锂离子电池的内阻测量方法、装置、设备及介质与流程

本公开涉及电池内阻检测，尤其涉及一种锂离子电池的内阻测量方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在锂离子电池的开发过程中，有人提出使用简化的方法，将直流内阻(directcurrent internal resistance，dcr)分解为欧姆内阻ro、电荷转移内阻rct和扩散内阻rd，从而明确内阻降低的重点方向，为设计低内阻锂离子电池提供参考，同时加快电芯的设计、开发和测试周期。

2、直流内阻作为行业内快速评估锂离子电池内阻的性能指标，测试方法已经较为成熟。相关技术中用于内阻分解的直流内阻是在一定的倍率下对电池进行脉冲充放电一定时间后，通过计算该时间内电池的电压变化和脉冲电流的比值得到。目前直流内阻分解方法认为直流内阻可分解为欧姆内阻ro、电荷转移内阻rct和扩散内阻rd三个部分，分别对应着电子/离子传输过程、电荷转移过程和物质转移过程。但实际上通用的直流内阻测试脉冲电流持续时间较短(一般为10s)，该时间内电池电压的变化可以体现欧姆内阻ro和电荷转移内阻rct对应的物理过程，但是并不能完整地体现扩散内阻rd对应的物理过程；而且随着脉冲电流充放电时间变长，电池本身的平衡电位的变化也会逐渐增大，这一部分所引起的电压变化并不能和内阻相对应；因此，以上两个因素导致现有直流内阻分解方法所计算得出的扩散内阻rd会偏离真实值，在电芯开发过程中使用现有内阻分解方法存在误导开发方向的风险。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种锂离子电池的内阻测量方法、装置、设备及介质。

2、第一方面，本公开提供了一种锂离子电池的内阻测量方法，包括：

3、以第一电流对电芯进行充电或放电，充电或放电的时长大于时长阈值；

4、在充电或放电停止后，获取所述电芯在静置过程中的实时电压，并提取其中静置第一时长后的第一电压以及静置第二时长后的第二电压；

5、基于所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压，利用电压、电流和内阻之间的计算关系，确定所述电芯的扩散内阻；

6、其中，所述第一时长小于所述第二时长，所述第二时长为所述实时电压的变化率小于或等于电压变化率阈值时对应的静置时长。

7、可选地，所述基于所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压，利用电压、电流和内阻之间的计算关系，确定所述电芯的扩散内阻，包括：

8、计算所述第二电压和所述第一电压的绝对差值；

9、确定所述绝对差值与所述第一电流的比值为所述电芯的扩散内阻。

10、可选地，在所述以第一电流对电芯进行充电或放电之前，还包括：

11、获取所述电芯的荷电状态为第一荷电状态时对应的交流内阻；其中，所述第一荷电状态为所述电芯在进行充放电之前的初始荷电状态或预先设置的荷电状态；

12、基于所述交流内阻，确定电芯的欧姆内阻；其中，所述欧姆内阻的阻值等于所述交流内阻的阻值。

13、可选地，所述第一电流为恒定电流，所述以第一电流对电芯进行充电或放电，包括：

14、对所述电芯进行放电或充电，使得所述电芯的荷电状态达到参考荷电状态；

15、以所述第一电流对所述电芯进行充电或放电，直至所述电芯的荷电状态达到所述第一荷电状态时停止，所述电芯的荷电状态由所述参考荷电状态到所述第一荷电状态的充电或放电时长大于所述时长阈值；

16、其中，所述参考荷电状态与所述第一荷电状态不相等。

17、可选地，所述方法还包括：

18、获取电芯在充电或放电停止时的第三电压；

19、基于所述第一电流、所述第一电压、所述第三电压和所述欧姆内阻，利用电压、电流和内阻之间的计算关系以及内阻分解公式，确定所述电芯的电荷转移内阻。

20、可选地，所述基于所述第一电压、所述第三电压和所述欧姆内阻，确定所述电芯的电荷转移内阻，包括：

21、计算所述第一电压和所述第三电压的电压差值；

22、计算所述电压差值与所述第一电流的比值；

23、确定所述比值与所述欧姆内阻的差值为所述电芯的电荷转移内阻。

24、可选地，所述方法还包括：

25、确定所述扩散内阻、所述欧姆内阻和所述电荷转移内阻之和为所述电芯的直流内阻。

26、第二方面，本公开还提供了一种锂离子电池的内阻测量装置，包括：

27、充放电模块，用于以第一电流对电芯进行充电或放电，充电或放电的时长大于时长阈值；

28、获取模块，用于在充电或放电停止后，获取所述电芯在静置过程中的实时电压，并提取其中静置第一时长后的第一电压；以及获取静置第二时长后的第二电压；

29、确定模块，用于基于所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压，利用电压、电流和内阻之间的计算关系，确定所述电芯的扩散内阻；

30、其中，所述第一时长小于所述第二时长，所述第二时长为所述实时电压的变化率小于或等于电压变化率阈值时对应的静置时长。

31、第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；

32、所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行上述任一种所述方法的步骤。

33、第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令使计算机执行上述任一种所述方法的步骤。

34、本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

35、在本公开提供的技术方案中，通过较长时间的静置，使得电芯的物质转移过程能够完全进行，可以完整地体现扩散内阻rd对应的物理过程；并且计算扩散内阻rd时，电芯内无电流经过，消除了平衡电位变化对计算结果的影响，从而提高了扩散内阻rd的准确性，加速电芯开发的同时确保开发方向的正确性，为锂离子电池和电动车辆的开发提供可靠的数据指导。

技术特征：

1.一种锂离子电池的内阻测量方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压，利用电压、电流和内阻之间的计算关系，确定所述电芯的扩散内阻，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述以第一电流对电芯进行充电或放电之前，还包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一电流为恒定电流，所述以第一电流对电芯进行充电或放电，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一电压、所述第三电压和所述欧姆内阻，确定所述电芯的电荷转移内阻，包括：

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种锂离子电池的内阻测量装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本公开涉及锂离子电池的内阻测量方法、装置、设备及介质，该方法包括：以第一电流对电芯进行充电或放电，充电或放电时长大于时长阈值；在充电或放电停止后，获取电芯在静置过程中的实时电压，并提取其中静置第一时长后的第一电压以及静置第二时长后的第二电压；基于第一电流、第一电压和第二电压，利用电压、电流和内阻之间的计算关系，确定电芯的扩散内阻；第一时长小于第二时长，第二时长为实时电压的变化率小于或等于电压变化率阈值时对应的静置时长。通过较长时间的静置，使得电芯的物质转移过程能够完全进行，完整地体现扩散内阻对应的物理过程；且计算内阻时电芯内无电流，消除了平衡电位变化对计算结果的影响，提高了扩散内阻的准确性。

技术研发人员：陈涛,张鹏
受保护的技术使用者：北京车和家汽车科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7