一種電池壽命周期預測方法
2023-07-10 07:28:01
一種電池壽命周期預測方法
【專利摘要】本發明公布了一種電池壽命周期預測方法。是放電次數與容量衰減率曲線，確定電池容量衰減速率Qloss與電池放電次數N的函數模型，選擇影響電池壽命的某個影響因子的數據，代入函數模型中，Qloss取電池標稱容量的50～80%，運算後，得到電池的預期循環周期N。本發明只需將電池進行少量循環測試，即可判斷出該電池的剩餘使用壽命，大大節省了測試時間和費用，可以真實、全面的描述電池實際使用過程中容量衰退的客觀情況，並可獲得電池的壽命及電池的剩餘壽命，有利於確定電池的性能，延長電池的壽命；本發明所建立的模型具有普遍性，適用於建立各種蓄電池的壽命衰減模型。
【專利說明】一種電池壽命周期預測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電池壽命周期預測方法，特別涉及可充放電廢舊鋰動力電池的二次利用。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車在全球的逐步發展和推廣，已經有數量可觀的退役鋰動力電池待利用，將來還陸續會產生大量退役鋰動力電池。退役動力電池再利用的基本原則為:具有高比能量或高輸出功率，良好的循環性能，尤其是當多個退役電池單體組合再使用時，還具有良好的一致性。然而退役前各單體電池在使用過程中的衰退情況不盡相同，因此有必要預測各單體電池的剩餘壽命。這樣不僅可以對退役電池進行快速，合理的分選與重組，而且可以合理分配各類退役電池的新使用環境。退役鋰動力電池在風能與太陽能的存儲等領域有著極大地應用潛力。特別是，國家電網可大規模引入這些退役鋰離子電池，來實現削峰填谷功能，從而更有效地利用電力設備，降低供電成本，還可以促進再生能源的應用，提高新能源發電的消納能力。對電池商戶來說，合理使用退役電池不僅可以實現延長電池壽命、降低電池使用及儲能成本，提高新能源的利用率，而且可以有效的解決電池的回收處理問題。目前，國外許多電池、汽車生產廠家和研究機構已經或者正在規劃開展退役電池用於儲能系統的可行性以及應用技術方案研究。國內中國電力科學研究院及國網電力科學研究院等機構也在開展研製百千瓦級鋰離子電池大容量儲能系統。[0003]另一方面，影響電池壽命的因素相互相互耦合,共同影響電池的壽命,從而導致了壽命預測的複雜性；為了較準確的預測電池的壽命，建立合理的退役鋰離子電池循環壽命模型，對充分發揮退役電池的儲能特性意義重大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種快速、準確地預測電池壽命周期的方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明提出一種電池壽命周期預測方法，包括以下具體步驟:
[0006]步驟一:根據設定的試驗條件，對電池進行充放電循環，循環至電池容量降為標稱容量的50~80%時，停止試驗，記錄電池在各循環周期下的放電容量，根據電池的放電容量以及電池的標稱容量，計算電池在第N(N ( η)次循環時的容量衰減率；得到放電次數與容量衰減率的數據對；繪製放電次數與容量衰減率曲線；
[0007]步驟二:根據第一步得到的放電次數與容量衰減率曲線形狀，結合神經網絡，演化
自適應建模算法、遺傳算法中的至少一種方法，確定設定的試驗條件下i (i=l，2,......，m)
個影響因子作用下電池容量衰減速率Qltjss與電池放電次數N的函數模型:
[0008]Qlass = AyfN+B( I )
[0009]式中:
[0010]N指電池循環次數；[0011]A, B是關於電池影響因子S的多項式函數；多項式函數A，B的表達式為:
[0012]
【權利要求】
1.一種電池壽命周期預測方法，包括以下具體步驟: 步驟一:根據設定的試驗條件，對電池進行充放電循環，循環至電池容量降為標稱容量的50~80%時，停止試驗，記錄電池在各循環周期下的放電容量，根據電池的放電容量以及電池的標稱容量，計算電池在第N(N ( η)次循環時的容量衰減率；得到放電次數與容量衰減率的數據對；繪製放電次數與容量衰減率曲線； 步驟二:根據第一步得到的放電次數與容量衰減率曲線形狀，結合神經網絡，演化自適應建模算法、遺傳算法中的至少一種方法，確定設定的試驗條件下i (i=l，2，......，m)個影響因子作用下電池容量衰減速率Qltjss與電池放電次數N的函數模型: Qioss = AyfN+B( I ) 式(I)中: N指電池循環次數； A，B是關於電池影響因子S的多項式函數； 步驟三、選擇影響電池壽命的某個影響因子，按相應影響因子的多項式函數A，B的表達式，代入式(I)中，Qloss取電池標稱容量的50~80%，運算後，得到電池的預期循環周期N。
2.根據權利要求1所述的一種電池壽命周期預測方法，其特徵在於:步驟一中，設定的試驗條件是指在電池標準容量測試條件下，針對影響電池壽命的多個影響因子S，選擇其中的至少一種影響因子Si，i=l，2，一m ;對選擇的影響因子Si確定不同參數，對電池進行充放電循環；所述影響因子S指的是電池環境溫度⑴，電池充電倍率((?)，電池的放電倍率(C放)，電池的放電深度(D放)，電池的充電深度(D充)中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種電池壽命周期預測方法，其特徵在於:多項式函數A，B的表達式為:A(T，C充，C放,Z)充，Dux} — b,\6t ++ eiC放fl + giZ)充,n ++ k'
biB(T\ C充，C放，D充,Dn) =+ 匕C充& + e:Cs/: + 充/?: + ρ?ρ + k, 多項式函數 A，B 表達式中的係數 &1，bi，Cl，d_i，Θ]_，f"i，gi，hi，pi，j^，C2? ，?2?f2，g2，h2，p2，j2，k2，根據放電次數與容量衰減率曲線，釆用最小二乘法、插值法、徑向基函數法、多元線性回歸法中的一種擬合方法，擬合確定。
【文檔編號】G01R31/36GK103698710SQ201310683449
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】楊娟, 周向陽, 趙光金, 吳文龍, 鄒幽蘭, 唐晶晶 申請人:中南大學, 國網河南省電力公司電力科學研究院, 國家電網公司