本發(fā)明涉及動力電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動力鋰電池劣化程度估算方法。

背景技術(shù)：

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，動力鋰電池劣化問題日益受到人們的關(guān)注。對動力鋰電池劣化程度的監(jiān)控和測試是一個非常復(fù)雜的過程，目前，動力鋰電池劣化程度估算的一般過程是：首先通過得到鋰電池的容量參數(shù)和壽命的遞減規(guī)律，然后根據(jù)鋰電池的容量參數(shù)和壽命的遞減規(guī)律計(jì)算出鋰電池當(dāng)前的劣化程度。但是現(xiàn)行的這種估算方法存在著嚴(yán)重的缺陷：由于需要長時間的循環(huán)壽命測試才能得到鋰電池的容量，使得無法實(shí)時有效的估算鋰電池劣化程度，因此利用鋰電池容量來估算電池的劣化程度具有很大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種動力鋰電池劣化程度估算方法，以解決現(xiàn)行方法無法實(shí)時有效的估算鋰電池劣化程度的問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種動力鋰電池劣化程度估算方法，該方法包括：

在不同溫度環(huán)境下，對測試鋰電池進(jìn)行加速壽命測試和電化學(xué)阻抗測試，得到測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值；

根據(jù)測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值，建立劣化程度-歐姆阻抗模型；

根據(jù)采集的待檢鋰電池的歐姆阻抗和待檢鋰電池工作環(huán)境的溫度，利用所述劣化程度-歐姆阻抗模型估算待檢鋰電池的劣化程度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：本發(fā)明通過分析不同劣化程度的動力鋰電池的電化學(xué)阻抗譜曲線及歐姆阻抗的數(shù)據(jù)，建立劣化程度-歐姆阻抗模型，在不破壞電池結(jié)構(gòu)的前提下，利用待檢鋰電池的歐姆阻抗即可估算待檢鋰電池的劣化程度，具有普適性和實(shí)施性，適于大力推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種動力鋰電池劣化程度估算方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中動力鋰電池劣化程度估算方法的具體流程示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中動力鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中對LiFePO₄鋰電池電化學(xué)阻抗測試流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖4所示，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例公開了一種動力鋰電池劣化程度估算方法，該方法包括如下步驟S1至S3：

S1、在不同溫度環(huán)境下，對測試鋰電池進(jìn)行加速壽命測試和電化學(xué)阻抗測試，得到測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值；

S2、根據(jù)測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值，建立劣化程度-歐姆阻抗模型；

S3、根據(jù)采集的待檢鋰電池的歐姆阻抗和待檢鋰電池工作環(huán)境的溫度，利用所述劣化程度-歐姆阻抗模型估算待檢鋰電池的劣化程度。

進(jìn)一步地，步驟S2中的劣化程度-歐姆阻抗模型具體為：

其中，Q_loss為劣化程度，Re為歐姆阻抗，T為待檢鋰電池工作環(huán)境的溫度，A為待檢鋰電池歐姆阻抗的初始值，B、C、D為擬合得到的常數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟S1具體包括：

在不同溫度環(huán)境下對至少三個測試鋰電池進(jìn)行加速壽命測試和電化學(xué)阻抗測試，得到不同溫度環(huán)境下至少三個測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜曲線；

對測試鋰電池不同劣化程度的電化學(xué)阻抗譜曲線進(jìn)行分析，得到測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值；

根據(jù)測試鋰電池不同劣化程度的電化學(xué)阻抗譜曲線和歐姆阻抗值，建立所述的劣化程度-歐姆阻抗模型。

具體地，本實(shí)施例在至少三個不同溫度環(huán)境下，對選取的至少三個測試鋰電池進(jìn)行測試，以得到鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜圖。鋰電池不同劣化程度的電化學(xué)阻抗譜圖如圖3所示。

進(jìn)一步地，所述的對測試鋰電池不同劣化程度的電化學(xué)阻抗譜曲線進(jìn)行分析，得到測試鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗值，包括：

將不同劣化程度的動力鋰電池的電化學(xué)阻抗譜圖作為基礎(chǔ)阻抗譜，放入電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)庫，建立不同劣化程度的鋰電池電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)庫；

采用ZView分析不同劣化程度的鋰電池電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)庫中的鋰電池電化學(xué)阻抗譜圖，得到鋰電池不同劣化程度對應(yīng)的歐姆阻抗。

需要說明的是，本實(shí)施例在對鋰電池電化學(xué)阻抗譜圖進(jìn)行分析時，采用的軟件包括但不限于電化學(xué)阻抗擬合軟件ZView。通過電化學(xué)阻抗擬合軟件ZView進(jìn)行分析時，確定電化學(xué)阻抗譜與實(shí)軸的交點(diǎn)的值即為鋰電池的歐姆阻抗。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，所述的對測試鋰電池進(jìn)行加速壽命測試，具體包括：

根據(jù)測試鋰電池的循環(huán)壽命測試標(biāo)準(zhǔn)，加速測試鋰電池的劣化。

需要說明的是，本實(shí)施例中結(jié)合加速壽命試驗(yàn)和電化學(xué)阻抗測試對鋰電池進(jìn)行測試的具體過程是指：根據(jù)鋰電池的循環(huán)壽命測試標(biāo)準(zhǔn)，加速測試鋰電池的劣化過程，并在鋰電池的劣化過程中，對不同劣化程度的鋰電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗測試，采集不同劣化程度的鋰電池的電化學(xué)阻抗譜圖。

具體地，如圖4所示，以對磷酸鐵鋰LiFePO₄鋰電池進(jìn)行循環(huán)壽命測試和電化學(xué)阻抗測試EIS為例，對本實(shí)施例中公開的方法進(jìn)行說明如下：

(1)選擇3只13Ah的LiFePO₄鋰電池；

(2)a、在25℃室溫環(huán)境中，電池先以循環(huán)倍率為1C即13A的電流放電至2.0V，擱置1個小時，然后以13A電流恒流充電至3.65V，轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.65A后停止充電,充電結(jié)束后擱置1小時；

b、在25℃室溫環(huán)境中，電池以13A電流恒流放電至2.0V；

c、計(jì)算放電容量，以Ah計(jì)算，然后重復(fù)a～c三次，取三次放電容量的平均值作為該電池的初始容量Q₀。

(3)在25℃室溫環(huán)境中，電池以13A電流恒流放電至2.0V，此時電池為空電態(tài)即SOC：％0，然后采用Solarton1287+1260電化學(xué)工作站測量其電化學(xué)阻抗，獲得歐姆阻抗。

(4)把三只LiFePO₄鋰電池放置在三個不同溫度即25℃，45℃，55℃的恒溫箱內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)壽命測試，其過程如下：

d、電池以13A電流恒流放電至2.0V，擱置1個小時；

e、然后以13A電流恒流充電至3.65V，轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.65A后停止充電，擱置1小時；

f、重復(fù)步驟d～e，循環(huán)N周，計(jì)算放電容量Q_N，以Ah計(jì)。

(5)計(jì)算容量變化率(Change Rate)，CR％＝(Q₀－Q_N)/Q₀，以容量保持率變化5％為步長，重復(fù)步驟(3)～(4)。

(6)判斷容量保持率是否大于85％，大于85％，則重復(fù)步驟(3)～(5)，小于85％，則結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

如此，便可采集到三只LiFePO₄鋰電池在不同劣化程度時對應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜圖，采用ZView軟件分析不同劣化程度時對應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜圖，得到不同溫度環(huán)境下鋰電池不同劣化程度時的歐姆阻抗值，如表1所示：

表1

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，建立劣化程度-歐姆阻抗模型為：

將采集到的待檢鋰電池的歐姆阻抗和工作環(huán)境溫度代入公式即可計(jì)算出待檢鋰電池的劣化程度。

需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)整車電池管理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，對本實(shí)施例中的劣化程度-歐姆阻抗模型進(jìn)行修正，以使劣化程度-歐姆阻抗模型更加符合實(shí)際應(yīng)用情況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。