电池寿命预测参数确定方法、电池寿命预测方法和装置与流程

文档序号:33624976发布日期:2023-03-25 16:53阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述方法包括:获取待测电池在不同充放电循环周期下的测试结果数据;基于所述测试结果数据,确定电池寿命预测参数,所述电池寿命预测参数包括热力学预测参数、动力学预测参数和材料特性预测参数。2.根据权利要求1所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,基于所述测试结果数据,确定电池寿命预测参数包括:采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数;其中,所述电池寿命衰减模型基于不同电池寿命衰减机理和所述待测电池在循环充放电周期下的历史测试结果数据构建。3.根据权利要求2所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述材料特性预测参数包括不同充放电循环周期下的正负极活性材料剩余量;所述采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数包括以下步骤:根据热力学充放电容量计算原理对所述测试结果数据进行处理,得到最优正负极活性材料剩余量;根据所述最优正负极活性材料剩余量、预设正负极活性材料总量和预设电芯吞吐量,确定不同充放电循环周期下的正负极活性材料剩余量。4.根据权利要求3所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述根据所述最优正负极活性材料剩余量、预设正负极活性材料总量和预设电芯吞吐量,确定不同充放电循环周期下的正负极活性材料剩余量包括:根据所述最优正负极活性材料剩余量和预设的正负极活性材料总量,得到正负极活性材料损失量;根据所述正负极活性材料损失量和预设电芯吞吐量,得到正负极材料损失速率;根据所述正负极材料损失速率、所述预设电芯吞吐量以及所述预设正负极活性材料总量,确定不同充放电循环周期下的正负极活性材料剩余量。5.根据权利要求3所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述待测电池包括待测锂电池,所述测试结果数据包括sei成膜反应参数、析锂反应参数以及正负极ocv曲线,所述热力学预测参数包括不同充放电循环周期下的正负极的最大嵌锂量和最小嵌锂量;所述采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数包括以下步骤:根据所述正负极活性材料总量、所述正负极活性材料损失量、所述sei成膜反应参数以及所述析锂反应参数,确定不同充放电循环周期下的锂剩余量;基于所述正负极ocv曲线、所述锂剩余量、预设上下限截止电压以及预设电极嵌锂量初始值,采用牛顿迭代算法进行ocv曲线重构,得到不同充放电循环周期下的正负极的最大嵌锂量和最小嵌锂量。6.根据权利要求5所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述sei成膜反应参数包括多孔sei成膜反应参数和破碎sei成膜反应参数;所述基于所述正负极活性材料总量、所述正负极活性材料损失量、所述sei成膜反应参
数以及所述析锂反应参数,确定不同充放电循环周期下的锂剩余量包括:根据所述多孔sei成膜反应参数和所述破碎sei成膜反应参数,获取由sei成膜造成的第一锂损失量;根据所述析锂反应参数,获取由析锂反应造成的第二锂损失量;根据所述第一锂损失量、第二锂损失量和所述正负极活性材料损失量,得到锂损失总量;根据所述锂损失总量和所述正负极活性材料总量,确定不同充放电循环周期下的锂剩余量。7.根据权利要求2所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述待测电池包括待测锂电池,所述动力学预测参数包括正负极固相扩散系数的变化数据和正负极表面反应速率常数的变化数据;所述对待测锂电池进行循环老化测试,获取待测锂电池在不同充放电循环周期下的测试结果数据包括:对所述待测锂电池进行循环电化学阻抗测试,获取不同循环充放电周期下的初始正负极固相扩散系数和初始正负极反应速率常数;所述采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数包括以下步骤:针对每一循环充放电周期,获取所述初始正负极固相扩散系数与预设的动力学衰减系数的倍数的乘积,得到每一循环充放电周期下的目标正负极固相扩散系数,获取所述初始正负极反应速率常数和预设的正负极反应速率常数系数的乘积,得到每一循环充放电周期下的目标正负极反应速率常数;基于每一循环充放电周期下的目标正负极固相扩散系数和目标正负极反应速率常数,得到正负极固相扩散系数的变化数据和正负极表面反应速率常数的变化数据。8.根据权利要求2所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述测试结果数据包括正负极单层极片增加厚度、sei膜厚、电芯夹具初始预紧力以及主材料弹性模量,所述动力学预测参数包括由电解液消耗导致的正负极极片和隔离膜的第一材料参数的变化数据,所述第一材料参数包括厚度、固相体积分数、液相体积分数和布鲁格曼系数;所述采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数包括以下步骤:根据所述sei膜厚、所述电芯夹具初始预紧力、所述主材料弹性模量以及预设的膨胀力平衡方程,得到不同充放电循环周期下的正负极极片和隔离膜的第一材料参数,所述预设的膨胀力平衡方程基于夹具锁附螺栓、正负极极片以及隔离膜的弹性模量构建;基于不同充放电循环周期下的正负极极片和隔离膜的第一材料参数,得到正负极极片和隔离膜的所述第一材料参数的变化数据。9.根据权利要求2所述的电池寿命预测参数确定方法,其特征在于,所述测试结果数据包括总孔隙体积、初始活性面积、电解液临界体积比、正负极极片和隔离膜的初始液相体积分数、以及不同充放电循环周期下的当前剩余电解液体积,所述锂电池预测参数包括由电解液消耗导致的正负极极片和隔离膜的第二材料参数的变化数据,所述第二材料参数包括液相体积分数和有效活性面积;
所述采用已构建的电池寿命衰减模型对所述测试结果数据进行处理,确定电池寿命预测参数包括以下步骤:获取不同充放电循环周期下所述当前剩余电解液体积与所述总孔隙体积的比值;根据所述比值、以及所述正负极极片和隔离膜的初始液相体积分数,得到不同充放电循环周期下正负极极片和隔离膜的液相体积分数;基于所述每一充放电循环周期下的当前剩余电解液体积、所述总孔隙体积、所述初始活性面积以及所述电解液临界体积比,得到不同充放电循环周期下的正负极极片和隔离膜的有效活性面积;根据不同充放电循环周期下的正负极极片的液相体积分数和有效活性面积,得到正负极极片的液相体积分数的变化数据和有效活性面积的变化数据;根据不同充放电循环周期下的隔离膜的液相体积分数和有效活性面积,得到隔离膜的液相体积分数的变化数据和有效活性面积的变化数据。10.一种电池寿命预测方法,其特征在于,所述方法包括:获取待测电池的电池寿命预测参数;基于所述电池寿命预测参数对所述待测电池进行寿命衰减迭代预测,得到所述待测电池的寿命衰减预测数据;其中,所述电池寿命预测参数基于如权利要求1-9任意一项所述的电池寿命预测参数确定方法得到。11.根据权利要求10所述的电池寿命预测方法,其特征在于,所述基于所述电池寿命预测参数对所述待测电池进行寿命衰减迭代预测,得到所述待测电池的寿命衰减预测数据包括:根据所述电池寿命预测参数对所述待测电池进行寿命衰减的仿真,得到初始寿命衰减预测数据和寿命衰减参数;根据所述寿命衰减参数,更新所述电池寿命预测参数;返回所述根据所述电池寿命预测参数对所述待测电池进行寿命衰减的仿真,得到初始寿命衰减预测数据和寿命衰减参数的步骤,直至达到预设的迭代结束条件,得到所述待测电池的寿命衰减预测数据。12.一种电池寿命预测参数确定装置,其特征在于,所述装置包括:测试结果数据获取模块,用于获取待测电池在不同充放电循环周期下的测试结果数据;电池寿命预测参数确定模块,用于基于所述测试结果数据,确定电池寿命预测参数,所述电池寿命预测参数包括热力学预测参数、动力学预测参数和材料特性预测参数。13.一种电池寿命预测装置,其特征在于,所述装置包括:电池寿命预测参数获取模块,用于获取待测锂电池的电池寿命预测参数;电池寿命预测模块,用于基于所述电池寿命预测参数对所述待测电池进行寿命衰减迭代预测,得到所述待测电池的寿命衰减预测数据;其中,所述电池寿命预测参数基于如权利要求1-9任意一项所述的电池寿命预测参数确定方法得到。14.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在
于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9、以及权利要求10-11中任一项所述的方法的步骤。15.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9、以及权利要求10-11中任一项所述的方法的步骤。16.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9、以及权利要求10-11中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种电池寿命预测参数确定方法、电池寿命预测方法和装置。所述电池寿命预测参数确定方法包括:获取待测电池在不同充放电循环周期下的测试结果数据,基于测试结果数据,确定电池寿命预测参数,电池寿命预测参数包括热力学预测参数、动力学预测参数和材料特性预测参数。采用本方法从多维度分析了影响电池寿命的寿命衰减来源,有利于设计出寿命更长的电池。所述电池寿命预测方法包括:获取待测电池的电池寿命预测参数,基于电池寿命预测参数对待测电池进行寿命衰减迭代预测,得到待测电池的寿命衰减预测数据,其中,电池寿命预测参数基于上述电池寿命预测参数确定方法得到。采用本方法能提高电池寿命预测数据的准确度。采用本方法能提高电池寿命预测数据的准确度。采用本方法能提高电池寿命预测数据的准确度。


技术研发人员:王新雷 吴兴远
受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日:2022.09.19
技术公布日:2023/3/24
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