從電池故障的機制和運行環節的數據兩個角度進行介紹新能源汽車動力電池檢測與評估的方法。評估的目標有兩個方面,一方面是做電池性能評估,就是評估電池組使用過程中衰退的情況;另一方面是關于安全的評估,會不會著火、熱失控等。把實驗室檢測、現場評估和遠程評估三者的數據融合起來共同解決一個問題。
現在預測電池衰退用內阻和容量,但容量不易獲取,且容量不能表征電池衰退的本質。例如一個電池從100%衰退到90%,可以有各種不同原因的衰退,所以單純用容量并不能表征衰退的本質。通過上圖可以看到,這些峰的面積和高度可以表征正極材料、負極材料和鋰離子的損失,這些參數都與電池衰退相關。
把IC曲線中得到的特征參數做一個主成分回歸,后得到一個模型。利用這個模型,就能夠得到在不完全充電的情況下估計電池容量的方法。因為電池在實際使用過程中不可能做到全充全放,且為了安全,也不會設計到100%去用,所以不完全充電估計電池容量的方法是很重要的。現在這個方法的誤差是在2%以內,對于容量估計是足夠精確的。
第二個要解決的問題就是關于鋰離子電池容量“跳水”。從上圖可以看到,容量衰退有兩個階段,第一階段非常緩慢,第二階段是非常快的,表現為在某個點突然加速衰退。所以問題就集中在電池為何突然加速衰退,以及能不能提前預知轉折點。如果可以提前知道,比如還有一百次循環,容量就會跳水,就可以提前采取一些措施來解決這個問題,從而避免容量快速衰退之后的諸多問題,包括電池膨脹,甚至起火等。
通過設計實驗,分析容量“跳水”的機制。從負極情況、正極情況、鋰離子情況三個方面,分析在不同溫度、不同放電倍率條件下容量“跳水”的原因。得到表征參數之后,就可以通過模型進行實時的加速衰退識別,從而預知并及時更換即將出現“跳水”的電池。
用容量、電壓還有幾個參數里面的峰值,進行一系列的檢測算法,實現分析和分類。用類似的一維高斯分布圖,有些特別的電池發生一些特殊的情況會成為離群點。
標簽:動力電池檢測