[发明专利]一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统

说明书

本发明公开了一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统，包括锂电池检测子系统、检测信息分析子系统与电池容量衰减自识别子系统；所述锂电池检测子系统包括层析图像获取模块、电化学性能检测模块以及充放电控制模块；所述的电池容量衰减自识别子系统包括结构形态学分析运算模块与智能检测模块。本发明实现对车用磷酸铁锂动力电池无损、准确、快速、在线的检测，且定量分析了电池容量衰减与电池结构形态变化之间的规律，从而为研究高性能车用锂离子电池提供了有效的研究方法。

技术领域

本发明涉及电池生产检查系统，特别是涉及一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统。

背景技术

随着环境污染问题和能源危机的日益严重，新能源汽车正在逐步取代传统燃油汽车。而动力电池作为新能源汽车的动力源泉，其性能优劣直接影响到电动汽车的运行性能以及新能源汽车行业的发展。此外，电动汽车为了达到在各种工况行驶的需求，动力电池的输出电流不仅会随着行驶工况以及驾驶员意图的改变而改变。此外，动力电池会受温度和振动的影响，这些因素都会直接影响动力电池的使用性能。电池容量检测系统是保证动力电池及电动汽车可靠性的关键技术之一，然而目前的电池容量检测系统依据电池电化学性能检测电池容量无法准确检测电池实际的容量衰减状况，且无法根据已知的检测结果预测下一循环电池的实际容量，这将严重制约电动汽车在全世界推广及使用。

为此，研究者设计出一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统，该系统结合电池电化学性能与结构形态参数，准确的检测出电池实际容量衰减量。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统，旨在解决现有电池容量衰减检测系统在无损条件下准确检测出电池容量衰减量，实现对车用磷酸铁锂动力电池实际容量进行在线、准确以及无损地检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种车用磷酸铁锂动力电池容量衰减检测系统，包括锂电池检测子系统、检测信息分析子系统与电池容量衰减自识别子系统，

所述锂电池检测子系统用于模拟电动汽车真实情况下的充放电状况，实时、在线地获取被测电池的电化学参数及其层析图像；

所述检测信息分析子系统用于锂动力电池的层析图像分析处理，包括层析图像的背景分离、目标标度变化及亚像素插补、对活性物质的特征图像的提取和测量预处理、定量地获取代表被测电池层析结构形态目标的物理形态的层析图像，即目标层析结构图像；

所述电池容量衰减自识别子系统用于结合电池电化学性能参数与层析图像中的结构形态参数，导入基于电池结构形态学的电池容量衰减检测模型，准确识别当前电池容量。

优选地，所述锂电池检测子系统包括层析图像获取模块、电化学性能检测模块以及充放电控制模块，

所述层析图像获取模块用于实时、无损地获得被测电池三维层析图像，即电池层析图像；

所述电化学性能检测模块基于电化学分析方法（循环伏安法、交流阻抗法），通过测量磷酸铁锂动力电池充放电过程中的电压电流，来获取被测电池容量、电池内阻以及充放电循环伏安性能电化学性能参数；

所述充放电控制模块基于单片机设计，用于模拟车用磷酸铁锂动力电池真实情况下的充放电状况，通过控制被测电池的充放电状态，准确可靠地获取的电池电化学性能参数及层析图像信息。

优选地，所述层析图像获取模块包括：

X射线发生装置，用于产生X射线穿过被测电池，产生带有被测电池结构形态参数的光电信号；

光电信号探测器，用于接收所述光电信号并输送至模块控制单元进行处理；

机械扫描装置，用于驱动X射线发生装置对被测电池进行全面照射；