[发明专利]锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置有效

专利信息
申请号: 201811624454.0 申请日: 2018-12-28
公开(公告)号: CN109800477B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: 王琳舒;卢世刚;赵挺;江丹平;武兆辉;王略 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
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
【说明书】:

发明提供了一种锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置,方法包括:获取决定电池性能的三类电池工艺参数的统计值;根据预设物理模型,将电池性能参数拆分为多级别、多局部参数的结合体,根据决定电池性能的三类电池工艺参数的统计值,建立不一致性分析统计‑物理模型;通过三种途径获取每个局部参数与电池性能参数的不一致性的关系。本发明通过采集决定电池性能的三类参数的设计数值和生产过程的统计偏差作对不一致性模型的输入参数,将性能参数拆解为若干局部参数,通过三种途径对局部参数分别从概率匹配关系、数值变化关系进行仿真和分析,获取电池性能参数不一致性规律,对有效控制生产工艺波动引起的电池性能参数不一致性具有指导意义。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置。

背景技术

锂离子电池系统由于具有较高的能量密度、功率密度、环境友好的工作方式以及较长的循环寿命,因此一直受到电动汽车的青睐。然而,在对电动汽车要求逐渐升高的同时,动力电池系统存在的问题也逐渐突出。电动汽车的电池系统以单体成组形式工作,由于单体间各项参数存在不一致性,这不仅使锂离子电池原本具有的优势特型大大减弱,还使缺点显著增加,如:容量衰减快、温度易失控、不耐过充放等等。

生产过程是电池不一致性产生的源头,也是控制不一致的源头。电池制造工艺偏差造成电池微观结构参数和组分参数的波动,是造成电池宏观性能参数(如容量、内阻、电压等)不一致性的主要原因。

电池微观参数是由电池设计阶段确定的。在电池设计阶段,每一个参数的数值设定在不同的区间,不尽可以改变电池性能,更重要的是电池性能对其敏感度也将会发生变化。因此,电池设计参数的取值也影响着电池宏观性能不一致性的形成,同时生产过程的工艺偏差造成的电池不一致性也将导致成品电池的性能不同于设计预期的性能。

由于电池生产过程的不一致性问题是面向一批电池产品,无法用实验方法对每个电池的性能参数一一获取,因此目前只能从理论上对电池的不一致性给出解释和分析,无法从根本上对电池的不一致性进行预测以及为电池设计和不一致性的控制提供指导依据。

发明内容

针对现有技术中的问题,本发明提供一种锂离子电池三因素不一致性预测方法及装置。

具体地,本发明提供以下技术方案:

第一方面,本发明提供了一种锂离子电池三因素不一致性预测方法,包括:

获取决定电池性能的三类电池工艺参数的统计值;其中,每种电池工艺参数统计值包括电池设计数值和生产过程的统计偏差;

根据预设物理模型,将电池性能参数拆分为多级别的多个参数的局部参数的结合体,根据决定电池性能的三类电池工艺参数的统计值,利用预设的物理模型,建立不一致性分析统计-物理模型,通过三种途径获取每个局部参数和电池性能参数的不一致性一维统计结果。

进一步地,所述方法还包括:

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,建立三类匹配的工艺参数随机匹配的三维联合概率体和三类工艺参数变化关系的三维等值曲面,将两者结合可视化地分析性能参数不一致性关于三类工艺参数波动的分布规律,通过条件概率估计建立工艺-性能参数不一致性预测模型,获取电池性能参数的不一致性的一维分布结果;

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