磷酸铁锂电池老化估算方法、系统、存储介质和电子设备与流程

    技术2025-07-20  30


    本发明涉及电池老化评估领域,尤其涉及一种磷酸铁锂电池老化估算方法、系统、存储介质和电子设备。


    背景技术:

    1、电动汽车行业目前利用了多种电池技术,包括锂离子、镍氢、铅酸和燃料电池,其中,锂离子电池因其在能量和功率密度方面的优势、高效的充放电能力以及较低的自放电率,已成为混合动力和全电动汽车的理想选择。随着时间的推移,所有类型的电池都会老化,这通常表现为能量存储能力和输出功率的降低,这种老化现象是由电池有效容量的减少和内部电阻的增加引起的,特别是在电动汽车的多变使用条件下,这些老化现象可能会更加突出。

    2、电池老化估算的模型和模拟通常专注于分析和量化老化过程中的容量衰减和内阻增长。目前主流的锂离子电池的寿命老化模型,一是从电池的老化微观层面入手,以电池的sei膜、正极活性材料损失、负极活性材料损失、活性锂损失等方面构建循环寿命老化模型,然而这些模型参数不易获取及量化,难以对各类电池进行建模;二是从电池的各项数据入手,采集电池的各项测试数据并使用各类深度学习方法建立寿命老化模型,然而此类模型构建并未结合电池老化机理,预测精度不佳。


    技术实现思路

    1、针对上述问题,本发明提出一种磷酸铁锂电池老化估算方法、系统、存储介质和电子设备。

    2、本发明的一种磷酸铁锂电池老化估算方法,所述方法包括:

    3、选取部分磷酸铁锂电池作为测试样本,在不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下分组循环测试并收集测试数据;

    4、预处理所述测试数据,并从中获取用于建模的测试数据;

    5、建立磷酸铁锂电池老化估算模型;

    6、将预处理后所述用于建模的测试数据与所述磷酸铁锂电池老化估算模型中的参数进行拟合;

    7、将拟合好的所述参数代入所述磷酸铁锂电池老化估算模型,完成电池老化评估。

    8、进一步地,

    9、所述选取部分电池作为测试样本,在不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下分组循环测试并收集测试数据包括;

    10、选取部分待进行预测的电池,对其分组,分别设置于不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下;

    11、采用恒流恒压方式对所述电池放电;

    12、采用恒流恒压方式对所述电池充电;

    13、静置预定时间;

    14、采用恒流方式对所述电池放电;

    15、进行恒流恒压充电、静置、恒流放电的循环操作。

    16、进一步地,

    17、预处理所述测试数据,并从中获取用于建模的测试数据包括:

    18、对所述测试数据进行清洗,识别或纠正其中的错误数据和不准确数据;

    19、对所述测试数据中的缺失值进行处理,处理方法包括填充、删除和插值;

    20、将所述测试数据可视化。

    21、进一步地,

    22、所述磷酸铁锂电池老化估算模型是容量衰减模型,公式为:λt为环境温度t对循环寿命的影响因子,为充放电倍率crate对循环寿命的影响因子,λdod为放电深度dod对循环寿命的影响因子,n为电池循环次数,x为电池循环次数的系数。

    23、进一步地,

    24、将所述预处理后用于建模的测试数据与所述容量衰减模型中的参数进行拟合,具体包括:

    25、确认所述电池循环次数n的系数;

    26、确认对所述充放电倍率对循环寿命的影响因子的拟合方式;

    27、确认对所述放电深度对循环寿命的影响因子λdod的拟合方式;

    28、确认对所述环境温度对循环寿命的影响因子λt的拟合方式。

    29、进一步地,

    30、所述磷酸铁锂电池老化估算模型是内阻增加模型,公式为:λt为环境温度t对电池容量衰减的影响因子,为充放电倍率crate对电池容量衰减的影响因子,λdod为放电深度dod对电池容量衰减的影响因子,n为电池循环次数,x为电池循环次数的系数。

    31、进一步地,

    32、将所述预处理后用于建模的测试数据与所述内阻增加模型中的参数进行拟合,具体包括:

    33、确认所述电池循环次数n的系数;

    34、确认对所述充放电倍率对循环寿命的影响因子的拟合方式;

    35、确认对所述放电深度对循环寿命的影响因子λdod的拟合方式;

    36、确认对所述环境温度对循环寿命的影响因子λt的拟合方式。

    37、本发明还提供了一种磷酸铁锂电池老化估算系统,用于实施前述磷酸铁锂电池老化估算方法,所述系统包括:

    38、测试模块,用于选取部分磷酸铁锂电池作为测试样本,在不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下分组循环测试并收集测试数据;

    39、预处理模块,用于预处理所述测试数据并从中获取用于建模的测试数据;

    40、建模模块,用于建立磷酸铁锂电池老化估算模型;

    41、拟合模块,用于将预处理后所述用于建模的测试数据与所述磷酸铁锂电池老化估算模型中的参数进行拟合;

    42、估算模块,用于将拟合好的所述参数代入所述磷酸铁锂电池老化估算模型,完成电池老化评估。

    43、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,存储有程序或指令,当所述程序或指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行前述磷酸铁锂电池老化估算方法。

    44、本发明还提供了一种电子设备,包括处理器,所述处理器与存储器耦合;所述处理器用于读取并执行所述存储器中存储的计算机程序,以实现前述磷酸铁锂电池老化估算方法。

    45、本发明与现有技术相比,有益效果是:

    46、本发明所提出的模型中所需的建模参数易于获得,测试环境易于搭建,只需控制测试条件为不同的环境温度、不同的充放电倍率、不同的放电深度、不同的循环次数,同时记录各循环始末的电流、电压、时间间隔即可构建出预测模型。

    47、同时,本发明中的模型是通过实验数据进行拟合得出的,各项拟合参数是根据与其拟合程度最高的曲线所得,确保了该模型在预测电池寿命老化方面具备较高的准确性。

    48、并且,本发明所提出的模型具备广泛适用性,可适用于多种磷酸铁锂离子电池体系,包括但不限于不同的正负极材料、电解质组成及界面特性,显示出卓越的适用性和通用性,为锂离子电池领域的研究和应用提供了重要的理论支持。



    技术特征:

    1.一种磷酸铁锂电池老化估算方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述选取部分电池作为测试样本,在不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下分组循环测试并收集测试数据,具体包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,预处理所述测试数据,并从中获取用于建模的测试数据,具体包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸铁锂电池老化估算模型是容量衰减模型,公式为:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将所述预处理后用于建模的测试数据与所述容量衰减模型中的参数进行拟合,具体包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸铁锂电池老化估算模型是内阻增加模型,公式为:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述预处理后用于建模的测试数据与所述内阻增加模型中的参数进行拟合,具体包括:

    8.一种磷酸铁锂电池老化估算系统,其特征在于,包括:

    9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,

    10.一种电子设备,其特征在于,


    技术总结
    本发明涉及电池老化评估领域,提供了一种磷酸铁锂电池老化估算方法、系统、存储介质和电子设备,所述方法包括选取部分磷酸铁锂电池作为测试样本,在不同的环境温度、充放电倍率、放电深度下分组循环测试并收集测试数据;预处理所述测试数据,并从中获取用于建模的测试数据;建立磷酸铁锂电池老化估算模型;将预处理后所述用于建模的测试数据与所述磷酸铁锂电池老化估算模型中的参数进行拟合;将拟合好的所述参数代入所述磷酸铁锂电池老化估算模型,完成电池老化评估。本发明所提出的模型中所需的建模参数易于获得,测试环境易于搭建,模型具备较高的准确性和适用性,为锂离子电池领域的研究和应用提供了重要的理论支持。

    技术研发人员:张佳宇
    受保护的技术使用者:合肥国轩高科动力能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-34140.html

    最新回复(0)