1.基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,求取电池IC曲线;
S2,建立标准电池温度敏感特征点电压与温度定量关系;
S3,不同温度下IC曲线标准化变换;
S4,建立基于BOX‑COX的容量敏感特征点与容量关系所述步骤S2的实现包括选择温度敏感特征点:当电池温度降低时,电池内阻增加,动力学损失增加,主要体现在IC曲线整体向右偏移,IC曲线驻点电压值增加,此时选取驻点特征最为明显的IC第二驻点作为温度敏感特征点,建立温度敏感特征点电压与温度关系;
基于所选择的温度敏感特征点,步骤S2中建立温度敏感特征点电压与温度定量关系的具体方法如下:
首先选取两节未老化标准电池,将电池分别在固定环境温度‑5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃充分静置2小时,以保证电池内外温度一致;以0.1C对电池进行充放电循环,得到不同温度下充电曲线并求取IC曲线,提取不同温度下温度敏感特征点电压值,为了定量描述温度敏感特征点电压偏移与温度关系,以标准温度25℃为基准,将其他温度敏感特征点电压值与标准温度下温度敏感特征点电压值作差,得到温度与温度敏感特征点电压偏移值对应关系,并采用阿伦尼乌兹函数拟合得到温度敏感特征点电压偏移值与温度关系:其中a,b,c为拟合参数,T为温度,y为温度敏感特征点电压偏移值。
2.根据权利要求1所述的基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,所述步骤S3不同温度下IC曲线标准化变换的方法包括如下:根据阿伦尼乌兹拟合结果得到温度敏感特征点电压随温度变化定量关系,将高温下充电Q‑V曲线电压进行对应程度偏移,得到标准化温度后的Q‑V曲线,然后再次通过数值方法得到标准化温度处理后的IC曲线。
3.根据权利要求2所述的基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,所述高温下充电Q‑V曲线是指温度大于30℃的充电Q‑V曲线;所述将充电Q‑V曲线电压进行对应程度偏移是通过将温度带入拟合方程实现。
4.根据权利要求1所述的基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,所述步骤S4的实现包括容量敏感特征点的选择:随着电池不断老化,电池正负极活性材料和可循环锂离子逐渐损失,在IC曲线上主要表现为驻点高度逐渐降低,选择IC曲线第二驻点高度作为容量敏感特征点。
5.根据权利要求4所述的基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,基于权利要求4选择的容量敏感特征点,所述步骤S4的具体实现方法包括:利用Box‑Cox变换用来增加容量敏感特征点高度与电池SOH的线性度;
所述线性度采用线性回归方程表示:Y=Xβ+ε (2)其中,Y为因变量,X为自变量,β是系数矩阵,ε是误差;
所述Box‑Cox变换表示为:其中,等式右边,y为原变量,y对应的下标k表示第k个变量,λ是需要计算的转换参数,左边 表示转换后第k个变量。
6.根据权利要求5所述的基于“标准化温度”的宽温度范围下电池健康状态在线估测方法,其特征在于,所述步骤S4的具体实现方法还包括:将y逆转换表示为:
2
采用最大似然函数计算最佳λ,假设ε是独立且服从正态分布,且y符合y~(Xβ,σI),X为2
自变量矩阵,β为系数矩阵,σ为方差,I为单位矩阵,n为样本数,则最大似然函数表示为:(λ) 2
式(5)中,Y 表示转换后因变量,待测参数β和σ可以表示为:将式(6)带入(5)中,取对数形式可得到:求(7)式最大值可得到最佳λ;
再根据线性拟合公式(2),将变换后的容量敏感特征点高度与电池SOH拟合,建立SOH与容量敏感特征点高度的固定线性表达式。