基于容量增量法的防爆锂电池老化指标分析

陈继永^1,2，吴兆宏³，李金喜^1,4

1. 江苏工程职业技术学院航空与交通工程学院2. 江苏省智能网联汽车工程技术研究开发中心3. 安标国家矿用产品安全标志中心4. 中国矿业大学信息与控制工程学院

摘 要：现有防爆锂电池矿用机车电池管理系统中电池健康状态仅用于预测电池剩余使用寿命,不对电池老化原因进行分析,对电池维护缺乏指导意义。针对该问题,首先分析了导致锂电池老化的内部因素,即锂离子损耗、活性物质溶解、内阻增加;然后基于容量增量法原理,提出了一种防爆锂电池老化指标分析方法,根据锂电池容量增量曲线高度和横向位置分别对锂离子损耗、活性物质溶解、内阻增加导致的锂电池老化进行量化分析,得出了相应的老化指标;最后介绍了电池管理系统中计算锂电池容量增量和确定容量增量曲线峰谷点的方法。采用电池充放电试验分析了充放电次数和充放电倍率对电池老化的影响:防爆锂电池以较小充放电倍率操作时,随着充放电次数增加,锂电池老化主要为锂离子损耗和活性物质溶解导致的老化;增大电池充放电倍率对内阻增加导致的电池老化影响最大。该方法有助于防爆锂电池管理系统更准确地估算电池健康状态,并为电池维护和电池管理系统的参数设定提供依据。

关键词：矿用机车;防爆锂电池;电池管理系统;电池健康状态估算;电池老化;老化指标;容量增量法;