[發明專利]一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法

在審

• 申請號: 202110232725.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113011012A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 尚德華;王嘉興
• 申請（專利權）人: 傲普（上海）新能源有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01R31/367;G01R31/392;G06F119/04
• 代理公司: 上海劍秋知識產權代理有限公司 31382
• 代理人: 徐浩俊

1.一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1、首先在電池歷史容量數據庫中提取電池的歷史容量數據；

S2、對步驟S1中提取的電池歷史容量數據進行線性化處理；

S3、通過極大似然估計法對步驟S2中的參數λ進行求解；

S4、通過最小二乘法求解電池容量衰減軌跡擬合方程的參數；

S5、判斷當前的電池容量是否在帚頸之前；

S6、如果是，則求解電池剩余壽命；如果不是，則重復步驟S1-S5。

2.根據權利要求1所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：在步驟S2中，利用以下公式對電池的歷史容量數據進行Box-Cox線性化處理：

其中：為經過Box-Cox變換后的歷史容量觀測值，λ為Box-Cox變換系數，Cmax為經過Box-Cox變換前的歷史容量觀測值。

3.根據權利要求1所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：在步驟S3中，利用以下公式對參數λ進行求解：

其中：L(λ)為對數自然函數，n為電池歷史容量觀測值的樣本數，C為電池歷史容量觀測向量，K為電池歷史容量所對應的循環次數向量，T為K向量的轉置，B為參數，B＝(k^Tk)^-1k^TC。

4.根據權利要求1所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：通過步驟S1-S3的Box-Cox變換后，此時電池歷史容量數據已經線性化了，則電池容量的衰減軌跡擬合方程為：

其中a為擬合后電池容量衰減軌跡擬合方程的斜率，b為擬合后電池容量衰減軌跡擬合方程的偏差。

5.根據權利要求4所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：在步驟S4中，利用以下公式求解電池容量衰減軌跡擬合方程的參數：

6.根據權利要求5所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：通過最小二乘法得到擬合方程的兩個參數a和b之后，從而可以求解出電池容量失效閾值所對應的循環次數n，即擬合方程為：

7.根據權利要求1所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：在步驟S5中，判斷當前的電池容量是否在帚頸之前的方法為：

(1)、通過多次小電流的對電池的初始化充放電，建立電池電壓V和充放電容量的映射關系表；

(2)、開始進行實際使用下的正常的電池工作的充放電，并記錄每一次的電池電壓和充電容量的映射關系表；

(3)、設置一個電壓差值的上限閾值λ，并實時的判斷當前循環次數下的電壓V2和上次的循環次數下的電壓V1的電壓差值Δ_V值的大小：

若λ＞Δ_V，則繼續查找另外一個Δ_V；

若λ≤Δ_V，則記錄下此時的電池容量，此容量即為電池的“帚頸”。

8.根據權利要求1所述的一種基于Box-Cox變化的儲能電池剩余壽命預測方法，其特征在于：在步驟S6中，如果判斷當前的電池容量在帚頸之前，則記錄步驟S5的當前充放電環境條件下的電池容量失效閾值的循環次數n和此時的電池充放電循環次數n_n，則電池的剩余壽命n_s為：

n_s＝n-n_n；

如果判斷當前的電池容量不是在帚頸之前，則對電池帚頸后面的性能衰減曲線，再使用一次BOX-COX變化，過程重復S1-S5的步驟，然后記錄此時當前充放電環境條件下的電池容量失效閾值的循環次數n和此時的電池充放電循環次數n_n，則電池的剩余壽命n_n為：

n_s＝n-n_n。