【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電池，具體涉及一種基于eis的鋰離子電池快速分選方法。
技術(shù)介紹
1、動(dòng)力型和非動(dòng)力型鋰離子電池因其長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量密度、易回收和無(wú)記憶效應(yīng)等多重優(yōu)勢(shì)，在各種應(yīng)用場(chǎng)景中受到了廣泛關(guān)注。鋰離子電池的生產(chǎn)規(guī)模和應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大，同時(shí)新能源以及可再生能源領(lǐng)域也取得了迅速發(fā)展。
2、單體電池在生產(chǎn)過程中受到生產(chǎn)材料、工藝精度和生產(chǎn)環(huán)境的制約，即使同一批次的電池在出廠時(shí)就存在著先天的不一致性。在電池組充放電過程中，由于電池單體的不一致性會(huì)導(dǎo)致各個(gè)單體的充放電深度、溫度、電流大小的不一致，進(jìn)而導(dǎo)致每個(gè)電池單體的老化速率不一致，從而加劇電池組的老化速率。為了盡可能減小動(dòng)力電池單體間的不一致性，需要在電池成組前進(jìn)行電池分選。
3、國(guó)內(nèi)外廣泛采用的電池單體分選方法大多基于電池時(shí)域特征，大體上可分為靜態(tài)參數(shù)分選法、動(dòng)態(tài)參數(shù)分選法兩種。其中，靜態(tài)參數(shù)分選法還分為單參數(shù)和多參數(shù)分選兩種，單參數(shù)分選法相對(duì)而言測(cè)量參數(shù)容易，數(shù)據(jù)量較少，效率較高，但是，由于僅考慮單一參數(shù)，其分選得到的電池成組后的穩(wěn)定性難以得到保證。而多參數(shù)分選則需要評(píng)估容量、內(nèi)阻、能量等多個(gè)方面的參數(shù)，以多維度方式更全面評(píng)估電池性能，以完成更準(zhǔn)確的分選，這種方法可以彌補(bǔ)單參數(shù)分選的不足，但會(huì)增加測(cè)量時(shí)間和成本，并且仍無(wú)法反映動(dòng)態(tài)特性的變化。動(dòng)態(tài)參數(shù)分選法采用電池在充放電過程中動(dòng)態(tài)變化的參數(shù)，此方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)信息全面，成組后的電池單體能維持較好的動(dòng)態(tài)一致性。動(dòng)態(tài)參數(shù)分選法多采用電池充放電動(dòng)態(tài)特性曲線、ic曲線等電池曲線，通過提取曲線上參數(shù)點(diǎn)作為分選指
4、eis（electrochemical?impedance?spectroscopy,電化學(xué)阻抗譜）是一種常用的電池檢測(cè)方法，具有能反映電池內(nèi)部特性、物理意義強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能很好的表征電池不一致性，因此在電池分選方面具有很大的應(yīng)用潛力。但目前eis的測(cè)試以掃頻方法為主，其測(cè)試頻率在100khz到10mhz之間，然而進(jìn)行不一致性分選并不需要全部的頻率特征，選擇合適的頻率區(qū)間進(jìn)行不一致性分選是需要解決的一個(gè)問題；同時(shí)eis測(cè)試受夾具種類、夾具老化以及夾具夾緊力的影響，可能會(huì)導(dǎo)致eis產(chǎn)生測(cè)試漂移問題，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有鋰離子電池分選方法受夾具影響嚴(yán)重，以及eis測(cè)試采用掃頻的方法頻率范圍過大導(dǎo)致計(jì)算資源浪費(fèi)的技術(shù)問題，提出了一種鋰離子電池分選方法，可以解決上述問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、一種鋰離子電池分選方法，包括：
4、分選指標(biāo)選取步驟，找出受夾具影響小于設(shè)定閾值的電化學(xué)阻抗指標(biāo)作為分選指標(biāo)，所述電化學(xué)阻抗指標(biāo)包括電化學(xué)阻抗實(shí)部和電化學(xué)阻抗虛部；
5、分選頻率范圍選取步驟，包括：查找出使得所述分選指標(biāo)的離散度滿足設(shè)定范圍的頻率范圍，并作為分選頻率范圍；
6、激勵(lì)信號(hào)生成步驟，根據(jù)所述分選頻率范圍生成激勵(lì)信號(hào)；
7、鋰離子電池分選步驟，包括：
8、將所述激勵(lì)信號(hào)輸入至待分選的鋰離子電池，得到響應(yīng)電壓的時(shí)域信號(hào)，將激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域信號(hào)和響應(yīng)電壓的時(shí)域信號(hào)變換至頻域，分別為和，并根據(jù)和計(jì)算得到待分選的鋰離子電池的電化學(xué)阻抗；
9、獲取所述待分選的鋰離子電池的分選指標(biāo)；
10、將所有待分選的鋰離子電池的分選指標(biāo)采用聚類算法分成若干類，完成鋰離子電池分選。
11、在有的實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)生成步驟包括：生成激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)頻率序列，其中：
12、；
13、式中：?為第個(gè)激勵(lì)頻率，，為控制頻率遞增的系數(shù)，所述與所述分選頻率范圍的兩端界值相關(guān)，將設(shè)定時(shí)間范圍t內(nèi)所述l個(gè)激勵(lì)頻率的正弦信號(hào)疊加，得到激勵(lì)信號(hào)：
14、；
15、式中：、分別表示激勵(lì)頻率的正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)的幅值和相位，為所述分選頻率范圍的下限界值。
16、在有的實(shí)施例中，設(shè)定時(shí)間范圍t的確定方法為至少包括多個(gè)所對(duì)應(yīng)的周期。
17、在有的實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)生成步驟中系數(shù)采用對(duì)數(shù)取點(diǎn)的方法獲得：
18、；
19、為所述分選頻率范圍的上限界值。
20、在有的實(shí)施例中，所述分選指標(biāo)選取步驟包括：分別采用具有不同夾緊力的夾具夾持同一鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試得到電化學(xué)阻抗，計(jì)算各次測(cè)試之間電化學(xué)阻抗實(shí)部的偏移，以及電化學(xué)阻抗虛部的偏移，找出偏移小于設(shè)定閾值的作為鋰離子電池的分選指標(biāo)，所述分選指標(biāo)為電化學(xué)阻抗實(shí)部或者電化學(xué)阻抗虛部。
21、在有的實(shí)施例中，分選頻率范圍選取步驟包括：對(duì)同一型號(hào)的多個(gè)鋰離子電池的電化學(xué)阻抗曲線在不同頻率下的所述分選指標(biāo)進(jìn)行離散度分析，查找出使得所述分選指標(biāo)的離散度滿足設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍，作為分選頻率范圍。
22、在有的實(shí)施例中，分選頻率范圍選取步驟中通過變異系數(shù)表征離散度，包括：
23、分別計(jì)算原始頻率范圍內(nèi)所述分選指標(biāo)的變異系數(shù)，查找出大于設(shè)定閾值的變異系數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率，并據(jù)此確定所述分選頻率范圍，所述原始頻率范圍包括分選頻率范圍且大于所述分選頻率范圍。
24、在有的實(shí)施例中，鋰離子電池分選步驟中，待分選的鋰離子電池的電化學(xué)阻抗的計(jì)算方法為：
25、。
26、在有的實(shí)施例中，鋰離子電池分選步驟中，采用fft算法將激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域信號(hào)和響應(yīng)電壓的時(shí)域信號(hào)變換至頻域。
27、在有的實(shí)施例中，鋰離子電池分選步驟中，采用k-means聚類算法將所有待分選的鋰離子電池的分選指標(biāo)進(jìn)行分類。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本專利技術(shù)的鋰離子電池分選方法，首先通過查找出受夾具影響小的電化學(xué)阻抗指標(biāo)，并采用該電化學(xué)阻抗指標(biāo)作為后續(xù)分選步驟的分類依據(jù)，可以避免因夾具因素對(duì)電池分選的影響。通過設(shè)置分選頻率范圍，僅將使得分選指標(biāo)的離散度滿足設(shè)定范圍的頻率作為分選頻率，不再進(jìn)行全頻率掃頻，減少了數(shù)據(jù)處理量，提高了處理速度。
29、結(jié)合附圖閱讀本專利技術(shù)實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本專利技術(shù)的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
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1.一種鋰離子電池分選方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，激勵(lì)信號(hào)生成步驟包括：生成激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)頻率序列，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，設(shè)定時(shí)間范圍t的確定方法為至少包括多個(gè)所對(duì)應(yīng)的周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，激勵(lì)信號(hào)生成步驟中系數(shù)采用對(duì)數(shù)取點(diǎn)的方法獲得：
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，所述分選指標(biāo)選取步驟包括：分別采用具有不同夾緊力的夾具夾持同一鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試得到電化學(xué)阻抗，計(jì)算各次測(cè)試之間電化學(xué)阻抗實(shí)部的偏移，以及電化學(xué)阻抗虛部的偏移，找出偏移小于設(shè)定閾值的作為鋰離子電池的分選指標(biāo)，所述分選指標(biāo)為電化學(xué)阻抗實(shí)部或者電化學(xué)阻抗虛部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，分選頻率范圍選取步驟包括：對(duì)同一型號(hào)的多個(gè)鋰離子電池的電化學(xué)阻抗曲線在不同頻率下的所述分選指標(biāo)進(jìn)行離散度分析，查找出使得所述分選指標(biāo)的離散度滿足設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍，作為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，分選頻率范圍選取步驟中通過變異系數(shù)表征離散度，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，鋰離子電池分選步驟中，待分選的鋰離子電池的電化學(xué)阻抗的計(jì)算方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，鋰離子電池分選步驟中，采用FFT算法將激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域信號(hào)和響應(yīng)電壓的時(shí)域信號(hào)變換至頻域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，鋰離子電池分選步驟中，采用K-means聚類算法將所有待分選的鋰離子電池的分選指標(biāo)進(jìn)行分類。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池分選方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，激勵(lì)信號(hào)生成步驟包括：生成激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)頻率序列，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，設(shè)定時(shí)間范圍t的確定方法為至少包括多個(gè)所對(duì)應(yīng)的周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，激勵(lì)信號(hào)生成步驟中系數(shù)采用對(duì)數(shù)取點(diǎn)的方法獲得：
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方法，其特征在于，所述分選指標(biāo)選取步驟包括：分別采用具有不同夾緊力的夾具夾持同一鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試得到電化學(xué)阻抗，計(jì)算各次測(cè)試之間電化學(xué)阻抗實(shí)部的偏移，以及電化學(xué)阻抗虛部的偏移，找出偏移小于設(shè)定閾值的作為鋰離子電池的分選指標(biāo)，所述分選指標(biāo)為電化學(xué)阻抗實(shí)部或者電化學(xué)阻抗虛部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鋰離子電池分選方...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白洪超，于沛然，張新，王文，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：青島艾諾儀器有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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