一种锂离子电池直流内阻测试方法及系统与流程

本发明涉及电池测试，特别是涉及一种锂离子电池直流内阻测试方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、内阻是新能源汽车及储能领域的锂离子电池关键参数之一，详细、准确的内阻测量结果对于电池状态(例如soc、soh、sop和sof)进行准确估计及预测至关重要。

3、锂离子电池内阻的测试一般分为交流内阻和直流内阻。对于单体电池，一般以交流内阻来进行评价，交流内阻一般通过交流阻抗仪进行测试，通常称为欧姆内阻。但对于锂离子电池成组后的大型电池组应用，如电动车用电源系统来说，由于测试设备等方面的限制，不能或不方便来直接进行交流内阻的测试，因此对于成组前的电芯也会进行直流内阻的测量，以便于从单体电池层级来评价电池组的特性进行单体电池的研究及评价。

4、一般认为直流内阻测试出来的结果就是锂离子电池在工作过程中表现出来的阻抗，在实际应用中，也多用直流内阻来评价电池的健康度，进行寿命预测，以及进行系统soc、输出/输入能力等的估计。在生产中，可以用来检测故障电池如微短路等现象。

5、现有技术中针对锂离子电池直流内阻测试的方法和仿真很多，美国《freedom car电池测试手册》中，通过对锂离子电池施加5c或更高的放电电流，充电电流为放电电流的75％，测试持续时间为10s对锂离子电池进行直流内阻测试，具体电流的选择根据电池的特性来制定。日本jevsd713 2003的测试方法，首先建立0～100％soc下电池的电流—电压特性曲线，分别以1c、2c、5c、10c的电流对设定soc下的电池进行交替充电或放电，充电或放电时间分别为10s。在我国的现有规范中提出的测试方法，测试持续时间为5s，充电测试电流为3c，放电测试电流为9c。

6、发明专利cn116577682a公开了一种二次电池直流内阻的分解测试方法，将二次电池即大电池转换成拆解后的小电池，计算各个内阻。发明专利cn115902677a公开了一种锂离子电池直流内阻参数的获取方法，通过每次测试固定温度及倍率的持续充放电测试，只需进行初始状态的soc调整即可，不再需要对每个soc点进行调整，后期数据处理中只需对连续的soc进去取点即可，有效节省内阻参数精确获取的时间。

7、发明专利cn113138348b公开了一种锂电池的检测方法及装置，充分考虑了锂离子在固相材料中传质扩散的平衡时间，延长充放电测试时间延长了充电时间，并通过先充电后放电或者先放电后充电的正向与反向以相同电流倍率充放电的方法，快速消除极化，使锂电池快速达到平衡态，同时确保该步骤前后的锂电池剩余电量一致，避免采集时间较短，锂电池内部锂离子的传质还未达到动态平衡时，此时直流内阻偏低，工作电压偏高。同时至少一个充放电循环过程，获得获取每个充放电循环过程结束时锂电池的电压平均值，使得第二电压更加精确。

8、综上所述，现有技术中的锂离子电池直流内阻测试方法均未着重考虑脉冲时间对直流内阻测试结果的影响；此外，若应用现有技术中的直流内阻测试方法进行不同放电深度、不同脉冲时间下的锂离子电池直流内阻测试，则测试周期较长，影响测试效率。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池直流内阻测试方法及系统，提高直流内阻测试效率，减少整体测试时间。

2、第一方面，本发明提供了一种锂离子电池直流内阻测试方法；

3、一种锂离子电池直流内阻测试方法，包括：

4、选取性能一致的多组锂离子电池，采集其交流电阻值；

5、分别在不同脉冲时间和放电深度条件下，对锂离子电池循环进行恒流放电直流内阻测试，获取各循环中的直流内阻值；

6、以放电深度和脉冲时间为自变量，直流内阻为因变量，构建多项式方程，根据不同脉冲时间和放电深度条件下交流电阻值和直流内阻值对多项式方程进行多项式曲线拟合，生成仿真测算模型；

7、获取待测试锂离子电池的放电深度、脉冲时间和实测交流电阻值并输入仿真测算模型进行处理，获取对应的直流内阻值。

8、进一步的，所述根据不同脉冲时间和放电深度条件下交流电阻值和直流内阻值对多项式方程进行多项式曲线拟合，生成仿真测算模型包括：

9、根据交流电阻值和同一放电深度、不同脉冲时间条件下所测得的直流内阻值，对多项式方程进行二项式曲线拟合，获取多项式方程的系数项及常数项；

10、对不同放电深度下的系数项进行六项式曲线拟合，获取系数项的最终参数，生成仿真测算模型。

11、进一步的，所述仿真测算模型表示为：

12、r(x,t)＝f1(x)t2+f2(x)t+f3(x)+c

13、其中，r为直流内阻值，x为放电深度，t为脉冲时间，c为实测交流电阻值。

14、进一步的，所述放电深度为0％*电池额定容量～90％*电池额定容量，所述脉冲时间分布于10s～30s。

15、进一步的，所述分别在不同脉冲时间和放电深度条件下，对锂离子电池循环进行恒流放电直流内阻测试包括：

16、步骤1、对锂离子电池进行恒流充电；

17、步骤2、将电池搁置0.5h～1.5h；

18、步骤3、将锂离子电池1c1恒流放电10s～30s，搁置55s～65s，1c1恒流充电10s～30s，搁置9min～11min，计算锂离子电池的直流内阻值；

19、步骤4、将锂离子电池1c1恒流放电5min～7min，搁置0.5h～1.5h；

20、多次循环执行步骤2～步骤4。

21、优选的，直流内阻测试中，将锂离子电池的电压范围控制在2.5v～3.65v。

22、优选的，根据hppc法，计算直流内阻值。

23、进一步的，使用电压内阻仪采集锂离子电池的交流电阻值。

24、第二方面，本发明提供了一种锂离子电池直流内阻测试系统；

25、一种锂离子电池直流内阻测试系统，基于上述述的锂离子电池直流内阻测试方法，包括：

26、数据采集模块，用于获取待测试锂离子电池的放电深度、脉冲时间和实测交流电阻值；

27、直流内阻测试模块，用于将待测试锂离子电池的放电深度、脉冲时间和实测交流电阻值输入仿真测算模型进行处理，获取对应的直流内阻值。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本发明提供的技术方案，采用交流电阻(acr)和直流内阻测试(dcir)相关联的原理，通过acr评估电池单体的dcir；在acr不变的基础上，从放电深度(dod)、脉冲时间2个维度综合考虑，多方位、高精度进行拟合，得到完整的dod取值范围0％～90％、脉冲时间取值范围10～30s的仿真测算模型；仅需使用电压内阻仪测得acr值后，将dod、脉冲时间2个维度的可变参数代入仿真测算模型，即可以计算就得到不同dod、不同脉冲时间下的锂离子电池直流内阻结果，方便快捷。

30、2、本发明提供的技术方案，得出最终的仿真测算模型后，不必做繁琐的直流内阻测试，不受实验环境、实验条件的限制就能对电池单体的dcir进行评估，只需要对电池的交流电阻值进行测试，仅将所需放电深度、脉冲时间及交流电阻值代入仿真测算模型计算，即可得到直流内阻值，且计算值与实际测试值的误差能控制在3.7％以内。

31、3、本发明提供的技术方案，将放电深度及脉冲时间作为决定直流内阻值的2个维度，有助于将直流内阻值计算得更准确，提高计算精度；将交流电阻值作为直流内阻值随放电深度及脉冲时间变化关系函数中的一个常数项，使得交流电值作为直流内阻值计算函数的一部分，更贴合实际情况，能够更准确地对直流内阻值进行仿真测算。