一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法

本发明属于动力电池，具体的说是一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法。

背景技术：

1、动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车提供动力的蓄电池；锂铁电池的放电时间可达碱锰电池的6倍左右，而与镍氢电池相比，其放电电压平稳，储存时间具有显著优势。

2、动力电池老化衰退过程受电化学场、温度场和应力场等多物理场参数影响，且多物理场参数间的耦合作用关系在动态充放电、恒定充电和静置三种工况循环更迭下动态演变，造成动力电池电容衰退速率呈现阶段式骤变，致使动力电池循环老化衰退机理难以解析。

3、目前现有技术中，动力电池老化衰退过程受电化学场、温度场和应力场等多物理场参数影响，且多物理场参数间的耦合作用关系在动态充放电、恒定充电和静置三种工况循环更迭下动态演变，造成动力电池电容衰退速率呈现阶段式骤变，致使动力电池循环老化衰退机理难以解析，在此我们提供一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出的一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种动力电池系统，包括动力电池服役模型精准构建端、动力电池服役数据处理研究端与动力电池循环老化衰退端；所述动力电池服役模型精准构建端包括动力电池多尺度映像模型构建模块与动力电池多尺度数字孪生模块。

3、优选的，所述动力电池多尺度映像模型构建模块监测电池表观特性，如电压、温度、容量。

4、优选的，所述动力电池服役模型精准构建端需要采用多尺度、多物理场耦合建模方法，从而实现对动力电池的复杂系统进行全方位的抽象和建模。

5、优选的，所述动力电池多尺度数字孪生模块在使用动力电池多尺度映像模型的过程中难以避免会遇到模型参数随应用工况或环境改变而发生改变，采用数据驱动方法对实时监测数据进行信息提取，提升建模精度。

6、优选的，所述动力电池服役数据处理研究端是动力电池孪生数据由物理层的监测数据和虚拟层仿真数据组成，其具有海量性、时序性、强关联性和高耦合性等特点。

7、优选的，所述动力电池循环老化衰退端是通过构造等效电路模型、获取模型特性参数、校验参数误差与优化等效电路模型循环优化的演绎推理过程。

8、优选的，所述动力电池服役数据处理研究端包括动力电池孪生数据质量评估模块与动力电池孪生数据恢复模型模块。

9、一种动力电池系统热失控监测方法，适用于权利要求7中所述的一种动力电池系统，包括以下制备步骤：

10、s1.通过动力电池服役模型精准构建端将动力电池服役周期数字孪生模型精准构建，为动力电池循环老化衰退机理研究提供基础模型；

11、s2.通过动力电池多尺度数字孪生模块根据动力电池孪生数据时序依赖特征和模型依赖特征，基于特征融合理论研究电池数据的缺陷修复和数据清洗方法，提高多特征工况循环条件下产生的动力电池孪生数据质量；

12、s3.通过动力电池循环老化衰退端全面深度剖析动力电池由微观颗粒级、单体级、模组级到整包级由内到外的多尺度结构，提高等效电路模型与动力电池物理实体的适配度，阐明动力电池循环老化衰退机理。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明提供一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法，动力电池服役周期数字孪生建模理论，探究动力电池服役周期孪生数据处理方法；揭示动力电池循环老化衰退过程中多物理场参数动态演变与耦合作用机制，阐明多影响因素耦合作用下动力电池循环老化衰退机理；探究单体不一致性作用下的动力电池多尺度性能衰退规律，形成一套面向动力电池服役周期的主动再制造时域决策方法与理论，以实现动力电池再制造生产效益最大化。

技术特征：

1.一种动力电池系统，其特征在于：包括动力电池服役模型精准构建端、动力电池服役数据处理研究端与动力电池循环老化衰退端；所述动力电池服役模型精准构建端包括动力电池多尺度映像模型构建模块与动力电池多尺度数字孪生模块。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池多尺度映像模型构建模块监测电池表观特性，如电压、温度、容量。

3.根据权利要求2所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池服役模型精准构建端需要采用多尺度、多物理场耦合建模方法，从而实现对动力电池的复杂系统进行全方位的抽象和建模。

4.根据权利要求3所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池多尺度数字孪生模块在使用动力电池多尺度映像模型的过程中难以避免会遇到模型参数随应用工况或环境改变而发生改变，采用数据驱动方法对实时监测数据进行信息提取，提升建模精度。

5.根据权利要求4所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池服役数据处理研究端是动力电池孪生数据由物理层的监测数据和虚拟层仿真数据组成，其具有海量性、时序性、强关联性和高耦合性等特点。

6.根据权利要求5所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池循环老化衰退端是通过构造等效电路模型、获取模型特性参数、校验参数误差与优化等效电路模型循环优化的演绎推理过程。

7.根据权利要求6所述的一种动力电池系统，其特征在于：所述动力电池服役数据处理研究端包括动力电池孪生数据质量评估模块与动力电池孪生数据恢复模型模块。

8.一种动力电池系统热失控监测方法，适用于权利要求7中所述的一种动力电池系统，其特征在于：包括以下制备步骤：

技术总结
本发明属于动力电池技术领域，具体的说是一种动力电池系统及动力电池系统热失控监测方法，包括动力电池服役模型精准构建端、动力电池服役数据处理研究端与动力电池循环老化衰退端；所述动力电池服役模型精准构建端包括动力电池多尺度映像模型构建模块与动力电池多尺度数字孪生模块；动力电池服役周期数字孪生建模理论，揭示动力电池循环老化衰退过程中多物理场参数动态演变与耦合作用机制，阐明多影响因素耦合作用下动力电池循环老化衰退机理；探究单体不一致性作用下的动力电池多尺度性能衰退规律，形成一套面向动力电池服役周期的主动再制造时域决策方法与理论，以实现动力电池再制造生产效益最大化。

技术研发人员：郭洪飞,任亚平,何智慧,卜二军,郭海全,朝宝
受保护的技术使用者：暨南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22