一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法與流程
2023-06-17 06:04:46 1
本發明涉及涉及新能源汽車領域，具體涉及一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法。
背景技術：
2015年被稱為新能源汽車元年，近兩年，新能源汽車得到了飛速的發展。在新能源汽車所有零部件中，電池系統是最為重要、最為核心的部件，直接決定了新能源汽車的使用壽命。電池系統的使用壽命很大程度上取決於單體電芯的使用壽命，同時又收到使用溫度、soc狀態等使用條件的影響。但目前，對整車電池系統的使用壽命預測的方法都較為複雜，而且不能準確得到整車電池系統衰減狀態。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法，該方法結合單體電芯的壽命測試數據和整車運行的統計數據，綜合考量各個條件下的使用狀態，從而準確得到整車電池系統衰減狀態。
為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：
一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法，包括以下步驟：
(1)測試電池在不同溫度、不同soc狀態下的日曆壽命容量衰減，建立到各個條件下的容量衰減率-時間資料庫；
(2)測試電池在不同溫度下的循環壽命，建立容量衰減率-循環周數資料庫；
(3)分析車輛的運行數據，得到車輛運行過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例、車輛擱置過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例以及車輛擱置過程中的不同soc佔比；
(4)計算車輛運行過程中電池不同溫度下的循環周數，通過容量衰減率-循環周數資料庫查找各溫度循環周數對應的衰減率；
(5)將步驟(4)中得到的各衰減率相加，得到循環壽命總衰減率；
(6)計算車輛擱置過程中，不同溫度下的時間以及不同soc所佔的時間，通過容量衰減率-時間資料庫，查找各時間對應的衰減率；
(7)將步驟(6)中得到的各衰減率相加，得到日曆壽命總衰減率；
(8)將循環壽命總衰減率與日曆壽命總衰減率相加，得到電池系統總衰減率。
進一步的，步驟(4)中，所述計算車輛運行過程中電池不同溫度下的循環周數，通過以下步驟得到：根據整車運行的裡程數或續航裡程換算出循環周數，將得到的循環周期數乘以車輛運行過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例，得到車輛運行過程中電池不同溫度下的循環周數。
進一步的，所述計算車輛擱置過程中，不同溫度下的時間以及不同soc所佔的時間，具體包括以下步驟：根據整車出廠時間換算出日曆壽命時間，將得到的日曆壽命時間乘以車輛擱置過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例，得到不同溫度下的時間，將得到的各溫度下的時間乘以車輛擱置過程中的不同soc佔比，得到不同soc所佔的時間。
由上述技術方案可知，本發明所述的一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法，綜合考量了電池系中的各個單體電芯及其相互關係、電芯使用條件等重要條件，結合了壽命測試的理論結果和整車實際運行的條件，建立了理論測試和實際應用的關係，能夠更加準確的預測整車電池系統的壽命衰減情況。
具體實施方式
一種新能源汽車整車電池系統壽命預測的方法，包括以下步驟：
s1：測試電池在不同溫度、不同soc狀態下的日曆壽命容量衰減，建立到各個條件下的容量衰減率-時間資料庫；
如：測試電池在25℃、40℃的溫度下，在0％、30％、50％、80％、100％soc狀態下的日曆壽命容量衰減，處理各個條件下的數據，分別得到各個條件下的容量衰減率-時間資料庫；
s2：測試電池在25℃、40℃溫度下的循環壽命，建立容量衰減率-循環周數資料庫；
s3：分析車輛的運行數據，得到車輛運行過程中電池實際應用的溫度範圍為和不同溫度下的分配比例αt1、αt2……；、車輛擱置過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例γt1、γt1……以及車輛擱置過程中的不同soc佔比δsoc1、δsoc1……；
如：通過上述方法，得到車輛運行過程中電池實際應用的溫度範圍為10-45℃，25℃左右佔比為90％，40℃左右佔比10％；得到車輛擱置過程中電池實際應用的溫度範圍10-45℃，25℃左右佔比為95％，40℃左右佔比5％，得到擱置過程中soc0％佔比0，soc30％佔比10％，soc50％佔比30％，soc80％佔比10％，soc100％佔比50％。
s4：根據整車運行的裡程數或續航裡程換算出循環周數c總，將得到的循環周期數乘以車輛運行過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例c總*α，得到車輛運行過程中電池不同溫度下的循環周數，通過容量衰減率-循環周數資料庫查找各溫度循環周數對應的衰減率；
如：根據整車的運行裡程數60000km/續航裡程200km換算出循環周數300周，則25℃溫度下的循環循環周數為270周，40℃溫度下的循環循環周數為30周，在衰減率-循環周數資料庫中，查找到25℃溫度時270周衰減5.1％，40℃溫度下30周衰減0.2％。
s5：將步驟s4中得到的各衰減率相加，得到循環壽命總衰減率5.3％；
s6：根據整車出廠時間換算出日曆壽命時間t，將得到的日曆壽命時間乘以車輛擱置過程中電池實際應用的溫度範圍和不同溫度下的分配比例t*γ，得到不同溫度下的時間t*γ，將得到的各溫度下的時間乘以車輛擱置過程中的不同soc佔比t*γ*δ，得到不同soc所佔的時間，通過容量衰減率-時間資料庫，查找各時間對應的衰減率；
如：根據整車出廠時間3年，換算出日曆壽命時間26.14月，根據擱置過程各溫度分配比例，得到25℃溫度下的時間為24.83月，40℃溫度下時間為1.31月，根據擱置過程各soc分配比例，得到25℃溫度下soc0％佔比時間為0月，soc30％佔比的時間為2.48月，soc50％佔比的時間為7.45月，soc80％佔比的時間為2.48月，soc100％佔比的時間為12.42月；
40℃下soc0％佔比時間為0月，soc30％佔比時間為0.13月，soc50％佔比時間為0.39月，soc80％佔比時間為0.13月，soc100％佔比時間為0.66月。通過容量衰減率-時間資料庫，根據時間查詢到相應衰減率，分別為25℃下總衰減4.89％(soc0％—0％，soc30％—0％，soc50％—0.74％，soc80％—1.78％，soc100％—2.37％)；40℃下總衰減1.12％(soc0％—0％，soc30％—0％，soc50％—0％，soc80％—0％，soc100％—1.12％)。
s7：將步驟s6中得到的各衰減率相加，得到日曆壽命總衰減率6.01％；
s8：將循環壽命總衰減率與日曆壽命總衰減率相加，得到電池系統總衰減率11.31％。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。