[发明专利]锂电池的单体数字孪生模型建立方法、系统、终端和介质

说明书

本发明公开了一种锂电池的单体数字孪生模型建立方法、系统、终端和介质，方法包括：根据宏观状态参数与宏观物化参数分析得到经验关系簇；所述宏观物化参数用于表征锂电池单体的运行状态；所述宏观状态参数用于表征所述锂电池单体的工况性能；所述经验关系簇为所述锂电池单体的宏观状态参数与宏观物化参数的先验关系；根据所述经验关系簇建立所述锂电池单体的单体数字孪生模型；根据实时获取的宏观物化参数对所述单体数字孪生模型进行更新。本发明能够建立持续、实时和直观的锂电池单体数字孪生模型，精度高可预测性强。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池的单体数字孪生模型建立方法、系统、终端和介质。

背景技术

在“碳中和”背景下，对可代替石油能源的清洁能源寻找热情持续升温。太阳能、潮汐能、风能、水能等是一种清洁的可持续利用的能源，但能源产生的介质可控性相对不是很强。锂离子电池是目前新一代二次电池、其具有较高的能量密度和循环寿命，目前广泛应用于移动通信、数码科技、电动汽车、能源存储等领域，未来对锂离子电池及其材料的需求难以估量、其配套的上下游产业链也市场巨大。对于锂电池建立数字孪生体，能够给更加清晰地了解锂电池的实时工作状态，从而更好保障锂电池的经济性、可靠性和安全性。

数字孪生作为一种新兴技术受到电力系统的极大关注，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。锂电池的单体数字孪生系统是基于锂电池单体的物理化学模型的数字孪生体，其不局限于宏观量，而致力于挖掘锂电池内部微观量的变化规律，故存在很强的预测性和可信性。

该单体数字孪生系统操作方便，易于实现，但是需要大量的实验数据作为模型基础以实现拟合，对于超出实验数据范围的预测真实性难以控制。而且，基于对电池进行离线试验的试验结果来设计，所覆盖的应用工况少，试验环境变化小。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于解决现有技术中需要使用大量实验数据建立锂电池单体对应数字孪生模型的适应性弱、准确率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种模组数字孪生模型建立方法，包括：

根据宏观状态参数与宏观物化参数分析得到经验关系簇；所述宏观物化参数用于表征锂电池单体的运行状态；所述宏观状态参数用于表征所述锂电池单体的工况性能；所述经验关系簇为所述锂电池单体的宏观状态参数与宏观物化参数的先验关系；

根据所述经验关系簇建立所述锂电池单体的单体数字孪生模型；

根据实时获取的宏观物化参数对所述单体数字孪生模型进行更新。

在一些实施方式中，所述根据宏观状态参数与宏观物化参数分析得到经验关系簇包括：

从传感器模组处获取所述锂电池单体的宏观物化参数，并基于预设方式建立所述宏观状态参数；

采集不同宏观状态参数下的两相反应锂电池的充放电曲线；

对采集的各充放电曲线进行基于电池经验模型的参数提取得到所述经验关系簇。

在一些实施方式中，所述根据所述经验关系簇建立所述锂电池单体的单体数字孪生模型包括：

根据所述经验关系簇选择符合需求的预设模型建立所述单体数字孪生模型。

在一些实施方式中，所述根据所述经验关系簇建立所述锂电池单体的单体数字孪生模型之后包括：

通过所述单体数字孪生模型展示待显示参数；所述待显示参数包括宏观状态参数，宏观物化参数，微观物化参数；

根据所述宏观物化参数和微观物化参数建立预警阈值；

对所述锂电池内部状态进行实时监测得到监测结果；