基于锂离子电池热特性的SOH在线诊断模型研究

发布时间：2024-02-22 19:15

　　电池健康状态(SOH)评估是电池管理系统(BMS)中的关键一环,传统的SOH估计方法通常是基于锂离子电池的开路电压、容量或内阻等静态测量参数,然而由于测试过程耗时长、测试环境特殊,在线容量或电阻测量在BMS中很少能实现。从CC放电模式下100%～60%SOC区间内的温度变化速率曲线中提取出一种新的SOH在线评估健康因子(dT/dt)_mean。为验证健康因子的合理性,基于集总电池模型,研究电池的生热率发现(dT/dt)_mean反应了电池正极熵变特性,以此建立了(dT/dt)_mean、可逆反应热与SOH关系的健康寿命预测模型。并基于6组18650 LCO锂离子电池共计706组容量衰退循环数据给出了Pearson相关系数法以及神经网络下的多数据融合法有效性验证,验证结果表明(dT/dt)_mean作为SOH在线评估健康因子可以有效提升模型系统预测精度。

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【部分图文】：

图1电池工作循环测试

充电特性试验由0.75C倍率即1.5A恒流CC模式下充电,达到截止电压4.2V进行恒流恒压CV充电,保持电压不变直到电池电流降到20mA认为电池电量充满,充电阶段结束。而放电特性试验是由1C倍率即2A恒流CC模式下放电,达到3组电池1#、2#、3#分别对应的放电截止电....

图23组18650电池容量退化曲线

在测试过程中,控制3组单体电池循环次数相同,电池1#、2#、3#初始容量分别为1.856、2.035、1.891Ah,分别进行170次充放电循环后寿命分别衰退至初始容量的71%、59%、75%如图2所示,根据EOL(Endoflife)标准,可以结束试验。3热特性分析及健....

图3不同SOH下电池产热功率特性

式中:Ce为初始额定容量;Cj为电池随着循环衰退的实际容量;j为电池放电循环周期数。如图3所示,可得在100%～60%SOC下焦耳热功率PJ基本不变,总产热功率Ptotal随着SOH衰退而增大。根据式(2)可知其反应了在100%～60%SOC下电池的可逆反应热特性。下文从阻....

图43组电池寿命衰退下放电温度变化曲线

分别提取3组电池在1、31、61、91、121、151次循环下的放电温度曲线如图4所示,在25℃恒定室温条件下,3组电池随着放电循环次数增加温度曲线的最高点均逐渐提前,温升速率均逐渐增大,表明电池发热量更加集中且剧烈。为分析电池使用寿命衰退过程中的生热率变化,提取了温度变化速率这....

本文编号：3907130