基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鋰離子電池健康狀態(tài)估計(jì)技術(shù)

黎沖，王成輝，王高，魯宗虎，馬成智

(1. 國(guó)家能源集團(tuán)新疆能源有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 831499；2. 新疆工業(yè)云大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心有限公司，新疆 烏魯木齊 830026)

0 引言

鋰離子電池壽命是影響其在大規(guī)模儲(chǔ)能電站建設(shè)和電動(dòng)汽車應(yīng)用的關(guān)鍵因素[1]。而鋰離子電池壽命的重要表征之一就是其健康狀態(tài)（state of health，SOH）指標(biāo)[2]。快速、準(zhǔn)確地估計(jì)出鋰離子電池/電池組的健康狀態(tài)，將對(duì)反映電池剩余能量情況的荷電狀態(tài)（state of charge，SOC）估計(jì)[3]、電池管理系統(tǒng)（battery management system，BMS）均衡電池組電壓和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方面具有重要意義[4]。

目前，圍繞鋰離子健康狀態(tài)的相關(guān)研究主要圍繞表征健康狀態(tài)的因子提取和估計(jì)算法2個(gè)方面。在描述鋰離子電池健康狀態(tài)的特征因子挖掘方面，國(guó)內(nèi)外研究人員從不同測(cè)試工況下鋰電池充放電電流、電壓以及溫度等監(jiān)測(cè)量分析方面開展定量研究，文獻(xiàn)[5]在室溫1 C恒流充電條件下以電壓為[3.6 V，4.2 V]時(shí)段內(nèi)電流積分作為鋰電池的健康因子，并通過(guò)擬合三階多項(xiàng)式反映健康因子與電容容量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，驗(yàn)證其有效性；文獻(xiàn)[6]從恒流充電過(guò)程中[3.9 V，4.2 ]電池電壓時(shí)間間隔、特定時(shí)段電壓值和電流值構(gòu)建了3種表示電池健康狀態(tài)的特征變量，由此建立了高斯過(guò)程回歸的鋰電池SOH估計(jì)技術(shù)；文獻(xiàn)[7-8]通過(guò)分段化鋰電池放電過(guò)程中的電壓曲線，利用等時(shí)間間隔電壓差值，構(gòu)筑了電池健康狀態(tài)描述的因子向量；文獻(xiàn)[9]通過(guò)分析鋰電池充放電過(guò)程，形成14個(gè)不同時(shí)段電壓和溫度特征，通過(guò)分析特征間耦合關(guān)系，完成對(duì)不同特征變量影響的分析；……