电池的容量衰减仿真方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本申请涉及电池仿真，特别是涉及一种电池的容量衰减仿真方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、随着锂离子电池的快速发展，锂离子电池广泛应用于便携式电子设备、电动车辆和储能系统等领域。

2、随着锂离子电池充放电循环次数的增加，锂离子电池的可用容量会逐渐减少。其中，析锂是锂离子电池容量衰退的主要原因之一。因此，为了提高锂离子电池的可用性，可以模拟锂离子电池在循环使用过程中由于发生析锂而产生的容量衰减，从而根据容量衰减结果对锂离子电池进行优化。

3、然而，相关技术中无法准确模拟锂离子电池由于析锂而产生的容量衰减。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池的容量衰减仿真方法、装置、计算机设备和存储介质，能够准确模拟锂离子电池由于析锂而产生的容量衰减。

2、第一方面，本申请提供了一种电池的容量衰减仿真方法，包括：

3、获取锂离子电池的仿真工况数据；

4、将仿真工况数据输入至预设的容量衰减仿真模型中，通过容量衰减仿真模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得锂离子电池的容量衰减曲线；容量衰减仿真模型是基于锂离子电池在不同析锂程度下的析锂反应面积构建的。

5、在其中一个实施例中，容量衰减仿真模型包括电化学模型和输出模型；通过容量衰减仿真模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得锂离子电池的容量衰减曲线，包括：

6、针对任一次充放电过程，通过电化学模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在充放电过程的析锂反应面积，确定电化学模型在模拟充放电过程后输出的可用容量；

7、将各可用容量输入至输出模型，得到锂离子电池的容量衰减曲线。

8、在其中一个实施例中，电化学模型包括析锂反应面积计算方程；通过电化学模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在充放电过程的析锂反应面积，确定锂离子电池在充放电过程后输出的可用容量，包括：

9、通过仿真工况数据，获取锂离子电池中电解质的当前体积分数和待标定模型参数；

10、将待标定模型参数和当前体积分数代入析锂反应面积计算方程，确定锂离子电池的析锂反应面积；

11、根据析锂反应面积，确定可用容量。

12、在其中一个实施例中，获取待标定模型参数，包括：

13、获取锂离子电池由于析锂导致的负极的膜厚度变化值；

14、若膜厚度变化值小于预设的临界膜厚，则将预设的第一标定参数值确定为待标定模型参数；

15、若膜厚度变化值大于或等于临界膜厚，且当前体积分数大于预设的临界体积分数，则将预设的第二标定参数值确定为待标定模型参数；

16、若膜厚度变化值大于或等于临界膜厚，且当前体积分数小于或等于临界体积分数，则将预设的第三标定参数值确定为待标定模型参数。

17、在其中一个实施例中，根据析锂反应面积，确定可用容量，包括：

18、根据析锂反应面积，确定析锂反应电流密度；

19、根据析锂反应电流密度，确定锂离子电池的容量损失量；

20、根据锂离子电池的初始可用容量和容量损失量，确定可用容量。

21、在其中一个实施例中，该方法还包括：

22、将仿真工况数据输入至容量衰减仿真模型中，得到锂离子电池在循环充放电过程中的待标定模型参数值；

23、根据各待标定模型参数值，确定锂离子电池在循环充放电过程中的析锂程度。

24、在其中一个实施例中，容量衰减仿真模型的构建过程包括：

25、对历史锂离子电池进行充放电循环测试，得到历史锂离子电池的实际容量衰减曲线；

26、根据历史仿真工况数据、多组待标定模型参数和待标定的初始容量衰减仿真模型对历史锂离子电池进行容量衰减仿真，得到历史锂离子电池在每组待标定模型参数下的仿真容量衰减曲线；

27、根据实际容量衰减曲线和各仿真容量衰减曲线，确定初始容量衰减仿真模型的待标定模型参数；

28、根据待标定模型参数对初始容量衰减仿真模型中的析锂反应面积参数进行修正，确定容量衰减仿真模型。

29、第二方面，本申请还提供了一种电池的容量衰减仿真装置，包括：

30、数据获取模块，用于获取锂离子电池的仿真工况数据；

31、仿真模块，用于将仿真工况数据输入至预设的容量衰减仿真模型中，通过容量衰减仿真模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得锂离子电池的容量衰减曲线；容量衰减仿真模型是基于锂离子电池在不同析锂程度下的析锂反应面积构建的。

32、第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述第一方面中任一实施例提供的方法的步骤。

33、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一实施例提供的方法的步骤。

34、第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一实施例提供的方法的步骤。

35、上述电池的容量衰减仿真方法、装置、计算机设备和存储介质，获取锂离子电池的仿真工况数据；将仿真工况数据输入至预设的容量衰减仿真模型中，通过容量衰减仿真模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得锂离子电池的容量衰减曲线；容量衰减仿真模型是基于锂离子电池在不同析锂程度下的析锂反应面积构建的。该方法中，通过考虑锂离子电池在不同析锂程度下由于表面形貌变化，导致锂离子电池中的析锂反应面积变化的相关特征，预先构建容量仿真衰减模型，通过容量仿真衰减模型模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，以确定锂离子电池的容量衰减曲线，以此提高了模拟的锂离子电池由于析锂而产生的容量衰减的准确性。

技术特征：

1.一种电池的容量衰减仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容量衰减仿真模型包括电化学模型和输出模型；所述通过所述容量衰减仿真模型根据所述仿真工况数据模拟所述锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得所述锂离子电池的容量衰减曲线，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电化学模型包括析锂反应面积计算方程；所述通过所述电化学模型根据所述仿真工况数据模拟所述锂离子电池在所述充放电过程的析锂反应面积，确定所述锂离子电池在所述充放电过程后输出的可用容量，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述待标定模型参数，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述析锂反应面积，确定所述可用容量，包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述容量衰减仿真模型的构建过程包括：

8.一种电池的容量衰减仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种电池的容量衰减仿真方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：获取锂离子电池的仿真工况数据；将仿真工况数据输入至预设的容量衰减仿真模型中，通过容量衰减仿真模型根据仿真工况数据模拟锂离子电池在循环充放电过程的析锂反应面积变化情况，获得锂离子电池的容量衰减曲线；容量衰减仿真模型是基于锂离子电池在不同析锂程度下的析锂反应面积构建的。采用本方法能够准确模拟锂离子电池由于析锂而产生的容量衰减。

技术研发人员：张帆,贾鹏飞,焦君宇,冯兆斌
受保护的技术使用者：深圳屹艮科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24