电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法和系统，包括：步骤1：在待测电池不同SOC态、不同倍率下的恒压充电过程中，采集电压、电流、时间信号；步骤2：在对应稳定电压下，获取待测电池的恒压充电曲线、充电曲线表征电流随时间的变化关系；步骤3：根据充电曲线，获取待测电池的电流波动曲线，并以该曲线表征短时傅里叶变换曲线；步骤4：根据傅里叶转换曲线展示的峰值，检测待测电池是否发生析锂。本发明专利技术通过傅里叶转换把无规则变化转化成频率变化，短时傅里叶转换使用加窗的方式，把整个时段过程分解成无数个等长的小过程，并且每个小过程接近处于稳态，对于识别微小突变的精准度更高。的精准度更高。的精准度更高。

【技术实现步骤摘要】
电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法和系统


[0001]本专利技术涉及电池
，具体地，涉及一种电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法和系统。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池在充电过程中的析锂行为，仍然存在不易识别，方法不合适等缺陷。电池在不同荷电状态(SOC态)下的快速充电过程中，是否析锂，一般需要拆解电池观测。
[0003]因此，有一种可以有效识别析锂的方法对于无损检测析锂行为的判定至关重要。
[0004]专利文献CN105866695B(申请号：CN201610255360.5)公开了一种充电电池析锂的检测方法、电池管理系统及电池系统。一方面，本专利技术实施例通过在充电电池进行脉冲充电的过程中，检测充电电池的充电电压与荷电状态，充电电池的充电电压作为第一电压，从而，从预设的开路电压与荷电状态之间的对应关系，获取荷电状态所对应的电压值，以作为第二电压，进而，根据第一电压和第二电压，判断充电电池在脉冲充电过程中是否发生析锂。然而该专利是通过电压判断是否发生析锂，和本专利技术采用的技术手段不同，也无法实现不同SOC态的电池在不同倍率下的充电过程检测。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法和系统。
[0006]根据本专利技术提供的电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，包括：
[0007]步骤1：在待测电池不同SOC态、不同倍率下的恒压充电过程中，采集电压、电流、时间信号；
[0008]步骤2：在对应稳定电压下，获取待测电池的恒压充电曲线、充电曲线表征电流随时间的变化关系；
[0009]步骤3：根据充电曲线，获取待测电池的电流波动曲线，并以该曲线表征短时傅里叶变换曲线；
[0010]步骤4：根据傅里叶转换曲线展示的峰值，检测待测电池是否发生析锂。
[0011]优选的，以电池在25℃下的1C放电容量作为分母，充电时通过容量截止使电池充电至预设SOC点的容量；
[0012]或测试电池在不同倍率下的充电动态SOC
‑
OCV电压曲线，充电时将电池充电至对应倍率下的电压；
[0013]采集信号使用电池测试系统连接的终端机进行信号采集，采集频率为100ms，采集每个时间点的实时电压值、实时电流值、容量值和能量值。
[0014]优选的，起始充电过程为恒流充电过程，在此阶段电流值为恒值，电压随时间不断上升，当电压或容量达到设定的SOC点的电压或容量，测试系统自动转为恒压充电模式，在此阶段，电压值为恒值，电流随时间不断降低，直到电流低于设定的电流值；
[0015]在充电过程中，以时间为x轴，电流和电压为y轴，获得电池的充电曲线。
[0016]优选的，在充电过程中，通过电池控制系统和识别系统，对电池的实时特征曲线信号进行识别，当信号识别系统识别到电池在充电过程中接近发生析锂所设定的预警阈值，将信号反馈给电池控制系统，对电池进行充电降流；
[0017]对于电池的全生命周期充电工作状态进行监测，当检测到电池有析锂风险后，将电池状态反馈给中控系统，由中控系统确认电池的安全状态是否继续进行工作，或进行功能限制，或进行售后维修。
[0018]优选的，根据短时傅里叶转换原理，把一个时域基信号转换成一个频率特征信号，以实现相关性，公式为：
[0019][0020]其中：STFT
z
(t,f)表示短时傅里叶函数；z(u)表示源信号函数；g
*
(u
‑
t)表示小窗信号函数；e
‑
i2πfu
表示自然常数下的一维傅里叶转换式；i表示虚数单位；u表示积分未知变量；t表示t时刻；f表示频率。
[0021]根据本专利技术提供的电池充电过程中的析锂判断及电池管理系统，包括：
[0022]模块M1：在待测电池不同SOC态、不同倍率下的恒压充电过程中，采集电压、电流、时间信号；
[0023]模块M2：在对应稳定电压下，获取待测电池的恒压充电曲线、充电曲线表征电流随时间的变化关系；
[0024]模块M3：根据充电曲线，获取待测电池的电流波动曲线，并以该曲线表征短时傅里叶变换曲线；
[0025]模块M4：根据傅里叶转换曲线展示的峰值，检测待测电池是否发生析锂。
[0026]优选的，以电池在25℃下的1C放电容量作为分母，充电时通过容量截止使电池充电至预设SOC点的容量；
[0027]或测试电池在不同倍率下的充电动态SOC
‑
OCV电压曲线，充电时将电池充电至对应倍率下的电压；
[0028]采集信号使用电池测试系统连接的终端机进行信号采集，采集频率为100ms，采集每个时间点的实时电压值、实时电流值、容量值和能量值。
[0029]优选的，起始充电过程为恒流充电过程，在此阶段电流值为恒值，电压随时间不断上升，当电压或容量达到设定的SOC点的电压或容量，测试系统自动转为恒压充电模式，在此阶段，电压值为恒值，电流随时间不断降低，直到电流低于设定的电流值；
[0030]在充电过程中，以时间为x轴，电流和电压为y轴，获得电池的充电曲线。
[0031]优选的，在充电过程中，通过电池控制系统和识别系统，对电池的实时特征曲线信号进行识别，当信号识别系统识别到电池在充电过程中接近发生析锂所设定的预警阈值，将信号反馈给电池控制系统，对电池进行充电降流；
[0032]对于电池的全生命周期充电工作状态进行监测，当检测到电池有析锂风险后，将电池状态反馈给中控系统，由中控系统确认电池的安全状态是否继续进行工作，或进行功能限制，或进行售后维修。
[0033]优选的，根据短时傅里叶转换原理，把一个时域基信号转换成一个频率特征信号，
以实现相关性，公式为：
[0034][0035]其中：STFT
z
(t,f)表示短时傅里叶函数；z(u)表示源信号函数；g
*
(u
‑
t)表示小窗信号函数；e
‑
i2πfu
表示自然常数下的一维傅里叶转换式；i表示虚数单位；u表示积分未知变量；t表示t时刻；f表示频率。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0037]1、傅里叶转换可以把无规则变化转化成频率变化，短时傅里叶转换使用“加窗”的方式，把整个时段过程分解成无数个等长的小过程，并且每个小过程接近处于稳态，对于识别微小突变的精准度更高；
[0038]2、傅里叶转换结果更有频率代表性，也更容易被软件和系统所识别；
[0039]3、使用此方法检测析锂，可以对处于不同SOC态的电池在不同倍率下的充电过程进行有效检测，较大程度地提高了检测精度；
[0040]4、使用该方法判定不同SOC态下电池不同倍率充电过程中出现析锂的相应电池管理系统，应用此方法可以对电池的析锂行为进行检测、识别和有效管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，其特征在于，包括：步骤1：在待测电池不同SOC态、不同倍率下的恒压充电过程中，采集电压、电流、时间信号；步骤2：在对应稳定电压下，获取待测电池的恒压充电曲线、充电曲线表征电流随时间的变化关系；步骤3：根据充电曲线，获取待测电池的电流波动曲线，并以该曲线表征短时傅里叶变换曲线；步骤4：根据傅里叶转换曲线展示的峰值，检测待测电池是否发生析锂。2.根据权利要求1所述的电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，其特征在于，以电池在25℃下的1C放电容量作为分母，充电时通过容量截止使电池充电至预设SOC点的容量；或测试电池在不同倍率下的充电动态SOC
‑
OCV电压曲线，充电时将电池充电至对应倍率下的电压；采集信号使用电池测试系统连接的终端机进行信号采集，采集频率为100ms，采集每个时间点的实时电压值、实时电流值、容量值和能量值。3.根据权利要求1所述的电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，其特征在于，起始充电过程为恒流充电过程，在此阶段电流值为恒值，电压随时间不断上升，当电压或容量达到设定的SOC点的电压或容量，测试系统自动转为恒压充电模式，在此阶段，电压值为恒值，电流随时间不断降低，直到电流低于设定的电流值；在充电过程中，以时间为x轴，电流和电压为y轴，获得电池的充电曲线。4.根据权利要求1所述的电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，其特征在于，在充电过程中，通过电池控制系统和识别系统，对电池的实时特征曲线信号进行识别，当信号识别系统识别到电池在充电过程中接近发生析锂所设定的预警阈值，将信号反馈给电池控制系统，对电池进行充电降流；对于电池的全生命周期充电工作状态进行监测，当检测到电池有析锂风险后，将电池状态反馈给中控系统，由中控系统确认电池的安全状态是否继续进行工作，或进行功能限制，或进行售后维修。5.根据权利要求1所述的电池充电过程中的析锂判断及电池管理方法，其特征在于，根据短时傅里叶转换原理，把一个时域基信号转换成一个频率特征信号，以实现相关性，公式为：其中：STFT
z
(t,f)表示短时傅里叶函数；z(u)表示源信号函数；g
*
(u
‑
t)表示小窗信号函数；e
‑
i2πfu
表示自然常数下的一维傅里叶转换式；i表示虚数单位；u表示积分未知变量；t表示t时刻；f表示频率。6.一种电池充电过...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹辉，聂荣荣，侯敏，刘婵，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：