[发明专利]一种基于锂枝晶形貌图像识别的锂电池安全度评估方法及装置

说明书

一种基于锂枝晶形貌图像识别的锂电池安全度评估方法及装置，属于动力电池安全度评估技术领域。本发明为了解决现有技术无法对动力电池的安全性进行量化表示和评估的问题。本发明通过采集锂枝晶形貌图像训练锂枝晶CNN的百分比量化模型，判断所述待评估锂电池的安全状态。首先采集锂电池的锂枝晶图像并将采集得到的锂枝晶形貌图像进行分类和处理，其次将上述处理得到的锂枝晶形貌图像送入已建立起的锂枝晶CNN的百分比量化模型中训练并建立起锂电池安全度百分比量化的数学模型和锂电池安全等级分类模型，最后用上述训练完成的锂枝晶CNN的百分比量化模型计算和评估待检测的锂电池安全度百分比和安全等级；本发明解决了现有技术无法对电池安全性进行量化评估的问题。

技术领域

本发明涉及电池安全度评估领域，特别是涉及一种基于锂枝晶形貌图像识别的锂电池安全度评估方法及装置。

背景技术

随着全球市场电动汽车商品化步伐的日益加快，对高功率和高能量动力电池需求迅速增加，而高功率和高能量动力电池同时也暴露出众多安全性问题，因此电池的安全性越来越受到人们的关注。尤其是近几年，锂电池作为高功率和高能量电池的典型代表，锂电池在众多涉及电池应用领域中有广泛应用，然而锂电池自燃、爆炸等事故的新闻时有发生，锂电池的安全性逐渐受到制造商和用户的重视。就目前而言，我国锂电池在技术研发层面尚处于初始阶段，在锂电池应用领域锂电池的安全性方面存在诸多问题。

锂离子电池是一个复杂的电化学系统，锂电池的失效机理复杂，其失效模式受诸多因素影响，比如所处的环境温度、放电深度、充放电电流等。虽然锂电池的状态参数如电压、电流、温度等可以实时测量，其内阻、容量、SOC等参数也可以通过实测参数经过计算得到，但是锂电池的安全性无法测量，且是一个受多因素影响的随时变化的量，安全性的保障也是锂电池系统正常应用的前提条件。锂电池安全性量化问题也成了当前电池应用研究和安全性研究的一个重点和难点。国内学者在锂电池安全性量化研究方面目前较少，主要集中在针对锂电池故障诊断方法方面。目前，在锂电池行业中故障诊断技术已相对成熟，在锂电池出现故障时，可较为准确的找到锂电池故障原因，但故障诊断只是在锂电池出现故障之后,锂电池测试人员才对故障问题做出判断，故障诊断并不能预防锂电池故障的发生。实际上，锂电池故障的行成是一个逐渐变化的过程，如能在锂电池使用过程中对其进行安全性评估，给出量化指标，这对于预防锂电池事故发生、保障使用者生命安全具有重要作用。另外描述锂电池的性能指标包括容量、能量密度、充放电倍率、电压、寿命、内阻、自放电、工作温度等。这些参数虽能反映出锂电池的使用状况，但任何一项参数的异常均不能准确的反映锂电池存在的危险性。因此这些参数无法给锂电池使用者动力电池安全性直观的感受，锂电池参数多且密，细微的参数变化也可能存在着巨大的安全隐患。所以在实际应用中，锂电池可能依旧正常工作，但此时已存在大的安全隐患，如何在检测中不仅仅通过简单的电池测试来判断电池的安全状态，如何有依据的提示使用者锂电池的安全性成为电池行业亟待解决的技术难题。这一难题不仅仅只局限于锂电池上，同时目前任何电池都没有方法来量化各类电池安全度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明根据锂离子动力电池在使用过程中发生关键故障的概率，提供了一种基于锂枝晶形貌图像识别的锂电池安全度评估方法，解决了现有技术无法对电池安全性进行量化评估的问题。

本发明提供的一种基于锂枝晶形貌图像识别的锂电池安全度评估方法，包括如下步骤：

获取成千上万待评估锂电池的锂枝晶形貌图像，并进行预处理；

将上述处理得到的锂枝晶形貌图像送入已建立起的锂枝晶CNN的百分比量化模型中训练；

利用经过大量训练的锂枝晶CNN的百分比量化模型实现对锂电池安全度百分比的精准量化，即将锂电池安全度的百分比精确数值计算出来；

建立安全度对照表，所述安全度对照表由若干安全区间构成，安全区间对应当前时刻的电池安全情况；将估算模块得到的安全度数值与所述安全区间匹配，得到当前时刻的电池安全情况。