机械工程学报

作者：姜久春, 高洋, 张彩萍, 王宇斌, 张维戈, 刘思佳

单位：1. 北京交通大学电气工程学院 北京 100044;2. 深圳普瑞赛思检测技术有限公司 深圳 518108

关键词：锂离子电池,老化模式,定量分析,健康状态,在线诊断；

基金：国家自然科学基金资助项目（U1664255）。

随着电动汽车的快速发展，高比能锂离子电池的衰减问题日益受到关注，其健康状态是耐久性管理的核心参数，对延长电池寿命提高系统可靠性至关重要。以三元材料锂离子电池为研究对象，基于正负极的开路电压模型，描述正负极和全电池的匹配关系并在全新电池尺度上重构其开路电压-荷电状态曲线，分析正负极匹配关系在电池经历各种老化模式后的演变特性，从而在全新电池尺度上重构老化电池的开路电压-荷电状态曲线，并据此提出了改进的锂离子电池老化模式无损定量诊断方法，克服了现有方法必须以电池的真实开路电压-荷电状态曲线为诊断依据的局限性，从而更加适用于实车在线应用。采用扩展卡尔曼滤波算法，从电池动态电流工况放电数据中辨识开路电压随放电容量的变化曲线，并使用所提出的老化诊断方法拟合该开路电压曲线，可以定量分析电池遭受的正极材料损失、负极材料损失和可用锂离子损失。在此基础上，提出电池最大可用容量的估计方法和真实开路电压-荷电状态曲线的辨识方法，结果表明，在动态工况下容量估计误差在1%以内，开路电压-荷电状态曲线的方均根误差在6 mV以内。该方法应用于电池组，可以实现电池组内各单体电池的最大可用容量和荷电状态一致性估计。

来源：2019年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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