[發(fā)明專利]一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108008305A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 李禮夫;謝宗軒;郭銀磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征是：包括鋰電池檢測子系統(tǒng)、檢測信息分析子系統(tǒng)與電池容量衰減自識別子系統(tǒng)，

所述鋰電池檢測子系統(tǒng)用于模擬電動汽車真實情況下的充放電狀況，實時、在線地獲取被測電池的電化學參數(shù)及其層析圖像；

所述檢測信息分析子系統(tǒng)用于磷酸鐵鋰動力電池的層析圖像分析處理，包括層析圖像的背景分離、目標標度變化及亞像素插補、對活性物質的特征圖像的提取和測量預處理、定量地獲取代表被測電池層析結構形態(tài)目標的物理形態(tài)的層析圖像，即目標層析結構圖像；

所述電池容量衰減自識別子系統(tǒng)用于結合電池電化學性能參數(shù)與層析圖像中的結構形態(tài)參數(shù)，導入基于電池結構形態(tài)學的電池容量衰減檢測模型，準確識別當前電池容量。

2.根據(jù)權利要求1所述的車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述鋰電池檢測子系統(tǒng)包括層析圖像獲取模塊、電化學性能檢測模塊以及充放電控制模塊，

所述層析圖像獲取模塊用于實時、無損地獲得被測電池三維層析圖像，即電池層析圖像；

所述電化學性能檢測模塊基于電化學分析方法，通過測量磷酸鐵鋰動力電池充放電過程中的電壓電流，來獲取被測電池容量、電池內阻以及充放電循環(huán)伏安性能電化學性能參數(shù)；

所述充放電控制模塊基于單片機設計，用于模擬車用磷酸鐵鋰動力電池真實情況下的充放電狀況，通過控制被測電池的充放電狀態(tài)，準確可靠地獲取的電池電化學性能參數(shù)及層析圖像信息。

3.根據(jù)權利要求2所述的車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述層析圖像獲取模塊包括：

X射線發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生X射線穿過被測電池，產(chǎn)生帶有被測電池結構形態(tài)參數(shù)的光電信號；

光電信號探測器，用于接收所述光電信號并輸送至模塊控制單元進行處理；

機械掃描裝置，用于驅動X射線發(fā)生裝置對被測電池進行全面照射；

模塊控制單元，用于對光電信號進行數(shù)字圖像處理和重建，無損地獲取被測電池的層析圖像信息。

4.根據(jù)權利要求1所述的車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測信息分析子系統(tǒng)包括圖像預處理模塊與結構信息處理模塊，

所述圖像預處理模塊用于對層析圖像進行目標圖像與背景分離、標度變化和亞像素插補圖像預處理，以提取出層析圖像所包含的信息；

所述結構信息處理模塊用于結合電化學性能參數(shù)與車用磷酸鐵鋰動力電池工作原理，通過活性物質識別程序，對預處理后的目標圖像進行二值化處理進行多目標層析結構提取，進而獲得目標車用磷酸鐵鋰動力電池不同物理結構形態(tài)的層析圖像，即目標層析圖像，用于電池容量自識別子系統(tǒng)的結構形態(tài)學分析運算。

5.根據(jù)權利要求1所述的車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的電池容量衰減自識別子系統(tǒng)包括結構形態(tài)學分析運算模塊與智能檢測模塊，

所述結構形態(tài)學分析運算模塊用于分析目標圖像，獲得目標圖像中的結構形態(tài)參數(shù)，作為供智能檢測系統(tǒng)計算電池實際容量衰減量的特征信息；

所述智能檢測模塊用于分析結構形態(tài)學分析運算模塊提供的特征參數(shù)，將電池容量衰減的特征值帶入預設的容量衰減檢測函數(shù)，從而由電池容量衰減特征信息獲得電池的實際容量衰減信息。

6.根據(jù)權利要求5所述的車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述特征參數(shù)包括：活性物質所在灰度區(qū)間的像素個數(shù)n、活性物質空間位置、活性物質涂層厚度h、活性物質密度ρ。