電池健康狀態(tài)的檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及電池系統(tǒng)與流程
本公開涉及電池,尤其涉及一種電池健康狀態(tài)的檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及電池系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、電池健康狀態(tài)檢測在當(dāng)今日益普及的電池應(yīng)用中具有重要的意義。隨著電動車、可穿戴設(shè)備、移動設(shè)備和可再生能源系統(tǒng)等的快速發(fā)展,電池的可靠性和性能對于用戶的體驗和設(shè)備的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。然而,電池在長期使用過程中會受到容量衰減、內(nèi)阻增加、自放電和溫度效應(yīng)等因素的影響,從而導(dǎo)致其健康狀態(tài)下降。
2、電池的極化過程包括電化學(xué)極化和濃差極化,通過電池極化過程中的相關(guān)參數(shù)的提取可以有效反映電池健康狀態(tài)信息。快速的電池極化會導(dǎo)致電池的溫度升高更為劇烈,極化過程中的化學(xué)反應(yīng)和電流流動會產(chǎn)生熱量,快速的極化過程會加快熱量的積累和分布,使電池溫度更快升高。然而電池極化過慢則反映了電池內(nèi)部阻礙電化學(xué)反應(yīng)和鋰離子擴散阻力太大,影響電池充放電效率。電化學(xué)極化過程中,電化學(xué)反應(yīng)過程不夠快速,濃差極化過程中,電化學(xué)反應(yīng)足夠快速,因此電化學(xué)極化過程和濃差極化過程應(yīng)該分布在一個正常的范圍內(nèi),電化學(xué)極化過程和濃差極化過程的電池的阻抗可以反映電池的健康狀態(tài)。
3、現(xiàn)有技術(shù)是采用電池電化學(xué)阻抗譜eis(electrochemical impedancespectroscopy)研究電池健康狀態(tài),通過檢測覆蓋低頻到高頻的整個頻域中,各個頻率下的阻抗,從電池電化學(xué)阻抗譜參數(shù)變化診斷出電池是否健康,是否發(fā)生故障;或是將電池放置較長時間,在時域范圍內(nèi),獲取電池的阻抗,判斷電池的健康狀態(tài),這兩種方法都非常耗時且工作量大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中無法快速、簡便的對電池的健康狀態(tài)進行檢測的缺陷,提供一種電池健康狀態(tài)的檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及電池系統(tǒng)。
2、本公開是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:
3、第一方面,提供一種電池健康狀態(tài)的檢測方法,所述檢測方法包括:
4、獲取待測電池在目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的實際阻抗值;
5、獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的理論阻抗范圍值;
6、基于所述實際阻抗值和所述理論阻抗范圍值,對所述待測電池的健康狀態(tài)進行檢測;
7、其中,所述目標(biāo)頻率包括第一目標(biāo)頻率和第二目標(biāo)頻率,所述實際阻抗值包括所述第一目標(biāo)頻率對應(yīng)的第一實際阻抗值,及所述第二目標(biāo)頻率對應(yīng)的第二實際阻抗值;
8、所述第一實際阻抗值表征所述待測電池在電化學(xué)極化過程,所述第二實際阻抗值表征所述待測電池在濃差極化過程。
9、較佳地,所述第一目標(biāo)頻率為中頻段的至少一個;
10、所述第二目標(biāo)頻率為低頻段的至少一個。
11、較佳地,所述獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的理論阻抗范圍值的步驟包括:
12、向若干處于健康狀態(tài)的樣本測試電池輸入所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵,獲取所述樣本測試電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的樣本阻抗值;
13、基于若干所述樣本阻抗值得到所述理論阻抗范圍值。
14、較佳地,所述基于所述實際阻抗值和所述理論阻抗范圍值,對所述待測電池的健康狀態(tài)進行檢測的步驟包括:
15、基于所述理論阻抗范圍值訓(xùn)練得到預(yù)設(shè)電池狀態(tài)檢測模型;
16、將所述實際阻抗值輸入至所述預(yù)設(shè)電池狀態(tài)檢測模型,輸出所述待測電池的健康狀態(tài)。
17、較佳地,所述基于所述實際阻抗值和所述理論阻抗范圍值,對所述待測電池的健康狀態(tài)進行檢測的步驟包括:
18、判斷所述實際阻抗值是否符合所述理論阻抗范圍值;
19、若是,則確定所述待測電池的健康狀態(tài)為健康;
20、若否,則確定所述待測電池的健康狀態(tài)為不健康。
21、較佳地,所述獲取待測電池在目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的實際阻抗值步驟包括:
22、以pwm(pulse width modulation,脈沖寬度調(diào)制)波作為載波生成所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵;
23、將所述正弦波激勵輸入至所述待測電池,獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的所述實際阻抗值;
24、和/或,在不同的測試參數(shù)下,獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的所述實際阻抗值。
25、較佳地,所述獲取待測電池在目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的實際阻抗值步驟包括:
26、獲取所述待測電池在所述第一目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的第一阻抗實部值和第一阻抗虛部值;
27、獲取所述待測電池在所述第二目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的第二阻抗實部值和第二阻抗虛部值;
28、基于所述第一阻抗實部值和所述第一阻抗虛部值,計算得到所述第一實際阻抗值;
29、基于所述第二阻抗實部值和所述第二阻抗虛部值,計算得到所述第二實際阻抗值。
30、第二方面,還提供一種電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng),所述檢測系統(tǒng)包括:
31、實際阻抗獲取模塊,用于獲取待測電池在目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的實際阻抗值;
32、理論阻抗獲取模塊,用于獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的理論阻抗范圍值;
33、檢測模塊,用于基于所述實際阻抗值和所述理論阻抗范圍值,對所述待測電池的健康狀態(tài)進行檢測;
34、其中,所述目標(biāo)頻率包括第一目標(biāo)頻率和第二目標(biāo)頻率,所述實際阻抗值包括所述第一目標(biāo)頻率對應(yīng)的第一實際阻抗值,及所述第二目標(biāo)頻率對應(yīng)的第二實際阻抗值;
35、所述第一實際阻抗值表征所述待測電池在電化學(xué)極化過程,所述第二實際阻抗值表征所述待測電池在濃差極化過程。
36、較佳地,所述第一目標(biāo)頻率為中頻段的至少一個;
37、所述第二目標(biāo)頻率為低頻段的至少一個。
38、較佳地,所述理論阻抗獲取模塊還用于向若干處于健康狀態(tài)的樣本測試電池輸入所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵,獲取所述樣本測試電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的樣本阻抗值;基于若干所述樣本阻抗值得到所述理論阻抗范圍值。
39、較佳地,所述檢測模塊包括:
40、模型訓(xùn)練單元,用于基于所述理論阻抗范圍值訓(xùn)練得到預(yù)設(shè)電池狀態(tài)檢測模型;
41、健康檢測單元,用于將所述實際阻抗值輸入至所述預(yù)設(shè)電池狀態(tài)檢測模型,輸出所述待測電池的健康狀態(tài)。
42、較佳地,所述檢測模塊還用于判斷所述實際阻抗值是否符合所述理論阻抗范圍值;若是,則確定所述待測電池的健康狀態(tài)為健康;若否,則確定所述待測電池的健康狀態(tài)為不健康。
43、較佳地,所述實際阻抗獲取模塊包括:
44、激勵生成單元,用于以pwm波作為載波生成所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵;
45、阻抗獲取單元,用于將所述正弦波激勵輸入至所述待測電池,獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的所述實際阻抗值;
46、和/或,所述實際阻抗獲取模塊還用于在不同的測試參數(shù)下,獲取所述待測電池在所述目標(biāo)頻率的正弦波激勵對應(yīng)的所述實際阻抗值。
47、較佳地,所述實際阻抗獲取模塊還用于獲取所述待測電池在所述第一目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的第一阻抗實部值和第一阻抗虛部值;獲取所述待測電池在所述第二目標(biāo)頻率的正弦波激勵下對應(yīng)的第二阻抗實部值和第二阻抗虛部值;基于所述第一阻抗實部值和所述第一阻抗虛部值,計算得到所述第一實際阻抗值;基于所述第二阻抗實部值和所述第二阻抗虛部值,計算得到所述第二實際阻抗值。
48、第三方面,還提供一種電池系統(tǒng),包括上述的電池健康狀態(tài)的檢測系統(tǒng)。
49、第四方面,還提供一種電子設(shè)備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并用于在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)上述的電池健康狀態(tài)的檢測方法。
50、第五方面,還提供一種計算機存儲介質(zhì),其上存儲有計算機程序,所述計算機程序在由處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的電池健康狀態(tài)的檢測方法。
51、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上,上述各優(yōu)選條件,可任意組合,即得本公開各較佳實例。
52、本公開的積極進步效果在于:
53、本公開的電池健康狀態(tài)的檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及電池系統(tǒng),無需對覆蓋從低頻段到高頻段的整個頻域?qū)?yīng)的阻抗進行檢測,只需在頻域內(nèi)定點選取能夠反映電化學(xué)極化過程和濃差極化過程的目標(biāo)頻率,獲取目標(biāo)頻率下電池的阻抗值,進而對電化學(xué)極化過程和濃差極化過程中電池的健康狀態(tài)進行檢測,省時省力,可以快速、簡便的對電池的健康狀態(tài)進行檢測。
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網(wǎng)址: 電池健康狀態(tài)的檢測方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)及電池系統(tǒng)與流程 http://m.u1s5d6.cn/newsview1549435.html
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