动力电池在线电化学阻抗谱检测方法及系统与流程

    技术2024-11-28  45


    本发明涉及动力电池检测,特别涉及一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法及系统。


    背景技术:

    1、随着电动汽车的不断普及,市场对电动汽车的性能要求与日俱增;而电动汽车电池的性能直接与电动汽车的续航里程、使用寿命、安全性等关键指标直接相关,受到了车辆厂商的高度重视。

    2、电池管理系统(battery management system,bms)是动力电池的重要部件,其一项主要功能是状态估计,即通过对电池组采样获得信息,对荷电状态、健康状态、内部温度等无法直接测得的关键运行指标进行估计。

    3、然而,当前电动汽车电池管理系统中,所采集的电池信号主要为电压、温度、电流。这些参数无法直接体现电池内部的电化学反应活动。对于电池的寿命衰减,老化或者热失控,电池管理系统常常无法提前估计或者预警。在电化学领域,常常通过电化学工作站来获得电池的阻抗谱曲线,从而可以更好评估电池状态。

    4、随着技术的发展,现有技术将阻抗谱检测的功能直接集成到实际车辆的电池管理系统中,以方便用户实时监测电池的健康状况。但是,现有技术对电池包整体进行健康状况诊断,诊断结果不精准,并且,诊断耗时在3分钟以上,耗时太长,有时还会影响车辆行驶。

    5、因此,本发明提出了一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,用于解决上述问题。


    技术实现思路

    1、为了解决上述技术问题,本发明中披露了一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法及系统,本发明的技术方案是这样实施的:

    2、本发明的第一个方面公开了一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,所述方法包括步骤如下:

    3、s1,获取异常电芯的特征频率;

    4、所述特征频率为所述异常电芯与所述异常电芯同生产批次的正常电芯经eis比对后,根据比对的差异度所确定的频率点;

    5、s2,检测动力电池在s1获得的所述特征频率下的阻抗;

    6、所述动力电池包括若干动力电芯,所述动力电芯为与所述异常电芯同生产批次的电芯,所述阻抗为若干所述动力电芯的阻抗;

    7、s3,根据若干所述动力电芯的阻抗做离群判定,诊断异常。

    8、优选地,所述步骤s1包括:

    9、s1.1,检测所述正常电芯和所述异常电芯的阻抗谱;

    10、s1.2,根据所述阻抗谱计算所述正常电芯和所述异常电芯在各个频率下的阻抗差值,所述差异度为所述阻抗差值的绝对值;

    11、s1.3,选择所述差异度最大所对应的频率作为所述特征频率,且所述特征频率大于0hz。

    12、优选地,所述步骤s1.1中,通过第一eis检测装置分别对所述正常电芯和所述异常电芯进行全频率阻抗检测并制备阻抗谱。

    13、优选地,所述步骤s3包括,

    14、s3.1,对所述动力电芯在同一特征频率下的阻抗进行正态分布统计,计算出动力电芯阻抗方差;

    15、s3.2,将所述动力电芯阻抗方差与诊断参数进行比对,若所述动力电芯阻抗方差大于n倍的所述诊断参数,则诊断所述动力电池异常;其中,n≥3。

    16、优选地,所述动力电芯阻抗方差包括动力电芯阻抗实部方差和动力电芯阻抗虚部方差,所述诊断参数包括实部诊断参数和虚部诊断参数;

    17、若所述动力电芯阻抗实部方差大于n倍的所述实部诊断参数,或所述动力电芯阻抗虚部方差大于n倍的所述虚部诊断参数,则诊断所述动力电池均为异常。

    18、优选地,所述实部诊断参数为,若干正常电芯在特定频率下的实部阻抗的方差;

    19、所述虚部诊断参数为,若干正常电芯在特定频率下的虚部阻抗的方差。

    20、优选地,所述步骤s3.1之后,还包括,

    21、对计算出的所述动力电芯阻抗实部方差进行存储,存储后的所述动力电芯阻抗实部方差可作为后续诊断过程中的实部诊断参数;

    22、对计算出的所述动力电芯阻抗虚部方差进行存储,存储后的所述动力电芯阻抗虚部方差可作为后续诊断过程中的虚部诊断参数。

    23、本发明的第二个方面是公开了一种动力电池在线电化学阻抗谱检测系统,所述系统包括第一检测单元和第二检测单元,所述第一检测单元与所述第二检测单元通讯连接;其中,

    24、所述第一检测单元,用于对正常电芯和异常电芯进行eis比对,检测出异常电芯的特征频率,形成异常特征频率信息;

    25、所述第二检测单元,用于获取所述特征频率信息,并根据所述特征频率信息检测所述动力电池在特征频率下的阻抗,最后根据所述阻抗诊断动力电池是否异常;

    26、所述动力电池包括若干动力电芯,所述动力电芯、所述正常电芯与所述异常电芯为同生产批次电芯。

    27、优选地,还包括存储装置;所述第一检测单元包括第一eis检测装置和数据处理装置;

    28、所述第一eis检测装置与所述数据处理装置通讯连接,用于对所述正常电芯和所述异常电芯进行eis检测,生成阻抗信息,并将所述阻抗信息发送给数据处理装置;

    29、所述数据处理装置与所述存储装置通讯连接,用于在接收所述阻抗信息后,根据所述阻抗信息计算出特征频率信息,并将特征频率信息发送至存储装置;

    30、所述存储装置,用于接收所述数据处理装置发送的特征频率信息并存储。

    31、优选地,所述存储装置上还存储有诊断参数信息;所述第二检测单元包括第二eis检测装置;

    32、所述第二eis检测装置与所述存储装置和所述诊断模块通讯连接,用于获取特征频率信息,并检测动力电池在特征频率下的阻抗,生成阻抗信息发送至所述诊断模块;

    33、所述诊断模块与所述存储装置通讯连接,用于获取所述存储装置上的诊断参数信息,并接收所述阻抗信息,根据所述诊断参数信息对所述阻抗信息进行离群判断,诊断动力电池是否异常。

    34、本发明通过异常电芯检测出特征频率,并且在特征频率下对与异常电芯同生产批次的动力电芯进行阻抗检测,并且根据所有电芯的阻抗对构成的动力电池整体健康进行诊断,提高了诊断结果的准确性。并且,特征频率也是将异常电芯和与异常电芯同生产批次的正常电芯进行比对,所得到的阻抗差异度最大的频率点,该特征频率能够提高诊断结果的准确性。另外,前期针对异常电芯和正常电芯进行比对,确定特征频率(故障电芯和正常电芯差异度最大的频率点),在特征频率下测量所有电芯的阻抗,以判断动力电池是否异常,不需要对动力电池进行全频率下的阻抗测试,减少了对动力电池的健康诊断时间。



    技术特征:

    1.一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,包括步骤如下:

    2.根据权利要求1所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述步骤s1包括:

    3.根据权利要求2所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述步骤s1.1中,通过第一eis检测装置分别对所述正常电芯和所述异常电芯进行全频率阻抗检测并制备阻抗谱。

    4.根据权利要求2所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述步骤s3包括,

    5.根据权利要求4所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述动力电芯阻抗方差包括动力电芯阻抗实部方差和动力电芯阻抗虚部方差,所述诊断参数包括实部诊断参数和虚部诊断参数;

    6.根据权利要求5所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述实部诊断参数为,若干正常电芯在特定频率下的实部阻抗的方差;

    7.根据权利要求5所述的动力电池在线电化学阻抗谱检测方法,其特征在于,所述步骤s3.1之后,还包括,

    8.一种动力电池在线电化学阻抗谱检测系统,其特征在于,包括第一检测单元和第二检测单元,所述第一检测单元与所述第二检测单元通讯连接;其中,

    9.根据权利要求8所述的一种动力电池在线电化学阻抗谱检测系统,其特征在于,还包括存储装置;所述第一检测单元包括第一eis检测装置和数据处理装置;

    10.根据权利要求9所述的一种动力电池在线电化学阻抗谱检测系统,其特征在于,所述存储装置上还存储有诊断参数信息;所述第二检测单元包括第二eis检测装置;


    技术总结
    本发明涉及动力电池检测技术领域的一种动力电池在线电化学阻抗谱检测方法及系统,所述方法包括步骤如下:S1,获取异常电芯的特征频率;特征频率为同生产批次的异常电芯与正常电芯经EIS比对后,根据比对的差异度所确定的频率点;S2,检测动力电池在S1获得的特征频率下的阻抗;动力电池包括若干动力电芯,阻抗为若干动力电芯的阻抗,动力电芯为与异常电芯同生产批次的电芯;S3,根据动力电芯的阻抗做离群判定,诊断异常。本发明对电池中的所有电芯进行阻抗检测,并且根据其阻抗对电池整体的健康进行诊断,提高诊断结果的准确性。前期根据异常电芯和正常电芯确定特征频率,在特征频率下测量所有电芯的阻抗,以判断电池是否异常,减少健康诊断时间。

    技术研发人员:赵小巍,王林,杨坤,熊显涛
    受保护的技术使用者:上海上汽清陶能源科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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