[发明专利]锂离子电池双因素不一致性预测方法及装置有效
申请号: | 201811624444.7 | 申请日: | 2018-12-28 |
公开(公告)号: | CN109840353B | 公开(公告)日: | 2023-04-07 |
发明(设计)人: | 王琳舒;卢世刚;赵挺;江丹平;史碧梦 | 申请(专利权)人: | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06F111/10 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 王莹;吴欢燕 |
地址: | 101407 北京市怀*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锂离子电池 因素 不一致性 预测 方法 装置 | ||
1.一种锂离子电池双因素不一致性预测方法,其特征在于,包括:
获取决定电池性能的两种电池工艺参数统计值;其中,每种电池工艺参数统计值包括电池设计参数数值和生产过程的工艺参数偏差值的统计值;
根据决定电池性能的两种电池工艺参数统计值,利用预设的物理模型,建立一致性分析统计-物理模型,通过三种途径获取电池性能参数的不一致性一维统计结果;
基于工艺参数在生产过程中的互不相关性,确定由两个互不相关工序决定的工艺参数的随机数组作为输入变量,利用预设的电池性能参数物理模型,获取性能参数不一致性一维统计结果;
基于工艺参数在生产过程中的互不相关性,确定由两个互不相关工序决定的工艺参数的匹配结果,建立两个匹配的工艺参数的二维联合概率云图,并结合性能参数与两工艺参数变化关系的等高线图分析性能参数不一致性关于两个工艺参数波动的分布规律,通过条件概率估计建立工艺-性能参数一致性预测模型,获取电池性能参数的不一致性的一维分布结果;
根据影响性能参数关键的中间参数与部分工艺参数的相关性,建立存在相关性的中间参数和工艺参数的二维联合概率云图,并结合性能参数与中间参数和部分工艺参数变化关系的等高线图分析性能参数不一致性关于中间参数不一致性的分布规律,通过条件概率估计建立工艺/中间-性能参数一致性预测模型,获取电池性能参数的不一致性的一维分布结果;
所述获取决定电池性能的两种电池工艺参数统计值,包括:
选取决定电池性能的正极极片面密度和负极极片面密度两种电池微观参数作为设计参数的绝对数值,并获取决定电池性能的正极极片面密度和负极极片面密度两种电池微观参数作为工艺参数在生产阶段存在工艺偏差的数值统计值,包括均值和标准差;
相应地,根据决定电池性能的正极极片面密度和负极极片面密度两种电池微观参数在生产阶段存在工艺偏差的数值的统计值,利用预设的物理模型,建立一致性分析统计-物理模型,获取电池容量这一性能参数的不一致性一维统计结果以及获取中间参数NP比的不一致性一维统计结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据决定电池性能的正极极片面密度和负极极片面密度两种电池微观参数在生产阶段存在工艺偏差的数值的统计值,利用预设的物理模型,建立一致性分析统计-物理模型,获取电池容量这一性能参数的不一致性一维统计结果以及获取中间参数NP比的不一致性一维统计结果,包括:
根据正极极片面密度和负极极片面密度确定正负极理论容量:
Qp=Cg,p·ρA,p·Ap
Qn=Cg,n·ρA,n·An
根据正负极理论容量获取正极嵌锂量θp和负极嵌锂量θn;
分别获取正极电压-嵌锂量函数曲线Vp(θp)和负极电压-嵌锂量函数曲线Vn(θn),并根据正负极电压-嵌锂量确定全电池开路电压-嵌锂量的函数关系:
OCV=Vp(θp)-Vn(θn)
分别设OCV等于电池满电截止电压和空电截止电压,求得相应的θp的数值,再通过下式确定电池容量的不一致性一维统计结果:
Ccell=Qp·(θp,0%-θp,100%)
其中,ρA表示极片面密度,A表示极片面积,Cg表示活性材料克容量,下标p,n分别表示正极、负极,θp,0%、θp,100%分别表示电池为空电态和满电态时正极的嵌锂量,Qp表示正极理论容量,Ccell表示全电池容量;
以及,根据下面关系模型确定NP比的不一致性一维统计结果:
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