[發明專利]一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統

在審

• 申請號: 201711047445.5
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108008305A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（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

本發明公開了一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統，包括鋰電池檢測子系統、檢測信息分析子系統與電池容量衰減自識別子系統；所述鋰電池檢測子系統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；所述的電池容量衰減自識別子系統包括結構形態學分析運算模塊與智能檢測模塊。本發明實現對車用磷酸鐵鋰動力電池無損、準確、快速、在線的檢測，且定量分析了電池容量衰減與電池結構形態變化之間的規律，從而為研究高性能車用鋰離子電池提供了有效的研究方法。

技術領域

本發明涉及電池生產檢查系統，特別是涉及一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統。

背景技術

隨著環境污染問題和能源危機的日益嚴重，新能源汽車正在逐步取代傳統燃油汽車。而動力電池作為新能源汽車的動力源泉，其性能優劣直接影響到電動汽車的運行性能以及新能源汽車行業的發展。此外，電動汽車為了達到在各種工況行駛的需求，動力電池的輸出電流不僅會隨著行駛工況以及駕駛員意圖的改變而改變。此外，動力電池會受溫度和振動的影響，這些因素都會直接影響動力電池的使用性能。電池容量檢測系統是保證動力電池及電動汽車可靠性的關鍵技術之一，然而目前的電池容量檢測系統依據電池電化學性能檢測電池容量無法準確檢測電池實際的容量衰減狀況，且無法根據已知的檢測結果預測下一循環電池的實際容量，這將嚴重制約電動汽車在全世界推廣及使用。

為此，研究者設計出一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統，該系統結合電池電化學性能與結構形態參數，準確的檢測出電池實際容量衰減量。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提出一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統，旨在解決現有電池容量衰減檢測系統在無損條件下準確檢測出電池容量衰減量，實現對車用磷酸鐵鋰動力電池實際容量進行在線、準確以及無損地檢測。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種車用磷酸鐵鋰動力電池容量衰減檢測系統，包括鋰電池檢測子系統、檢測信息分析子系統與電池容量衰減自識別子系統，

所述鋰電池檢測子系統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及其層析圖像；

所述檢測信息分析子系統用于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目標的物理形態的層析圖像，即目標層析結構圖像；

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

優選地，所述鋰電池檢測子系統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（循環伏安法、交流阻抗法），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伏安性能電化學性能參數；

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，準確可靠地獲取的電池電化學性能參數及層析圖像信息。

優選地，所述層析圖像獲取模塊包括：

X射線發生裝置，用于產生X射線穿過被測電池，產生帶有被測電池結構形態參數的光電信號；

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射線發生裝置對被測電池進行全面照射；