【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓄电池充电，具体涉及一种蓄电池充电控制系统及其控制方法。
技术介绍
1、蓄电池充电控制是指通过监测蓄电池的电压、电流、温度和内阻等关键参数，结合充电曲线特性和实际使用需求，动态调节充电电流和电压的过程，以确保蓄电池在充电过程中处于安全、稳定和高效的状态。该过程通常采用智能控制技术，如基于恒流-恒压(cc-cv)策略的充电方法，或结合温度补偿和状态预测的优化算法，来避免过充或欠充导致的电池性能下降、过热或安全隐患，从而延长蓄电池的使用寿命并提升能量利用效率。
2、现有技术存在以下不足：
3、现有技术蓄电池充电通常采用小电流预充后进入恒流充电(高电流快速补充蓄电池电量)的策略，以平衡充电效率和电池安全性，同时保护电池性能。然而，当蓄电池进入恒流充电阶段时，高电流可能导致锂离子迁移速率不足，部分锂离子无法嵌入负极石墨结构，而是在负极表面沉积为金属锂，进而形成不稳定的金属锂枝晶(lithium dendrites)。金属锂的沉积会消耗可逆锂离子，并在其表面形成不稳定的固体电解质界面膜(sei)，进一步加速锂离子损失，导致电池容量快速衰减、能量密度降低和输出功率下降。此外，枝晶具有方向性生长，可能刺穿隔膜，与正极接触形成内短路。内短路会导致局部过热，产生大量热量并引发电解液分解，释放可燃气体，加剧热失控。若热失控无法控制，可能导致电池起火或爆炸，严重危及设备安全和人身健康，带来巨大的安全隐患。
4、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种蓄电池充电控制系统及其控制方法，通过多模态传感数据与深度学习模型，精准识别蓄电池锂离子迁移受阻风险。基于电化学极化速变因子和电极动力学非均衡因子提取特征，生成锂离子沉积指数并分类。根据分类结果动态调整充电策略，正常迁移时高电流恒流充电，受阻迁移时降低电流，减少锂沉积和枝晶风险，提升充电效率与安全性，延长电池寿命，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种蓄电池充电控制方法，包括以下步骤：
3、首先从蓄电池中全面获取多模态传感数据；
4、对获取的原始数据进行预处理，在检测窗口下，从预处理后的数据中提取出有助于识别锂离子迁移受阻的关键特征；
5、将提取出的特征输入到预先学习好的深度学习模型中，通过深度学习模型对蓄电池充电过程中锂离子迁移受阻风险进行智能化评估；
6、根据深度学习模型的评估结果，将锂离子迁移状态划分为锂离子正常迁移和锂离子受阻迁移；
7、对于锂离子正常迁移，保持恒流充电策略，通过高电流快速补充电池电量，确保充电效率和时间优化；
8、对于锂离子受阻迁移，基于深度学习模型评估结果，以恒流充电高电流为基础，动态降低充电电流，以减缓锂离子沉积和枝晶生成的风险。
9、优选的，从预处理后的数据中提取蓄电池充电过程中的极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度，获取后，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度进行分析后分别生成电化学极化速变因子和电极动力学非均衡因子，电化学极化速变因子通过量化蓄电池充电过程中极化电压随时间的动态变化速率，反映锂离子迁移过程中极化现象的加剧程度，间接揭示锂离子迁移受阻的风险；电极动力学非均衡因子通过量化负极表面电化学反应速率在空间分布上的非对称程度，反映锂离子在负极嵌入过程中分布不均的程度，从而评估锂离子迁移受阻导致的局部沉积趋势。
10、优选的，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率进行分析后生成电化学极化速变因子的具体步骤如下：
11、在检测窗口下，实时采集充电过程中电压的数据，提取极化电压，计算表达式如下：
12、vp(t)＝v(t)-i(t)·rs
13、，式中，vp(t)是极化电压，v(t)是总电压，即蓄电池在时间点t时刻测得的总电压值，i(t)是蓄电池在时间点t时刻的充电电流，rs是电池内阻；
14、通过极化电压vp(t)计算极化电压动态变化速率，计算表达式如下：
15、
16、，式中，rp(t)是极化电压动态变化速率，δt是时间间隔；
17、为了捕捉电压变化的微观细节，引入高阶偏导数项，增强动态响应的灵敏度，计算表达式如下：
18、
19、，式中，是极化电压增强动态变化速率，α是灵敏度权重系数，用于调节二阶导数对速率的贡献权重；
20、进一步量化动态变化的剧烈程度，引入幅度加权因子，用于反映速率的非线性波动特性，计算表达式如下：
21、
22、，式中，wp(t)是加权因子，β是幅度调节系数，γ是非线性指数；
23、结合极化电压增强动态变化速率和加权因子wp(t)，构建电化学极化速变指数，计算表达式如下：
24、
25、，式中，epdvf是电化学极化速变因子，sin(ω·t+φ)是谐波调制函数，ω是角频率，φ是初相位，t是检测窗口总时长。
26、优选的，在检测窗口下，对负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度进行分析后生成电极动力学非均衡因子的具体步骤如下：
27、在检测窗口下，采集负极表面多个区域的局部电流密度，负极表面被划分为n×m的网格，每个网格节点(i,j)表示一个局部区域，采集到的局部电流密度以矩阵形式存储为j，j＝{j(i,j)}，其中，j(i,j)表示节点i和节点j的局部电流密度，通过对局部电流密度数据矩阵j的空间梯度和分布模式进行分析，量化非对称程度；
28、针对采集的j(i,j)，计算其在空间上的梯度强度，计算表达式如下：
29、
30、，式中，g(i,j)是梯度强度；
31、利用每个节点的梯度强度g(i,j)，计算整个负极表面反应速率分布的全局不均衡性，计算表达式如下：
32、
33、，式中，q是全局不均衡性指标，k1是梯度平滑参数，ω(i,j)是权重因子；
34、基于全局不均衡性指标q，定义电极动力学非均衡因子，计算表示如下：
35、
36、，式中，eksaf是电极动力学非均衡因子，a是负极表面的总面积，ω是负极的空间区域，e是自然底数，是调节系数，θ是灵敏度调节参数，gmax是梯度强度的最大值，γ是阈值调节参数。
37、优选的，将提取的电化学极化速变因子特征和电极动力学非均衡因子特征输入到预先学习好的深度学习模型中，基于深度学习模型生成锂离子沉积指数，通过锂离子沉积指数对蓄电池充电过程中锂离子迁移受阻风险进行智能化评估。
38、优选的，将生成的锂离子沉积指数与预先设定的锂离子沉积指数参考阈值进行比对，对锂离子迁移状态进行划分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于：从预处理后的数据中提取蓄电池充电过程中的极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度，获取后，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度进行分析后分别生成电化学极化速变因子和电极动力学非均衡因子，电化学极化速变因子通过量化蓄电池充电过程中极化电压随时间的动态变化速率，反映锂离子迁移过程中极化现象的加剧程度，间接揭示锂离子迁移受阻的风险；电极动力学非均衡因子通过量化负极表面电化学反应速率在空间分布上的非对称程度，反映锂离子在负极嵌入过程中分布不均的程度，从而评估锂离子迁移受阻导致的局部沉积趋势。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率进行分析后生成电化学极化速变因子的具体步骤如下：
4.根据权利要求2所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，在检测窗口下，对负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度进行分析后生成电极动力学非
5.根据权利要求2所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于：将提取的电化学极化速变因子特征和电极动力学非均衡因子特征输入到预先学习好的深度学习模型中，基于深度学习模型生成锂离子沉积指数，通过锂离子沉积指数对蓄电池充电过程中锂离子迁移受阻风险进行智能化评估。
6.根据权利要求5所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于：将生成的锂离子沉积指数与预先设定的锂离子沉积指数参考阈值进行比对，对锂离子迁移状态进行划分，划分步骤如下：
7.根据权利要求6所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，对于锂离子受阻迁移，基于深度学习模型评估结果，以恒流充电高电流为基础，动态降低充电电流，以减缓锂离子沉积和枝晶生成的风险的具体步骤如下：
8.一种蓄电池充电控制系统，用于实现上述权利要求1-7其中任意一项所述一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，包括包括多模态数据采集模块、数据预处理与特征提取模块、深度学习评估模块、迁移状态分类模块、恒流充电优化模块以及动态充电调整模块：
...【技术特征摘要】
1.一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于：从预处理后的数据中提取蓄电池充电过程中的极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度，获取后，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率和负极电化学反应速率在空间分布上的对称程度进行分析后分别生成电化学极化速变因子和电极动力学非均衡因子，电化学极化速变因子通过量化蓄电池充电过程中极化电压随时间的动态变化速率，反映锂离子迁移过程中极化现象的加剧程度，间接揭示锂离子迁移受阻的风险；电极动力学非均衡因子通过量化负极表面电化学反应速率在空间分布上的非对称程度，反映锂离子在负极嵌入过程中分布不均的程度，从而评估锂离子迁移受阻导致的局部沉积趋势。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，在检测窗口下，对极化电压动态变化速率进行分析后生成电化学极化速变因子的具体步骤如下：
4.根据权利要求2所述的一种蓄电池充电控制方法，其特征在于，在检测窗口下，对负极电化学反应速率在空间分布上的对称...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘记，赵延安，曹胜基，徐桂佳，杨卫，邴传，花纯亮，
申请(专利权)人：小洋电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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