[发明专利]电化学阻抗谱的分析方法、系统、设备及计算机存储介质在审
申请号: | 202011633963.7 | 申请日: | 2020-12-31 |
公开(公告)号: | CN112816895A | 公开(公告)日: | 2021-05-18 |
发明(设计)人: | 方小红;王春林;朱广焱;张鹏博;谈文 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海高等研究院;上海派能能源科技股份有限公司 |
主分类号: | G01R31/389 | 分类号: | G01R31/389;G01R31/367;G01N27/26 |
代理公司: | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人: | 张燕 |
地址: | 201210 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电化学 阻抗 分析 方法 系统 设备 计算机 存储 介质 | ||
1.一种电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,包括:
获取电池的电化学阻抗;
检测所述电池的电化学阻抗,以判断所述电化学阻抗是否稳定;若是,则继续下一步骤;若否,则重新获取电化学阻抗;
拟合一用于分析电池的电化学阻抗的分析模型;
通过获取的电化学阻抗,验证所述分析模型的可靠性,并对其进行分峰处理。
2.根据权利要求1所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,通过检测所述电池的电化学阻抗谱的阻抗实部和阻抗虚部的计算值,并将计算值与测量值进行比较,若计算值与测量值的误差小于等于误差阈值,则表示所述电化学阻抗稳定;若计算值与测量值的误差大于误差阈值,则表示所述电化学阻抗谱不稳定。
3.根据权利要求1所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,所述拟合一用于分析电池的电化学阻抗的分析模型的步骤包括:
选取径向基函数作为基函数;
对所述径向基函数及其系数做线性和,并选取正则化拟合算法以形成用于分析电池的电化学阻抗的分析模型;
选取智能优化算法对形成分析模型过程中的过程参数进行优化,以得到最优的电化学阻抗分析模型。
4.根据权利要求3所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,
所述径向基函数为:RBF=Φμ(|x-c|);
其中,x表示自变量,c表示给定中心值,μ表示高斯函数的形状因子,其大小与函数的半峰宽有关,Φμ表示径向基函数的表达式,当径向基函数的核函数为Guassian函数时,Фμ(x)=exp(-(μx)2)。
5.根据权利要求3所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,所述拟合一用于分析电池的电化学阻抗的分析模型的步骤还包括通过一弛豫时间分布函数计算电化学阻抗,以形成用于分析电池的电化学阻抗的分析模型;
所述弛豫时间分布函数为:
τ表示时间常数,γ表示弛豫时间分布函数,lnτ表示时间常数的对数,xm表示第m个基函数的系数,lnτm表示第m个基函数的中心值;
用于分析电池的电化学阻抗的分析模型为:
其中,ZDRT(f)表示电池的电化学阻抗,i表示虚数,ω=2πf,f表示阻抗谱测量过程中选择的频率值。
6.根据权利要求3所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,选取正则化拟合算法以形成用于分析电池的电化学阻抗的分析模型的步骤包括:
利用通过所述弛豫时间分布函数计算得到的电化学阻抗及测量得到的阻抗形成一目标函数;
选取正则化拟合算法,通过对目标函数施加一定的约束项,以形成引入约束项的目标函数;所述引入约束项的目标函数由计算的电化学阻抗与测量阻抗之间的差的平方和及正则化项组成;
当引入约束项的目标函数达到预设的目标值时形成的电化学阻抗分析模型视为最优分析模型。
7.根据权利要求3所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,
电化学阻抗与测量阻抗之间的差的平方=电化学阻抗的实部与测量阻抗的实部之间的差的平方和+电化学阻抗的虚部与测量阻抗的虚部之间的差的平方和;
正则化项=正则化参数*约束项,其中正则化参数是用来平衡两项之间的比例,防止过拟合和欠拟合现象的发生。
8.根据权利要求6所述的电化学阻抗谱的分析方法,其特征在于,
采用智能优化算法,通过迭代的方法实现对形成分析模型过程中所涉及到的参数进行优化,以形成最优的电化学阻抗分析模型,过程参数包括形状因子、正则化参数、正则化矩阵、基函数的数量;其中,迭代过程的预设截止条件包括两种,一种是达到最大迭代次数,另一种是目标函数达到目标值;
当达到预设截止条件时的过程参数视为最优的过程参数,并应用于电池的电化学阻抗分析模型的拟合过程中。
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