【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池制造领域，尤其涉及一种电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法及系统。
技术介绍
1、在现代电池技术中，尤其是锂离子电池的制造过程中，电池粉末的压实密度对电池性能有着决定性的影响。压实密度不仅影响电极材料的电化学性能，还关系到电池的能量密度、充放电速率、循环寿命和安全性。一个理想的压实密度可以确保电池具有优越的导电性和结构完整性，同时减少内部空间的浪费，从而提高其整体性能和效率。此外，对于高能量和高功率的电池应用，如电动汽车和便携式电子设备，优化的压实密度是确保电池能够在紧凑空间内提供持久能量的关键。
2、在传统的电池粉末压实密度测试中，试验机的控制方案通常比较基础，侧重于实现标准化和一致性。这些方案通常包括预设的参数设置，如固定的压力水平、恒定的压力持续时间和统一的加压速率。虽然这种方法在某些标准化测试中可能有效，但它忽视了不同材料类型和电池设计对测试参数的特定需求。例如，不同类型的电极材料（如石墨、硅基材料或各种复合材料）可能对压力和压实方式有不同的响应。
3、由于现有的测试方案主要依赖于固定的测试方案，这些方案通常是基于标准测试规范或操作者的经验设置的，往往不能灵活适应不同材料的特性，并且由于现有方案过渡依赖操作者的判断和经验，导致测试结果无法准确反映材料的潜在性能，测试结果缺乏一致性，在不同操作者之间可能导致显著的结果偏差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法及系统，用以
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，所述试验机包括：测距传感器、压力传感器、上压盘、模具、下压盘，所述上压盘和下压盘相对设置，所述方法包括：
3、控制试验机进行空白测试，得到空白测试结果；
4、根据所述空白测试结果，对所述试验机进行校正；
5、根据待测电池粉末样品的样品参数，获取与所述样品参数对应的所述试验机的目标压实密度测试方案，其中，所述样品参数包括标称重量、样品类型和样品材料特性；所述试验机的控制参数包括目标压力值、目标恒压时间和目标加压速度，所述目标压实密度测试方案包括：
6、根据所述目标加压速度控制下压盘上移，通过所述上压盘和所述下压盘对所述模具进行加压，其中，所述模具放置于所述下压盘的中心，所述模具加载有所述待测电池粉末样品；
7、当加压至所述目标压力值时，控制所述下压盘停止上移并在所述目标恒压时间内以所述目标压力值保持恒压；
8、当所述目标恒压时间结束后，控制所述下压盘以预设压力释放速率进行下移；
9、根据所述测距传感器对所述下压盘上移到停止上移位置为止所测得的位移距离和所述压力传感器检测到的上压盘的压力值以及所述样品参数，获取待测电池粉末样品的压实密度测试结果。
10、优选地，所述根据待测电池粉末样品的样品参数，获取与所述样品参数对应的所述试验机的目标压实密度测试方案，进一步包括：
11、对所述待测电池粉末样品的样品参数中的标称重量、样品类型和样品材料特性进行分析，确定与所述待测电池粉末样品对应的试验参数范围，其中，所述试验参数范围包括压力值范围、恒压时间范围和加压速率范围；
12、根据所述试验参数范围，确定目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率；
13、根据所述目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率，获取目标压实密度测试方案。
14、优选地，所述根据所述试验参数范围，确定目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率的步骤，包括：
15、获取所述试验机的参数信息，其中，所述参数信息包括额定参数数据，所述额定参数数据包括额定压力范围、额定加压速率范围和额定恒压时间范围；
16、根据输入参数、优化参数和优化目标，构建多目标实验参数优化函数，其中，所述多目标试验参数优化函数包括试验时长函数、试验成本函数和试验准确度函数，所述输入参数包括所述样品参数和所述试验机的参数信息，所述优化参数包括压力值、恒压时间和加压速率，所述优化目标包括试验时长、试验成本和试验准确度；
17、根据所述试验参数范围和所述额定参数数据，确定函数约束条件；
18、根据所述多目标试验参数优化函数和所述函数约束条件，构建多目标实验参数优化模型；
19、基于预设优化算法对所述多目标试验参数优化模型进行求解，得到所述目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率，其中，所述预设优化算法包括：多目标遗传算法、粒子群优化算法和蚁群算法。
20、优选地，所述试验时长函数的表达式如下所示：t(p,t,v)=tsum=tprep+tpressure-rise(p,v)+t+trelease式中, t(p,t,v)为所述试验时长函数，tsum为试验总时长，tprep为准备时间，tpressure-rise(p,v)为从开始加压到达到所述压力值所需的压力上升时间，t为所述目标恒压时间，trelease为压力释放时间，所述准备时间和所述压力释放时间为常数，均基于历史试验数据得到；
21、其中，所述压力上升时间通过如下公式进行计算：式中，p为所述压力值，v为所述加压速率，a为第一系数，b为第二系数，所述第一系数和所述第二系数通过对历史实验数据进行回归分析得到。
22、优选地，所述试验成本函数的表达式如下所示：c(p,t,v)=cmaterial+cenergy(p,t,v)+cmaintenance式中，cmaterial为试验材料成本，cenergy(p,t,v)为试验过程中的能源消耗成本，cmaintenance为所述试验机的设备维护成本，p为所述压力值，t为恒压时间，v为加压速率；
23、其中，所述能源消耗成本通过如下公式进行计算：cenergy(p,t,v)= cpressure-rise(p,v) + cholding(p,t) + crelease式中，cpressure-rise为从开始加压到达到所述压力值的加压能源消耗，cholding(p,t)为恒压时间内的恒压能源消耗，crelease为压力释放时的释放能源消耗；
24、其中，所述加压能源消耗通过以下公式计算：式中，e1为加压阶段的能源消耗率，a为第一系数，b为第二系数，所述第一系数和所述第二系数通过对历史实验数据进行回归分析得到；
25、所述恒压能源消耗通过以下公式计算：cholding=e2*p*t式中，e2为恒压阶段的能源消耗率。
26、优选地，所述试验准确度函数的表达式如下所示：a(p,t,v)=w1*fp(p)+w2*ft(t)+w3*fv(v)式中，fp(p)为压力准确度函数，ft(t)为恒压时间准确度函数，fv(v)为加压速率准确度函数，w1、w2和w3为权重系数，p为所述压力值，t为恒压时间，v本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验机包括：测距传感器、压力传感器、上压盘、模具、下压盘，所述上压盘和下压盘相对设置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述根据待测电池粉末样品的样品参数，获取与所述样品参数对应的所述试验机的目标压实密度测试方案，进一步包括：
3.根据权利要求2所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述根据所述试验参数范围，确定目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验时长函数的表达式如下所示：T(p,t,v)=Tsum=Tprep+Tpressure-rise(p,v)+t+Trelease式中, T(p,t,v)为所述试验时长函数，Tsum为试验总时长，Tprep为准备时间，Tpressure-rise(p,v)为从开始加压到达到所述压力值所需的压力上升时间，t为所述目标恒压时间，Trelease为压力释放时间，所
5.根据权利要求3所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验成本函数的表达式如下所示：
6.根据权利要求3所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验准确度函数的表达式如下所示：
7.根据权利要求6所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，在所述根据所述测距传感器和所述压力传感器在下压盘上移阶段和压力保持阶段的读数以及所述标称重量，获取待测电池粉末样品的压实密度测试结果的步骤之后，所述方法还包括：
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述控制试验机进行空白测试，得到空白测试结果的步骤，包括：
9.根据权利要求8所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述根据所述空白测试结果，对所述试验机进行校正的步骤，包括：
10.一种电池粉末压实密度测试试验机的智能控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：控制模块、加压模块、传感器模块和电源模块，其中，所述加压模块用于对用于容纳待测电池粉末样品的模具进行加压，所述传感器模块用于测试施加在所述模具上的压力值和模具产生的位移，所述电源模块用于对所述控制系统进行供能，所述控制模块用于执行权利要求1-9任一项所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验机包括：测距传感器、压力传感器、上压盘、模具、下压盘，所述上压盘和下压盘相对设置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述根据待测电池粉末样品的样品参数，获取与所述样品参数对应的所述试验机的目标压实密度测试方案，进一步包括：
3.根据权利要求2所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述根据所述试验参数范围，确定目标压力值、目标恒压时间和目标加压速率的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，其特征在于，所述试验时长函数的表达式如下所示：t(p,t,v)=tsum=tprep+tpressure-rise(p,v)+t+trelease式中, t(p,t,v)为所述试验时长函数，tsum为试验总时长，tprep为准备时间，tpressure-rise(p,v)为从开始加压到达到所述压力值所需的压力上升时间，t为所述目标恒压时间，trelease为压力释放时间，所述准备时间和所述压力释放时间为常数，均基于历史试验数据得到；
5.根据权利要求3所述的电池粉末压实密度测试试验机的智能控制方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，樊均根，梁廷峰，曾凡勇，王博，
申请(专利权)人：深圳三思纵横科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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