從電池故障的機(jī)制和運(yùn)行環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)兩個(gè)角度進(jìn)行介紹新能源汽車動(dòng)力電池檢測與評估的方法。評估的目標(biāo)有兩個(gè)方面,一方面是做電池性能評估,就是評估電池組使用過程中衰退的情況;另一方面是關(guān)于安全的評估,會(huì)不會(huì)著火、熱失控等。把實(shí)驗(yàn)室檢測、現(xiàn)場評估和遠(yuǎn)程評估三者的數(shù)據(jù)融合起來共同解決一個(gè)問題。
現(xiàn)在預(yù)測電池衰退用內(nèi)阻和容量,但容量不易獲取,且容量不能表征電池衰退的本質(zhì)。例如一個(gè)電池從100%衰退到90%,可以有各種不同原因的衰退,所以單純用容量并不能表征衰退的本質(zhì)。通過上圖可以看到,這些峰的面積和高度可以表征正極材料、負(fù)極材料和鋰離子的損失,這些參數(shù)都與電池衰退相關(guān)。
把IC曲線中得到的特征參數(shù)做一個(gè)主成分回歸,后得到一個(gè)模型。利用這個(gè)模型,就能夠得到在不完全充電的情況下估計(jì)電池容量的方法。因?yàn)殡姵卦趯?shí)際使用過程中不可能做到全充全放,且為了安全,也不會(huì)設(shè)計(jì)到100%去用,所以不完全充電估計(jì)電池容量的方法是很重要的?,F(xiàn)在這個(gè)方法的誤差是在2%以內(nèi),對于容量估計(jì)是足夠精確的。
第二個(gè)要解決的問題就是關(guān)于鋰離子電池容量“跳水”。從上圖可以看到,容量衰退有兩個(gè)階段,第一階段非常緩慢,第二階段是非常快的,表現(xiàn)為在某個(gè)點(diǎn)突然加速衰退。所以問題就集中在電池為何突然加速衰退,以及能不能提前預(yù)知轉(zhuǎn)折點(diǎn)。如果可以提前知道,比如還有一百次循環(huán),容量就會(huì)跳水,就可以提前采取一些措施來解決這個(gè)問題,從而避免容量快速衰退之后的諸多問題,包括電池膨脹,甚至起火等。
通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析容量“跳水”的機(jī)制。從負(fù)極情況、正極情況、鋰離子情況三個(gè)方面,分析在不同溫度、不同放電倍率條件下容量“跳水”的原因。得到表征參數(shù)之后,就可以通過模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的加速衰退識(shí)別,從而預(yù)知并及時(shí)更換即將出現(xiàn)“跳水”的電池。
用容量、電壓還有幾個(gè)參數(shù)里面的峰值,進(jìn)行一系列的檢測算法,實(shí)現(xiàn)分析和分類。用類似的一維高斯分布圖,有些特別的電池發(fā)生一些特殊的情況會(huì)成為離群點(diǎn)。
標(biāo)簽:動(dòng)力電池檢測
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