一种电池荷电状态的检测方法与流程

本发明涉及荷电状态检测，具体为一种电池荷电状态的检测方法。

背景技术：

1、电池是一种能量存储设备，广泛应用于各种电子设备和系统中，如手机、笔记本电脑、电动汽车等，在使用过程中，电池的荷电状态是一个非常重要的参数，它直接影响着电池的使用时间、性能和寿命，目前，常见的电池荷电状态检测方法包括电压法、电流法、电容法、温度法等，但这些方法都存在着一定的局限性，研究新的电池荷电状态检测方法具有重要的意义，可以提高电池的使用效率和性能，延长电池的使用寿命，同时也可以为电池领域的研究和应用提供更好的技术支持。

2、例如公告号为cn115932614b的发明专利，公开的一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统。所述电池荷电状态检测方法包括：在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；通过锂离子电池的额定电池容量和锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。

3、如今，对一种电池荷电状态的检测方法的研究方面还存在一些不足，具体体现在传统的电池荷电状态检测方法存在着一定的局限性，如精度不高、响应速度慢、复杂度高，且对电池荷电状态检测考虑得不够全面的问题，传统的电池荷电状态检测方法在测量电池荷电状态时往往存在一定的误差，无法给出精确的荷电状态值，影响着电池的使用效率和性能，且在检测过程中需要耗费较长的时间，导致电池荷电状态的实时监测和调节变得困难，无法满足某些实时性要求较高的应用场景，也只考虑了单一的参数或指标，无法全面了解电池的荷电状态情况，造成电池使用不足或损耗严重的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电池荷电状态的检测方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电池荷电状态的检测方法，包括以下步骤：获取锂离子电池原始状态数据集，基于获取的锂离子电池原始状态数据集，比对得到锂离子电池荷电状态评估偏差值；对锂离子电池进行动态阳抗测试，获取锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，基于获取的锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，综合分析得到锂离子电池荷电状态评估值；将锂离子电池荷电状态评估偏差值与锂离子电池荷电状态评估值导入锂离子电池荷电特征模型，判断锂离子电池荷电状态是否健康，并判断锂离子电池是否需要替换。

3、作为进一步的方法，锂离子电池原始状态数据集，具体包括锂离子电池原始温度、锂离子电池原始电导率、锂离子电池原始内部存储电荷量。

4、作为进一步的方法，基于获取的锂离子电池原始状态数据集，比对得到锂离子电池荷电状态评估偏差值，具体分析过程为：基于获取的锂离子电池原始状态数据集，综合分析得到锂离子电池原始状态评估值，锂离子电池原始状态评估值作为比对得到锂离子电池荷电状态评估偏差值的分析依据；将锂离子电池原始状态评估值与数据库中存储的各锂离子电池原始状态评估值对应的锂离子电池荷电状态评估偏差值进行比对，得到该锂离子电池原始状态评估值对应的锂离子电池荷电状态评估偏差值。

5、作为进一步的方法，锂离子电池原始状态评估值，具体分析过程为：

6、

7、式中，α为锂离子电池原始状态评估值，t为锂离子电池原始温度，d为锂离子电池原始电导率，cd为锂离子电池原始内部存储电荷量，t0为数据库中存储的锂离子电池参照原始温度，d0为数据库中存储的锂离子电池参照原始电导率，cd0为数据库中存储的锂离子电池参照原始内部存储电荷量，ε1为设定的锂离子电池原始温度的补偿因子，ε2为设定的锂离子电池原始电导率的补偿因子，ε3为设定的锂离子电池原始内部存储电荷量的补偿因子。

8、作为进一步的方法，对锂离子电池进行动态阳抗测试，获取锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，具体分析过程为：对锂离子电池进行动态阳抗测试，获取锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，锂离子电池动态阳抗测试状态数据集具体包括锂离子电池容量衰减值、锂离子电池电荷传输速率、锂离子电池电导率、锂离子电池界面损失、锂离子电池总阻抗。

9、作为进一步的方法，基于获取的锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，综合分析得到锂离子电池荷电状态评估值，具体分析过程为：基于获取的锂离子电池动态阳抗测试状态数据集，综合分析得到锂离子电池荷电状态评估值，锂离子电池荷电状态评估值作为判断锂离子电池荷电状态是否健康并判断锂离子电池是否需要替换的分析依据。

10、作为进一步的方法，锂离子电池荷电状态评估值，具体分析过程为：

11、

12、式中，β为锂离子电池荷电状态评估值，sj为锂离子电池容量衰减值，cv为锂离子电池电荷传输速率，dl为锂离子电池电导率，js为锂离子电池界面损失，zk为锂离子电池总阻抗，μ1为设定的锂离子电池容量衰减值的补偿因子，μ2为设定的锂离子电池电荷传输速率的补偿因子，μ3为设定的锂离子电池电导率的补偿因子，μ4为设定的锂离子电池界面损失的补偿因子，μ5为设定的锂离子电池总阻抗的补偿因子。

13、作为进一步的方法，将锂离子电池荷电状态评估偏差值与锂离子电池荷电状态评估值导入锂离子电池荷电特征模型，具体分析过程为：将锂离子电池荷电状态评估偏差值与锂离子电池荷电状态评估值导入锂离子电池荷电特征模型，综合分析得到锂离子电池荷电状态特征值，锂离子电池荷电状态特征值作为判断锂离子电池荷电状态是否健康并判断锂离子电池是否需要替换的分析依据。

14、作为进一步的方法，锂离子电池荷电特征模型，具体分析过程为：

15、δ＝(e+1)β-γ；

16、式中，δ为锂离子电池荷电状态特征值，β为锂离子电池荷电状态评估值，γ为锂离子电池荷电状态评估偏差值，e为自然常数。

17、作为进一步的方法，判断锂离子电池荷电状态是否健康，并判断锂离子电池是否需要替换，具体分析过程为：将锂离子电池荷电状态特征值与数据库中存储的锂离子电池荷电状态参照特征值进行比较；若锂离子电池荷电状态特征值高于或等于锂离子电池荷电状态参照特征值，则该锂离子电池荷电状态特征值对应的锂离子电池荷电状态健康，锂离子电池不需要替换；若锂离子电池荷电状态特征值低于锂离子电池荷电状态参照特征值，则该锂离子电池荷电状态特征值对应的锂离子电池荷电状态不健康，则将锂离子电池荷电状态特征值与数据库中存储的锂离子电池荷电状态界定特征值进行比较，若锂离子电池荷电状态特征值高于或等于锂离子电池荷电状态界定特征值，则锂离子电池不需要替换，若锂离子电池荷电状态特征值低于锂离子电池荷电状态界定特征值，则锂离子电池需要替换。

18、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：(1)本发明通过提供一种电池荷电状态的检测方法，通过获取的锂离子电池原始状态数据集，比对得到锂离子电池荷电状态评估偏差值，可以更准确地评估电池的荷电状态，避免传统检测方法存在的精度不高的问题，获取锂离子电池原始状态数据集并比对评估偏差值，可以实现对电池荷电状态的实时监测，及时发现电池性能下降或异常，保障电池安全可靠性，可以实现电池荷电状态的快速响应和调节，满足一些对响应速度要求高的应用场景，借助相对荷电状态评估偏差值，能够全面考量电池荷电状态变化情况，避免传统方法考虑不够全面的问题。

19、(2)本发明通过对锂离子电池进行动态阳抗测试，反应锂离子电池的荷电状态，对电池进行动态阳抗测试，通过锂离子电池动态特性反映锂离子电池的荷电状态，节约资源的同时，提高了检测的可行性和准确度，同时大大节约了时间成本，提高了检测效率，便于快速准确估算电池的荷电状态，这有助于了解电池的具体工作条件和荷电状态变化，动态阳抗测试是一种非侵入性测试方法，在测试过程中不需要对电池进行破坏性操作，免去了拆解或改变电池结构的必要，具有良好的测试可靠性和兼容性。

20、(3)本发明通过锂离子电池荷电特征模型，判断锂离子电池荷电状态是否健康，并判断锂离子电池是否需要替换，可以及时发现电池性能下降或出现异常情况，避免因电池故障或老化导致的损失，节省更换电池的成本，准确判断锂离子电池的荷电状态和健康状况，可以降低使用不良电池带来的安全风险，避免电池过充、过放、短路等情况造成的安全事故，通过分析锂离子电池的荷电特征，可以帮助优化电池的使用条件，延长电池的寿命，提高电池的循环次数和性能表现。