[发明专利]一种锂离子电池正极开路电势曲线非破坏获取系统及方法

说明书

一种锂离子电池正极开路电势曲线非破坏获取系统及方法，涉及锂离子电池建模与管理应用领域。本发明先是调整锂离子电池的负极电势曲线的起始电压值，得到调整后的负极电势曲线，将调整后的负极电势曲线和开路电压曲线叠加，得到调整后的正极电势曲线，接下来依次采用多项式函数、1阶傅里叶函数和1阶高斯函数，不断的削减误差，并且重复使用1阶高斯函数来削减误差，直到得到误差曲线中最大误差值小于预设值，才认为最后得到的高斯函数修正拟合曲线为锂离子电池的锂离子电池的真正正极电势曲线。它用于获取锂离子电池的正极开路电势曲线。

技术领域

本发明涉及电池正极开路电势曲线获取系统及方法。属于锂离子电池建模与管理应用领域。

背景技术

锂离子电池因其高电压、高功率密度、高能量密度、循环寿命长等优势，广泛应用于新能源汽车的储能单元。

新能源汽车的不断发展对电池管理系统提出了更高的要求。锂离子电池的电化学机理模型能够表征电池内部特征，实现更为准确的电池性能状态的估计。

在对锂离子电池进行电化学建模时，需要电池正负极材料的电极电势曲线。电池的电极电势曲线指的是当电极与不同浓度电解液接触时，由于电极表面溶解与离子吸附程度的变化，引起电极材料的电势变化曲线。电极电势曲线的获取对电化学模型的仿真计算尤其重要。

目前，锂离子电池制造商由于商业保密等因素一般不会提供动力电池的电极电势曲线。锂离子电池的负极材料一般为石墨，可根据相应文献查阅得到，而正极材料存在许多体系，例如钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂以及三元体系。不同体系的正极电势形式各不相同，甚至对于同一体系的电池材料结构不同、材料配比不同，正极电势曲线也有所不同。

正极材料的电势曲线的实验室测试需要将电池拆解，进行一系列的测试，整个测试流程复杂且耗时。

发明内容

本发明是为了解决现有需要将电池拆解，并经过一系列复杂测试，才能获得锂离子电池正极开路电势曲线的问题。现提供一种锂离子电池正极开路电势曲线非破坏获取系统及方法。

一种锂离子电池正极开路电势曲线非破坏获取方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、调整锂离子电池的负极电势曲线的起始电压值，得到调整后的负极电势曲线，将调整后的负极电势曲线和开路电压曲线叠加，得到调整后的正极电势曲线，所述调整后的正极电势曲线不存在上升阶段；

步骤S2、采用多项式函数对调整后的正极电势曲线进行拟合，得到多项式拟合曲线，将多项式拟合曲线与调整后的正极电势曲线做差，得到初始误差曲线；

步骤S3、采用1阶傅里叶函数对初始误差曲线进行拟合，得到傅里叶函数拟合曲线，将傅里叶函数拟合曲线和多项式拟合曲线叠加，得到傅里叶函数修正拟合曲线，将傅里叶函数修正拟合曲线与调整后的正极电势曲线做差，得到一个新的误差曲线；

步骤S4、采用1阶高斯函数对所述新的误差曲线上的最大峰值进行修正，得到高斯函数拟合曲线，将高斯函数拟合曲线和傅里叶函数修正拟合曲线叠加，得到高斯函数修正拟合曲线，将高斯函数修正拟合曲线与调整后的正极电势曲线做差，得到另一个新的误差曲线；

步骤S5、重复执行步骤S4，直到步骤S4得到的误差曲线中的最大误差值小于预设值，将此时得到的高斯函数修正拟合曲线作为锂离子电池的正极开路电势曲线。

优选地，所述负极电势曲线和开路电压曲线叠加，得到锂离子电池的正极电势曲线，具体过程为：

从确定的起始负极电势所对应的电池负极嵌锂浓度分数处到电池负极嵌锂浓度分数为1的区间，取数量与开路电压曲线相同的数据点；