算单元，用于利用所述第一电池参数、所述第二电池参数和所述第三电池参数计算所述第三电池的老化程度。

6. 根据权利要求 5所述的检测装置，其中，所述第一测试单元包括：第一测试子单元，用于对所述第一电池进行混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 /^so )和函数关系 ^ / SOCJ, 其中，为所述第一电池的开路电压， so 为所述第一电池的电池荷电状态，为所述第一电池的欧姆内阻，所述第一电池参数包括所述函数关系 u, = (so )和所述函数关系 = MSOC,), 所述第二测试单元包括：第二测试子单元，用于对所述第二电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到函数关系 r₂=/₂(SOC₂)，其中， 80^为所述第二电池的电池荷电状态， ^为所述第二电池的欧姆内阻，所述第二电池参数包括所述函数关系^ = ₂(SOC₂)，所述第三测试单元包括：第三测试子单元，用于对所述第三电池进行所述混合脉冲能力特性测试，得到所述第三电池的欧姆内阻和开路电压 ί/ ，所述计算单元包括：第一计算子单元，用于根据所述函数关系 U^MSOC,)计算所述第三电池对应所述开路电压 ί/_3ι的电池荷电状态 soc_3x = ;-¹(U3_X); 第二计算子单元，用于根据所述函数关 r₁=/₂(soc₁;>计算所述第一电池在所述电池荷电状态 S0C_3L下的欧姆电阻 r_lx = /₂(SOC₃ J和在预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻^=/₂ €^。；)；第三计算子单元，用于根据所述函数关系^=/₂(80^)计算所述第二电池在所述预设电池荷电状态 80。。下的欧姆内阻 =/₂(80。。）；以及第四计算子单元，用于根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = ₂(SOC_3X)、所述欧姆内阻 r_1Q = /₂(S0C。；)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池的老化程度。

7. 根据权利要求 6所述的检测装置，其中，所述第四计算子单元包括：第一计算模块，用于根据所述欧姆内阻、所述欧姆电阻^ = /₂(SOC_3I;^P 所述欧姆内阻 r。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池在所述预设电池荷电状态 S0C。下的欧姆内阻 r₃。；以及第二计算模块，用于根据所述欧姆内阻 r₃。、所述欧姆内阻 ^=/₂(§0。。)和所述欧姆内阻 r₂。 = /₂(S0C。；)计算所述第三电池的老化程度。

8. 根据权利要求 7所述的检测装置，其中，所述第一计算模块用于按照公式 r₃。 =^计算所述欧姆内阻 r_w；以及所述第二计算模块用于按照公式 /)=^5^计算所述第三电池的老化程度

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