本技术要求在韩国知识产权局于2023年12月5日提交的韩国专利申请第10-2023-0174550号和于2023年12月5日提交的韩国专利申请第10-2023-0174544号的权益,前述韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。本公开涉及一种电池分析方法和执行该电池分析方法的服务器。
背景技术:
1、用于分析电池单体的相关技术中的各种技术中的一种是电化学阻抗谱法(eis:electrochemical impedance spectroscopy)。eis是一种以各种频率施加交流电压或交流电流,基于作为施加的结果而测量的交流电流或交流电压来计算阻抗,并且以奈奎斯特(nyquist)图显示阻抗,并且由于可以以非破坏性的方式分析电池单体而被广泛使用的分析方法。
2、用于进一步容易地分析eis的结果的相关技术中的一种技术是弛豫时间分布(drt:distribution of relaxation times)。广泛使用drt,因为作为eis的结果计算出的阻抗数据可以被转换成弛豫时间分布,使得可以在不需要电池的阻抗的初级知识的同时识别电池的等效电路。
3、另一方面,作为eis和drt的结果而获取的电池的分析结果仍然示出相对有限的电池特征。因此,目前需要一种用于进一步分析电池的各种特征的分析方法。
技术实现思路
1、技术问题
2、本公开的示例性实施例提供一种电池分析方法和执行该电池分析方法的服务器。具体地,提供一种基于eis和drt的结果进一步分析电池的各种特征的方法。此外,提供一种通过分析基于eis和drt的结果获取的电池单体的特征图像来绘制电池的进一步的各种特征的方法。
3、然而,本公开的示例性实施例要实现的目标不限于上述目的,并且从下面的示例性实施例可以清楚地理解其他目的。
4、技术方案
5、根据本公开的一个方面,提供一种在服务器中执行的电池分析方法,该电池分析方法包括以下步骤:获取通过针对电池单体在彼此不同的多个充电状态下执行电化学阻抗谱法(eis)识别出的多个充电状态中的每一个充电状态的电化学阻抗谱法信息;通过针对多个充电状态中的每一个充电状态的eis信息计算弛豫时间分布(drt),生成多个充电状态中的每一个充电状态的弛豫时间分布信息;以及基于多个充电状态中的每一个充电状态的drt信息生成与电池单体相对应的特征图像,该特征图像包括针对多个充电状态中的每一个充电状态计算出的根据频率的关于阻抗的大小信息。
6、生成特征图像的步骤可以包括:基于多个充电状态中的每一个充电状态的drt信息来生成具有二维图像的形式的特征图像,在二维图像中,第一轴是频率,第二轴是充电状态,并且基于针对各个频率和多个充电状态中的每一个充电状态计算出的关于阻抗的大小信息确定各个像素的阴影度。
7、生成特征图像的步骤可以包括:基于所述电池单体的所述充电过程中的所述多个充电状态中的每一个充电状态的第一drt信息识别针对所述充电过程的所述多个充电状态中的每一个充电状态的根据所述频率的关于阻抗的第一大小信息,基于所述第一大小信息,生成作为特征图像中的至少一部分的针对所述充电过程的第一特征图像;以及基于所述电池单体的所述放电过程中的所述多个充电状态中的每一个充电状态的第二drt信息识别针对放电过程的所述多个充电状态中的每一个充电状态的根据所述频率的关于阻抗的第二大小信息,基于所述第二大小信息,生成作为所述特征图像中的至少一部分的针对所述放电过程的第二特征图像。
8、特征图像可以包括第一特征图像和第二特征图像,使得第一特征图像和第二特征图像以平行于第一轴的基准轴为中心对称。
9、电池分析方法可以进一步包括将包括特征图像的针对多个基准电池单体的特征图像组存储在数据库中的步骤。
10、特征图像组可以与基准特征信息中的至少一部分相关联地存储,基准特征信息包括与特征图像组中包括的各个图像对应的关于各个基准电池单体的材料信息、劣化程度信息和使用环境信息中的至少一部分。
11、电池分析方法可以进一步以下步骤包括:在目标电池单体的彼此不同的多个充电状态下执行eis来获取多个目标eis信息之后,通过针对目标eis信息计算drt获取目标drt信息,基于目标drt信息生成针对目标电池单体的目标图像;以及基于特征图像组和目标图像来估计关于目标电池单体的特征信息。
12、估计目标电池单体的特征信息的步骤可以包括:在计算目标图像与特征图像组中包括的图像之间的相似度之后,将与相似度中具有最高相似度的图像相关联的基准特征信息估计为关于目标电池单体的特征信息的步骤。
13、估计关于目标电池单体的特征信息的步骤可以包括:通过将目标图像输入到通过接收特征图像组和与特征图像组中包括的各个图像相对应的基准特征信息作为学习数据和学习数据的正确答案信息而训练的人工神经网络中,将人工神经网络处理目标图像而输出的特征信息估计为关于目标电池单体的特征信息。
14、获取多个充电状态中的每一个充电状态的电化学阻抗谱法(eis)信息的步骤可以包括以下步骤:获取作为eis信息的至少一部分的第一eis信息,该第一eis信息是在使电池单体从第一充电状态达到第一充电状态高的第二充电状态的充电过程中,每当电池单体的充电状态以预定间隔增加时,由电池管理装置针对电池单体执行eis的结果;以及获取作为eis信息的至少一部分的第二eis信息,该第二eis信息是在使电池单体从第二充电状态达到第一充电状态的放电过程中,每当电池单体的充电状态以预定间隔减少时,由电池管理装置针对电池单体执行eis的结果。
15、生成drt信息的步骤可以包括以下步骤:通过针对电池单体的充电过程中的多个充电状态中的每一个充电状态的第一eis信息计算drt,来生成针对充电过程中的多个充电状态中的每一个充电状态的第一drt信息,第一drt信息是drt信息中的至少一部分;以及通过针对电池单体的放电过程中的多个充电状态中的每一个放电状态的第二eis信息计算drt,来生成放电过程中的多个充电状态中的每一个充电状态的第二drt信息,所述第二drt信息是drt信息中的至少一部分。
16、电池分析方法可以进一步包括通过基于特征图像执行分析来估计特征信息中的至少一部分的步骤,特征信息包括关于电池单体的材料信息、劣化程度信息和使用环境信息中的至少一部分。
17、估计特征信息中的至少一部分的步骤可以包括以下步骤:确定包括在特征图像中的与电池单体的充电过程相对应的第一特征图像以及与电池单体的放电过程相对应的第二特征图像之间的对称性;以及基于对称性来估计关于电池单体的材料信息中的至少一部分。
18、确定对称性的步骤可以包括以下步骤:计算第一特征图像与第二特征图像之间的相似度;以及基于小于阈值的相似度来确定第一特征图像与第二特征图像之间不存在对称性。
19、估计关于电池单体的材料信息中的至少一部分的步骤可以包括:基于不存在对称性的第一特征图像和第二特征图像来确定电池单体的负极的至少一部分包含氧化硅的步骤。
20、估计关于电池单体的材料信息中的至少一部分的步骤可以包括:估计所包含的氧化硅的比率使其与对应于对称性的、第一特征图像与第二特征图像之间的相似度成反比的步骤。
21、估计电池单体上的特征信息中的至少一部分的步骤可以包括以下步骤:通过计算特征图像提取根据特征图像上的阴影的形状图案;以及基于形状图案估计关于电池单体的使用环境信息中的至少一部分。
22、估计关于电池单体的特征信息中的至少一部分的步骤可以包括以下步骤:通过计算特征图像来获取关于特征图像上的阴影量信息;以及基于阴影量信息来估计关于电池单体的劣化程度信息。
23、根据本公开的另一方面,还提供一种服务器,包括:存储器,存储器被配置为存储指令;处理器,处理器与存储器连接;并且,处理器被配置为:获取通过针对电池单体在彼此不同的多个充电状态下执行电化学阻抗谱法(eis)识别出的多个充电状态中的每一个充电状态的电化学阻抗谱法信息;通过针对多个充电状态中的每一个充电状态的eis信息计算弛豫时间分布(drt)来生成针对多个充电状态中的每一个充电状态的弛豫时间分布信息;以及基于多个充电状态中的每一个充电状态的drt信息来生成与电池单体相对应的特征图像,该特征图像包括针对多个充电状态中的每一个充电状态计算出的根据频率的关于阻抗的大小信息。
24、根据本公开的又一方面,还提供一种非暂时性计算机可读记录介质,其中,记录有用于在服务器中执行上述电池分析方法的程序。
25、其他实施例的具体细节包括在具体实施例和附图中。
26、有益效果
27、根据所提出的示例性实施例,可以预期下面的效果中的一种以上效果。
28、根据本公开的示例性实施例,可以基于针对电池单体的各个充电状态的eis和drt的结果来生成特征图像。
29、根据本公开的示例性实施例,可以基于包括具有各自的特性的各电池单体的各自的特征图像的特征图像组来分析目标电池单体的特征。
30、根据本公开的示例性实施例,可以基于特征图像组来分析关于目标电池单体的材料信息、劣化信息和使用环境信息中的至少一部分。
31、根据本公开的示例性实施例,可以通过分析特征图像以非破坏性的方式识别电池单体的负极中是否包含氧化硅。
32、根据本公开的示例性实施例,可以基于特征图像的形状图案或关于特征图像的阴影量信息来分析关于电池单体的劣化信息和使用环境信息中的至少一部分。
33、本公开的效果不限于上述那些效果,根据所附权利要求的以下描述,其他效果对于本领域技术人员而言可以是显而易见的。