[发明专利]一种磷酸铁锂动力电池循环寿命预测系统

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂动力电池循环寿命预测系统，所述系统包括磷酸铁锂动力电池检测子系统、检测信息分析子系统和循环寿命自识别子系统。所述磷酸铁锂动力电池检测子系统包括CT成像模块、电化学特性测量模块、充放电控制模块；所述检测信息分析子系统包括层析图像分析模块、结构信息处理模块；循环寿命自识别子系统包括形态学分析运算模块、智能预测模块。本发明可以解决处在不可视成型空间内磷酸铁锂动力电池循环寿命的动态、在线、多维地预测问题，而且更为重要的是能从电化学层析结构形态中定量地研究行驶状况中的磷酸铁锂动力电池形态与其循环寿命之间的规律，从而，为研究高性能的新能源汽车电池提供了一个有效的研究方法。

技术领域

本发明涉及一种用于电池生产检查系统，特别是涉及一种电动汽车磷酸铁锂动力电池循环寿命预测系统。

背景技术

动力电池作为新能源电动汽车的主要能量来源之一，其性能的好坏直接影响电动汽车运行性能和电动汽车产业发展的关键，根据电动汽车理论，为了满足电动汽车各种工况的需求，动力电池充放电电流不仅会随着行驶状况和驾驶员行为的变化而改变，而且动力电池本身还会受到温度和振动的冲击，这些作用将直接影响到动力电池的能量输出和循环寿命，因此，对其实时监测是保证动力电池和电动汽车高效而安全工作的关键技术之一。然而，对动力电池（如磷酸铁锂电池）循环寿命的检测与预测仍然是当今国内外动力电池检测领域的一个难题，它严重制约了电动汽车的发展和应用。

要检测磷酸铁锂动力电池的循环寿命，应该根据电池组成部分的结构形态与其性能之间的相互关系，通过综合测量与分析电池的结构形态和物理与化学性能来获取。然而，目前判断电池循环寿命的一般方法是通过对电池进行充放电循环试验，不仅难以真实地反映电池组成部分结构形态和物理化学性能的变化，而且，检测时间长、耗时和数据随机性大。

目前未有通过电池组成部分结构形态和物理化学性能的变化，来预测锂电池的循环寿命的专利。

发明内容

本发明的目的是针对上述现象，本发明提供了一种磷酸铁锂动力电池循环寿命预测系统,该系统它不仅能解决处在不可视成型空间内磷酸铁锂动力电池循环寿命的动态、在线、多维地预测问题，而且更为重要的是能从电化学层析结构形态中定量地研究行驶状况中的磷酸铁锂动力电池形态与其循环寿命之间的规律。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磷酸铁锂动力电池循环寿命预测系统，包括磷酸铁锂动力电池检测子系统、检测信息分析子系统和循环寿命自识别子系统；

所述磷酸铁锂动力电池检测子系统用于实时、在线地获取不同模拟工况下其对应的层析图像信息和电化学特性信息；

所述检测信息分析子系统用于结合电化学特性信息和磷酸铁锂动力电池工作原理进行层析图像分析处理，包括层析图像中的背景与分离、目标标度变换、亚像素插补的图像预处理和多模式目标特征图像的提取和测量，从而系统定量的获取代表磷酸铁锂动力电池层析结构形态目标的不同物理结构形态的层析图像，即目标层析结构图像；

所述循环寿命自识别子系统用于以磷酸铁锂动力电池层析结构形态与其循环寿命关系的层析图像为向导，根据电池层析结构形态和基于行驶状况的充放电方式与循环寿命之间的定量函数关系，从而预测使用工况中的电池循环寿命。

进一步地，所述磷酸铁锂动力电池检测子系统包括CT成像模块、电化学特性测量模块、充放电控制模块；

所述CT成像模块由X射线发生器和光电探测器构成，用于非破环性、实时地获取磷酸铁锂动力电池的三维层析图像，即电池层析图像；

所述电化学特性测量模块用于基于电化学分析方法，如循环伏安法、交流阻抗法，通过测量使用工况中的磷酸铁锂动力电池充放电对应的电流与电压等信息，来获取正负极材料的容量、电池内阻和充放电循环伏安性能等电化学特性信息；