[發(fā)明專利]鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法及計(jì)算機(jī)設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011491854.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN112733427A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧宇芳;韓雪冰;馮旭寧;盧蘭光;歐陽明高
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G01R31/367;G01R31/387;G01R31/389;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 馬云超

1.一種鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，包括：

提供帶參比電極的三電極電池；

對(duì)所述三電極電池進(jìn)行性能測(cè)試，從而獲得所述三電極電池的標(biāo)稱容量和電壓特性參數(shù)，所述電壓特性參數(shù)包括正極電位、端電壓以及負(fù)極電位；

建立電池的分極等效模型，所述分極等效模型包括正極參數(shù)和負(fù)極參數(shù)，以反映所述三電極電池的外部特性和內(nèi)部特性；

利用所述標(biāo)稱容量和所述電壓特性參數(shù)對(duì)所述正極參數(shù)和所述負(fù)極參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，以獲得負(fù)極電位估算模型。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述對(duì)所述三電極電池進(jìn)行性能測(cè)試包括給定電流條件下的容量測(cè)試、給定電流條件下的電池開路電壓測(cè)試以及不同工況下的充放電測(cè)試。

3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述分極等效模型為分極一階RC模型，所述分極一階RC模型是在電池一階RC模型的基礎(chǔ)上將全電池的理想電壓源、歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻以及極化電容基于正負(fù)極特性拆分為正極理想電壓源、負(fù)極理想電壓源、正極歐姆內(nèi)阻、正極極化內(nèi)阻、負(fù)極歐姆內(nèi)阻、負(fù)極極化內(nèi)阻、正極極化電容和負(fù)極極化電容得到的。

4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述分極等效模型為分極Rint模型，所述分極Rint模型是在電池Rint模型的基礎(chǔ)上將全電池的理想電壓源、總內(nèi)阻基于正負(fù)極特性拆分為正極理想電壓源、負(fù)極理想電壓源、正極內(nèi)阻和負(fù)極內(nèi)阻得到的。

5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述利用所述標(biāo)稱容量和所述電壓特性參數(shù)對(duì)所述正極參數(shù)和所述負(fù)極參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定的步驟包括：

獲取模型計(jì)算的正極電位和參比電極實(shí)測(cè)正極電位之間的均方根誤差，作為第一適應(yīng)函數(shù)，通過優(yōu)化算法擬合，以使得所述第一適應(yīng)函數(shù)為最小為優(yōu)化目標(biāo)，得到相應(yīng)的正極參數(shù)；

獲取模型計(jì)算的負(fù)極電位和參比電極實(shí)測(cè)負(fù)極電位之間的均方根誤差，作為第二適應(yīng)函數(shù)，通過優(yōu)化算法擬合，以使得所述第二適應(yīng)函數(shù)為最小為優(yōu)化目標(biāo)，得到相應(yīng)的負(fù)極參數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述優(yōu)化算法包括遺傳算法、蟻群算法、模擬退火、禁忌搜索、以及粒子群算法中的至少一種。

7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述優(yōu)化算法為遺傳算法，并且在MATLAB軟件中直接調(diào)用相關(guān)工具進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

8.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法，其特征在于，所述利用所述標(biāo)稱容量和所述電壓特性參數(shù)對(duì)所述正極參數(shù)和所述負(fù)極參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，以獲得負(fù)極電位估算模型的步驟之后還包括：

對(duì)所述負(fù)極電位估算模型和實(shí)驗(yàn)電池施加相同的測(cè)試工況，以獲取負(fù)極電位模型仿真結(jié)果與負(fù)極電位實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

通過比較所述負(fù)極電位模型仿真結(jié)果與所述負(fù)極電位實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以確認(rèn)所述負(fù)極電位估算模型的準(zhǔn)確性。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的負(fù)極電位估算模型建立方法的步驟。