[發明專利]一種智能時鐘電池用高可靠性壽命評估方法

在審

• 申請號: 201710335120.0
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106950507A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 丁黎;李帆;李莉;汪旭祥;魏偉;蔡文嘉;楊麗華;仇娟;石洪;余鶴;李中澤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院;武漢盛帆電子股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所42113
• 代理人: 胡盛登

技術領域

本發明涉及一種電池壽命評估方法，具體是一種智能時鐘電池用高可靠性壽命評估方法。

背景技術

由于智能時鐘電池具有高儲能密度、長壽命等優點，被廣泛作為智能電表或者智能電器的備用電源。其高度的精確性與可靠性是智能電表時鐘推廣的巨大優勢。目前對智能電表可靠性與壽命指標的評估預測是各級電網公司考核智能電表生產廠家產品的重要手段。

隨著電網智能化進程的推進，智能時鐘電池的應用也日益廣泛。但由于智能時鐘電池應用實踐較短，因此實際的使用過程出現了一些問題，比如如何建立智能時鐘電池壽命退化率，如何建立可靠的數學模型對其內部健康狀況進行評估等。

智能時鐘電池在備用狀態下近似處于開路狀態，但其存在鈍化及自放電過程，會使得其在主電源斷開情況下可能無法正常輸出，影響智能電表的可靠性。

目前，一般通過對智能時鐘電池進行老化試驗近似評估其自放電特性，進而建立智能時鐘電池壽命模型，但這種方式試驗時間長、限制普適性低，且不具有實際可行性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于針對現有智能時鐘電池壽命預測方法的缺陷，提出一種智能時鐘電池用高可靠性壽命評估的方法。該方法綜合考慮了智能時鐘電池加速老化試驗結果，采用線性回歸分析與多重非線性參數化擬合相結合的方法，智能地預測智能時鐘電池壽命。

本發明的技術方案：一種智能時鐘電池用高可靠性壽命評估方法，包括以下步驟，

對智能時鐘電池進行加速老化試驗，獲取加速老化試驗數據，并擬合加速老化試驗數據，建立智能時鐘電池壽命退化率模型；

根據智能時鐘電池壽命退化率模型初步建立智能時鐘電池壽命預測模型，并對智能時鐘電池壽命預測模型進行參數化，從而建立完整的智能時鐘電池壽命預測模型；

根據上述智能時鐘電池壽命預測模型，進行老化規律與存儲壽命的分析，進行可靠性評估。

所述的加速老化試驗包括以下步驟：

1)隨機選擇一批經檢驗合格的智能時鐘電池；

2)按照規定的老化溫度采用恒溫恒濕箱對智能時鐘電池進行加速老化；

3)對冷卻24h的智能時鐘電池的剩余壽命采用高精度萬用表測量；4)重復上述過程，多次試驗求取平均值作為實時壽命預測值；

5)作出智能時鐘電池剩余壽命與老化時間的對比關系，作為參數化壽命預測模型的原始數據。

所述智能時鐘電池壽命退化率按照廣義線性模型表示為

Y(t,T)＝Y(t₀,T)·f(t)·F(T)(1)

式中Y(t，T)為存儲時間t和溫度T時智能時鐘電池的實際容量退化率；Y(t₀，T)為智能時鐘電池老化前的初始值，即Y(t₀，T)＝100％；f(t)為存儲時間對智能時鐘電池壽命的影響方程；F(T)為老化溫度對智能時鐘電池壽命的影響方程。

所述存儲時間對智能時鐘電池壽命的影響方程f(t)的具體表述為：

f(t)＝C_a·t^b(2)

其中C_a表示溫度為T₀時的老化率，b為與存儲時間相關的待定系數；

所述老化溫度對智能時鐘電池壽命退化率的影響方程F(T)具體表述為：

其中，C_T為加速老化因子，t為存儲時間，Δt為溫度T₀到溫度T的時間差，C_T參數的引入考慮了智能時鐘電池壽命退化率與老化溫度成正相關的特性。

將F(T)和f(t)的表達式代入方程(1)，智能時鐘電池壽命退化率的模型即為

其中，s為智能時鐘電池壽命退化率，C_T為加速老化因子，C_a表示溫度為T₀時的老化率，b為與存儲時間相關的待定系數，t為存儲時間，Δt為溫度T₀到溫度T的時間差。

采用最小二乘法非線性擬合的方式，對模型(4)兩邊取對數，令

y＝lns，x＝lnt，

廣義線性智能時鐘電池壽命預測模型可簡化為

y＝a+bx(6)

智能時鐘電池壽命預測模型中參數a和b可通過線性回歸分析確定。

本發明的技術效果：本發明可以解決現有壽命預測方法中結果一致性差、有效性差及試驗時間長等缺陷，具有經濟可行、操作方便、普適性高等優點。

附圖說明