[發(fā)明專利]鋰離子電池雙因素不一致性預(yù)測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811624444.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109840353B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琳舒;盧世剛;趙挺;江丹平;史碧夢
• 申請（專利權(quán)）人: 國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池雙因素不一致性預(yù)測方法及裝置，所述方法包括：獲取決定電池性能的兩種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值；其中，每種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值包括電池設(shè)計參數(shù)數(shù)值和生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)偏差值的統(tǒng)計值；根據(jù)決定電池性能的兩種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值，利用預(yù)設(shè)的物理模型，建立一致性分析統(tǒng)計?物理模型，獲取電池性能參數(shù)的不一致性二維分析結(jié)果和一維統(tǒng)計結(jié)果。可見，本發(fā)明通過采集決定電池性能的兩類電池設(shè)計參數(shù)絕對數(shù)值和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝制成的工藝參數(shù)偏差的統(tǒng)計值作為電池一致性模型的輸入?yún)?shù)，獲取電池性能參數(shù)的不一致性形成過程和一維統(tǒng)計結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池雙因素不一致性預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)

鋰離子電池系統(tǒng)由于具有較高的能量密度、功率密度、環(huán)境友好的工作方式以及較長的循環(huán)壽命，因此一直受到電動汽車的青睞。然而，在對電動汽車要求逐漸升高的同時，動力電池系統(tǒng)存在的問題也逐漸突出。電動汽車的電池系統(tǒng)以單體成組形式工作，由于單體間各項參數(shù)存在不一致性，這不僅使鋰離子電池原本具有的優(yōu)勢特型大大減弱，還使缺點顯著增加，如：容量衰減快、溫度易失控、不耐過充放等等。

生產(chǎn)過程是電池不一致性產(chǎn)生的源頭，也是控制不一致的源頭。電池制造工藝偏差造成電池微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)和組分參數(shù)的波動，是造成電池宏觀性能參數(shù)(如容量、內(nèi)阻、電壓等)不一致性的主要原因。

電池微觀參數(shù)是由電池設(shè)計階段確定的。在電池設(shè)計階段，每一個參數(shù)的數(shù)值設(shè)定在不同的區(qū)間，不盡可以改變電池性能，更重要的是電池性能對其敏感度也將會發(fā)生變化。因此，電池設(shè)計參數(shù)的取值也影響著電池宏觀性能不一致性的形成，同時生產(chǎn)過程的工藝偏差造成的電池不一致性也將導(dǎo)致成品電池的性能不同于設(shè)計預(yù)期的性能。

由于電池生產(chǎn)過程的不一致性問題是面向一批電池產(chǎn)品，無法用實驗方法對每個電池的性能參數(shù)一一獲取，因此目前只能從理論上對電池的不一致性給出解釋和分析，無法從根本上對電池的不一致性進行預(yù)測以及為電池設(shè)計和一致性的控制提供指導(dǎo)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池雙因素不一致性預(yù)測方法及裝置。

具體地，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池雙因素不一致性預(yù)測方法，包括：

獲取決定電池性能的兩種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值；其中，每種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值包括電池設(shè)計參數(shù)數(shù)值和生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)偏差值的統(tǒng)計值；

根據(jù)決定電池性能的兩種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值，利用預(yù)設(shè)的物理模型，建立一致性分析統(tǒng)計-物理模型，通過三種途徑獲取電池性能參數(shù)的不一致性一維統(tǒng)計結(jié)果。

進一步地，所述方法還包括：

基于工藝參數(shù)在生產(chǎn)過程中的互不相關(guān)性，確定由兩個互不相關(guān)工序決定的工藝參數(shù)的隨機數(shù)組作為輸入變量，利用預(yù)設(shè)的電池性能參數(shù)物理模型，獲取性能參數(shù)不一致性一維統(tǒng)計結(jié)果；

基于工藝參數(shù)在生產(chǎn)過程中的互不相關(guān)性，確定由兩個互不相關(guān)工序決定的工藝參數(shù)的匹配結(jié)果，建立兩個匹配的工藝參數(shù)的二維聯(lián)合概率云圖，并結(jié)合性能參數(shù)與兩工藝參數(shù)變化關(guān)系的等高線圖分析性能參數(shù)不一致性關(guān)于兩個工藝參數(shù)波動的分布規(guī)律，通過條件概率估計建立工藝-性能參數(shù)一致性預(yù)測模型，獲取電池性能參數(shù)的不一致性的一維分布結(jié)果；

根據(jù)影響性能參數(shù)關(guān)鍵的中間參數(shù)與部分工藝參數(shù)的相關(guān)性，建立存在相關(guān)性的中間參數(shù)和工藝參數(shù)的二維聯(lián)合概率云圖，并結(jié)合性能參數(shù)與中間參數(shù)和部分工藝參數(shù)變化關(guān)系的等高線圖分析性能參數(shù)不一致性關(guān)于中間參數(shù)不一致性的分布規(guī)律，通過條件概率估計建立工藝/中間-性能參數(shù)一致性預(yù)測模型，獲取電池性能參數(shù)的不一致性的一維分布結(jié)果。

進一步地，所述獲取決定電池性能的兩種電池工藝參數(shù)統(tǒng)計值，包括：