电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置与流程

1.本技术涉及电池管理系统技术领域，具体涉及电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置。


背景技术：

2.三元锂电池比磷酸铁锂电池拥有更高的能量密度，但三元锂电池比磷酸铁锂电池的安全风险更高，开发算法对三元锂电池进行安全评估检测来降低消费者使用风险，成为新能源公司研究的重点。析锂现象是动力电池使用过程中难以规避的。随着使用时间和使用次数的增加，动力电池的析锂程度也会越来越严重，当电池在生产过程中出现误入杂质或因工艺问题导致的极耳撕裂，极片压伤，极片翻折等缺陷后，其析锂速度将会大大加快，析锂对动力电池安全性影响很大，一般情况下析锂现象轻则影响动力电池的容量，降低使用者的体验，重则穿透隔膜导致电池短路进而引发电池热失控，对客户人身财产安全造成危害。现有析锂检测技术从电池析锂后内阻和容量变换的角度来检测电池析锂程度，但充电效率也是表征电池是否析锂的一个重要参数。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置，可以解决现有三元锂电池析锂速度快影响动力电池安全性和动力电池容量甚至导致电池短路的问题。
4.本技术提供了电池析锂检测方法，包括步骤：根据车辆历史充电数据提取有效充电数据，设定电芯20％对应的充电电压为起始电压v
start
，电芯70％对应的充电电压为结束电压v
end
；计算各电芯充电过程中的dv/dq满足：dv/dq＝diffvtemp/dq
tempout
，其中，dq
tempout
满足：dq
tempout
＝dq
temp
[k]，dq
temp
表示瞬时充入容量，k表示实际电压v
temp
与所述起始电压v
start
之间的距离，diffvtemp表示电压间隔；计算各电芯从v
start
充至v
start
+δv1的dv/dq峰值所对应电压vtemp的离群度，并计算各电芯从v
end-δv2充至v
end
的dv/dq峰值所对应电压vtemp的离群度；计算离群度大于预设阈值的出现次数count占充电总数的比值，若所述充电总数大于等于预设次数，且所述比值大于等于预设百分比，上报电芯析锂预警。
[0005]
在一些实施例中，当某电芯出现多个dv/dq峰值，选择首次出现的dv/dq峰值所对应的电压vtemp。
[0006]
在一些实施例中，所述离群度满足：outler(i)＝abs((vtemp_mean-vtemp[i])/vtemp_std)，其中，outler(i)表示第i个电芯的离群度，vtemp_mean表示所有电芯峰值的均值，vtemp[i]表示第i个电芯的峰值，vtemp_std表示所有电芯的标准差。
[0007]
在一些实施例中，δv1为0.1v；δv2为0.05v；所述预设阈值为4σ；所述预设次数为10；所述预设百分比为60％。
[0008]
在一些实施例中，根据所述有效充电数据，筛选充电开始soc≤20％且充电截止soc≥70％充电的充电过程以及充电次数编号j，遍历充电次数编号j以获得所述出现次数
count或所述充电总数。
[0009]
在一些实施例中，k满足：k＝(v
temp-v
start
)/diffvtemp+1，其中，diffvtemp＝dv，将每次充电电压划分为呈多个电压间隔dv0的一段数据，dv0＝0.01v。
[0010]
在一些实施例中，计算瞬时充入容量dq
temp
满足：dq
temp
＝δt*i，其中，δt为两条报文的时间差，δt的单位为小时，i为电流的绝对值，i的单位为安培。
[0011]
在一些实施例中，根据计算出的各电芯的dv/dq，挑选出dq
tempout
中的非正常数据且限定dv/dq＝0。
[0012]
本技术还提供一种电池管理系统，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的检测方法。
[0013]
本技术还提供一种用电装置，包括如上所述的电池管理系统。
[0014]
本技术的有益效果在于，该电池析锂检测方法，通过将一段完整的充电过程拆分为两段，计算各电芯从v
start
充至v
start
+δv1的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度，且计算各电芯从v
end-δv2充至v
end
的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度，能够在线检测电池是否出现影响行车安全的析锂情况，解决传统拆解电池的有损检测方法以及实验室测试手段识别极端工况的析锂情况，通过检测充电过程中电池充电效率的不一致性来检测电池是否出现析锂，对于析锂检测的准确性较高。
附图说明
[0015]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]
图1是本技术实施例提供的电池析锂检测方法的流程示意图；
[0017]
图2为本技术实施例各电芯的dv/dq峰值对应电压vtemp的示意图。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。
[0019]
本技术实施例中，参照图1，本技术该电池析锂检测方法，包括步骤：
[0020]
步骤1：提取车辆历史充电数据的有效充电数据，设定电芯20％对应的充电电压为起始电压v
start
，电芯70％对应的充电电压为结束电压v
end
；
[0021]
在本步骤1中，对提取的车辆历史充电数据进行清洗后获得有效充电数据，筛选充电数据中的充电开始soc≤20％且筛选充电截止soc≥70％充电的充电过程，删除不符合上述充电过程的充电数据；获取充电次数编号j；
[0022]
在本步骤1中，根据有效充电数据的温度平均值选择电池ocv曲线，根据电池ocv曲线，通过ocv表查找电芯20％对应的电压和电芯70％soc对应的电压。
[0023]
在本步骤1中，车辆历史充电数据包括：时间、电流、电压、soc、温度和充电状态，车辆历史充电数据通过车辆的bms采集获得。
[0024]
步骤2：计算各电芯充电过程中的dv/dq满足：
[0025]
dv/dq＝diffvtemp/dq
tempout
，
[0026]
其中，dq
tempout
满足：
[0027]
dq
tempout
＝dq
temp
[k]，
[0028]
dq
temp
表示瞬时充入容量，k表示实际电压v
temp
与所述起始电压v
start
之间的距离，diffvtemp表示电压间隔；
[0029]
在本步骤2中，瞬时充入容量dq
temp
即为每次充电形成的容量差，计算瞬时充入容量dq
temp
满足：
[0030]
dq
temp
＝δt*i，
[0031]
其中，δt为两条报文的时间差，δt的单位为小时，i为电流的绝对值，i的单位为安培；并且，若有一条报文电流为0，取另一条报文电流，若两条报文电流均不为0，取两条报文电流的平均值。
[0032]
在本步骤2中，k满足：
[0033]
k＝(v
temp-v
start
)/diffvtemp+1，
[0034]
其中，diffvtemp＝dv0，需要说明的是，对于每次充电过程，将每次充电电压划分为呈多个电压间隔dv0的一段数据。
[0035]
在本技术实施例中，dv0＝0.01v。
[0036]
步骤3：计算各电芯从v
start
充至v
start
+δv1的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度，并计算各电芯从v
end-δv2充至v
end
的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度；
[0037]
在本步骤3中，离群度满足：
[0038]
outler(i)＝abs((vtemp_mean-vtemp[i])/vtemp_std)，
[0039]
其中，outler(i)表示第i个电芯的离群度，vtemp_mean表示所有电芯峰值的均值，vtemp[i]表示第i个电芯的峰值，vtemp_std表示所有电芯的标准差；
[0040]
在本步骤3中，需要定义的是，对于步骤2计算出的各电芯的dv/dq，由于在步骤1中设定的起始点压v
start
，结束电压v
end
，而实际充电过程中一般不会出现v
start
充到v
end
的情况，所以步骤2中计算出的dqtempout中会存在很多属于非正常数据的情况，所以对于每次充电计算出的dv/dq，当dqtempout为非正常数据时，使用每个电芯的dv/dq等于0来做限制，保留其他dv/dq的值。
[0041]
在本步骤3中，在一些实施例中，δv1等于0.1v。
[0042]
在本步骤3中，在一些实施例中，δv2等于0.05v。
[0043]
在本步骤3中，在其他一些实施例中，当电芯出现的dv/dq峰值不限于为一个，即，当某电芯出现多个dv/dq峰值，选择首次出现的dv/dq峰值对应的电压vtemp，并且计算该首
次出现的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度。
[0044]
如图2所示，本技术实施例通过将一段完整的充电过程拆分为两段，分别计算两个充电段各个电芯dv/dq峰值所对应电压的离群度。
[0045]
步骤4：计算离群度大于预设阈值的出现次数count占充电总数的比值，若充电总数大于等于预设次数，且比值大于等于预设百分比，上报电池包析锂预警。
[0046]
在本步骤4中，遍历充电次数编号j获得充电总数；在一些实施例中，预设阈值等于4σ；预设次数等于10；预设百分比等于60％，若充电总数大于等于10次，且比值大于等于60％，上报电芯析锂预警，否则不报警。
[0047]
本技术还提供一种电池管理系统，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的检测方法。
[0048]
本技术还提供一种用电装置，包括如上所述的电池管理系统。
[0049]
本技术提供的电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置中，该电池析锂检测方法包括：本发明提供的方法通过将一段完整的充电过程拆分为两段，计算各电芯从v
start
充至v
start
+δv1的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度，且计算各电芯从v
end-δv2充至v
end
的dv/dq峰值对应电压vtemp的离群度，通过计算离群度大于预设阈值的出现次数占充电总数的比值，在充电总数大于等于预设次数且比值大于等于预设百分比时上报电芯析锂预警，从而本电池析锂检测方法能够在线检测电池是否出现影响行车安全的析锂情况，解决传统拆解电池的有损检测方法以及实验室测试手段识别极端工况的析锂情况，通过检测充电过程中电池充电效率的不一致性来检测电池是否出现析锂，对于析锂检测的准确性较高。本发明提供的方法通过云端大数据系统在线检测电池是否出现影响行车安全的析锂情况，解决了传统拆解电池的有损检测方法以及实验室测试手段识别极端工况的析锂情况；通过检测充电过程中电池充电效率的不一致性来检测电池是否出现析锂，对于析锂检测的准确性较高。
[0050]
以上对本技术实施例所提供的电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种电池析锂检测方法，其特征在于，包括步骤：根据车辆历史充电数据提取有效充电数据，设定电芯20％对应的充电电压为起始电压v
start
，电芯70％对应的充电电压为结束电压v
end
；计算各电芯充电过程中的dv/dq满足：dv/dq＝diffvtemp/dq
tempout
，其中，dq
tempout
满足：dq
tempout
＝dq
temp
[k]，dq
temp
表示瞬时充入容量，k表示实际电压v
temp
和所述起始电压v
start
的距离，diffvtemp表示电压间隔；计算各电芯从v
start
充至v
start
+δv1的dv/dq峰值所对应电压vtemp的离群度，并计算各电芯从v
end-δv2充至v
end
的dv/dq峰值所对应电压vtemp的离群度；计算离群度大于预设阈值的出现次数count占充电总数的比值，若所述充电总数大于等于预设次数，且所述比值大于等于预设百分比，上报电芯析锂预警。2.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，当某电芯出现多个dv/dq峰值，选择首次出现的dv/dq峰值所对应的电压vtemp。3.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，计算离群度为：outler(i)＝abs((vtemp_mean-vtemp[i])/vtemp_std)，其中，outler(i)表示第i个电芯的离群度，vtemp_mean表示所有电芯峰值的均值，vtemp[i]表示第i个电芯的峰值，vtemp_std表示所有电芯的标准差。4.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，δv1为0.1v；δv2为0.05v；所述预设阈值为4σ；所述预设次数为10；所述预设百分比为60％。5.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，根据所述有效充电数据，筛选充电开始soc≤20％且充电截止soc≥70％充电的充电过程以及充电次数编号j，遍历充电次数编号j以获得所述出现次数count或所述充电总数。6.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，k满足：k＝(v
temp-v
start
)/diffvtemp+1，其中，diffvtemp＝dv，将每次充电电压划分为呈多个电压间隔dv0的一段数据，dv0＝0.01v。7.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，计算瞬时充入容量dq
temp
满足：dq
temp
＝δt*i，其中，δt为两条报文的时间差，δt的单位为小时，i为电流的绝对值，i的单位为安培。8.根据权利要求1所述的电池析锂检测方法，其特征在于，根据计算出的各电芯的dv/dq，挑选出dq
tempout
中的非正常数据且限定dv/dq＝0。9.一种电池管理系统，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1～8任一项所述的检测方法。10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池管理系统。

技术总结
本申请公开了一种电池析锂检测方法、电池管理系统及用电装置，方法包括步骤：根据车辆历史充电数据提取有效充电数据，设起始电压V


技术研发人员：陈岩 王媛 高攀龙 张建彪
受保护的技术使用者：章鱼博士智能技术（上海）有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/8/6