一种基于Python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法与流程

一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法
技术领域
1.本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法。


背景技术：

2.锂离子电池在电芯的制作方式上一般分为叠片式和卷绕式，叠片式锂离子电池主要是将正负极片分别切成单片，隔膜呈z字型叠绕，正负极单片依次交叉叠放，极片中间由隔膜隔开，每个正负极单片上分别有极耳，正负极单片上的极耳分别叠放在一起，并通过超声波焊接在一起。在相同化学体系下叠片式锂离子电池同卷绕式锂离子电池相比具备能量密度更高、内阻低、循环寿命好、倍率性能好、电池变形和膨胀小等优点，在移动通信、储能和动力电源等领域得到广泛应用。但叠片焊接，装配极耳弯折和电池装配等制造工序和工况下内部应力变化等容易发生极耳虚焊、漏焊、极耳或单片极耳断裂、单片微断裂等现象，造成电池内阻变大，容量衰减，甚至影响安全性能。
3.识别叠片式电池极耳虚焊、漏焊、极耳或单片极耳断裂、单片微断裂等一般有交流内阻法、直流内阻法、容量法和充放电曲线异常点观察法等，但只能识别明显的异常。而对于内部极耳微虚焊和微断裂的叠片式锂离子电池交流内阻、直流内阻、容量和充放电曲线等都没有明显异常，难以识别、判断和容易遗漏。


技术实现要素：

4.为此，本发明主要解决常规的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的难以识别、判断和容易遗漏的问题。
5.为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
6.一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.s1、将叠片式锂离子电池进行充电或放电，记录充电或放电数据，得到充电或放电曲线；
8.s2、建立充电或放电曲线方程；
9.s3、利用python的函数求解方程中的未知量，计算出拟合曲线；
10.s4、将s1中的充电或放电曲线同拟合曲线做比较，筛选出偏离数据点；
11.s5、根据偏离数据点判断叠片式锂离子电池内部是否有极耳微虚焊和微断裂。
12.作为优选，所述s1中放电过程为恒流放电，记录数据为电压-放电容量。能够方便的读取数据。
13.作为优选，所述s2中曲线方程自变量为放电容量，因变量为电压，其公式为：
14.y＝a0 a1*x a2*x^2
…
am*x^m
15.。拟合效果好。
16.作为优选，所述s3中求解未知量包括将曲线方程变为基于最小二乘法的正则方程组，其公式为：
17.易于获得更好拟合效果。
18.作为优选，所述s3中所述程序包括生成系数矩阵a、计算每一个方程的系数、计算当前方程的每一个系数、计算方程组的右端向量b以及生成拟合曲线的绘制点。便于计算。
19.作为优选，所述s3中python函数包括numpy包中的linalg.solve(a,b) 函数,所述linalg.solve(a,b)以矩阵的方式解一个线性方程组，其中参数a为系数矩阵，参数b为纵坐标的值。便于计算，准确性高。
20.作为优选，所述s4中编写程序时，设定值offset小于等于2mv。取值更接近。
21.作为优选，所述s4中编写程序时包括矩阵计算，序列计算偏离的offset 值，用放电电压减去拟合曲线电压得到偏离值，偏离值大于设定值的点为偏离点。计算简单。
22.本发明的实施方式具有如下优点：
23.基于python语言相比c 或java代码的结构简单、简洁性、易读性以及可扩展性，可拟合多种类型的曲线，求解多类型曲线的多元一次方程；另外，可通过编写程序批处理数据，可快速识别叠片式电池内部极耳微虚焊和微断裂。
附图说明
24.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
25.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达到的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
26.图1是本本发明实施例一的一种电压-容量实际曲线与拟合曲线比较图。
27.图2是本发明实施例二的一种电压-容量实际曲线与拟合曲线比较图。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的认识可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，本发明实施例一提供了一种基于python的叠片式锂离子电池内部极
耳微虚焊和微断裂快速判断方法，包括以下步骤：
30.(1)将一电池状态为100％soc的ncm/c体系的45ah叠片式锂离子电池以1c恒流放电至2.7v，记录放电时电压-容量数据；
31.(2)建立充电或放电曲线方程，该曲线的方程为:
32.y＝a0 a1*x a2*x^2
…
am*x^m
33.基于最小二乘法的正则方程组，用python的numpy包中的 linalg.solve()方法编写程序求解多元一次方程y及其未知量a0、a1、a2... am；
34.(3)基于python语言编写程序，设定电压值offset小于等于2mv，将步骤(1)中的放电曲线同多元一次方程做比较，通过矩阵计算，序列计算运行程序，自动筛选出偏离数据点。
35.在另一个实施例中，包括以下步骤：
36.(1)将一电池状态为100％soc的ncm/c体系的45ah叠片式锂离子电池以1c恒流放电至2.7v，记录放电时电压-容量数据；
37.(2)建立充电或放电曲线方程(同实施例一)；
38.(3)基于实施例中python语言编写程序，设定电压值offset小于等于2mv，将步骤(1)中的放电曲线同多元一次方程运行实施例一中的程序。
39.程序运行结果为实施例二中无异常数据偏离点，如图2所示实施例二中放电曲线与拟合拟合无无异常电压偏离数据。
40.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。


技术特征：
1.一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将叠片式锂离子电池进行充电或放电，记录充电或放电数据,得到充电或放电曲线；s2、建立充电或放电曲线方程；s3、利用python的函数求解方程中的未知量，计算出拟合曲线；s4、将s1中的充电或放电曲线同拟合曲线做比较，筛选出偏离数据点；s5、根据偏离数据点判断叠片式锂离子电池内部是否有极耳微虚焊和微断裂。2.根据权利要求1所述的一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，所述s1中放电过程为恒流放电，记录数据为电压-放电容量。3.根据权利要求1所述的一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，所述s2中曲线方程为：y＝a0 a1*x a2*x^2
…
am*x^m式中的自变量为放电容量，因变量为电压。4.根据权利要求1所述的一种于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，所述s3中求解未知量包括将曲线方程变为基于最小二乘法的正则方程组，其公式为：5.根据权利要求1所述的一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，所述s3中python函数包括numpy包中的linalg.solve(a,b)函数,所述linalg.solve(a,b)以矩阵的方式解一个线性方程组，其中参数a为系数矩阵，参数b为纵坐标的值。6.根据权利要求1或2所述的一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，设定值offset小于等于2mv。7.根据权利要求1所述的一种基于python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法，其特征在于，所述s4中编写程序时包括矩阵计算，序列计算偏离的offset值，用放电电压减去拟合曲线电压得到偏离值，偏离值大于设定值的点为偏离数据点。

技术总结
本发明公开了一种基于Python的叠片式锂离子电池内部极耳微虚焊和微断裂的快速判断方法用python求解充电或放电曲线的多元一次方程，建立最小二乘法的正则方程组，求解得到曲线方程；把电池充电或放电曲线同曲线方程比较，并设置offset判断值，通过矩阵计算，序列计算偏离的offset值，大于offset的值作为判断叠片式电池内部极耳微虚焊和微断裂被筛选出；本发明易于识别、判断内部极耳微虚焊和微断裂的叠片式锂离子电池，且快速、不易遗漏。不易遗漏。不易遗漏。


技术研发人员：张道振 曹杰 韩笑 杨明 谭春华 蔡军
受保护的技术使用者：万向一二三股份公司
技术研发日：2021.07.28
技术公布日：2022/6/14