[發明專利]一種鋰離子電池循環壽命低成本預測方法

有效

• 申請號: 202110999355.6
• 申請日: 2021-08-28
• 公開（公告）號: CN113821914B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 毛昭勇;陳佩雨;田文龍;盧丞一
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 康進興

為解決利用現有的循環壽命試驗獲取電池循環壽命耗時較長、成本高的技術問題，本發明提供了一種鋰離子電池循環壽命低成本預測方法。本發明通過特征參數篩選發現鋰離子電池單體第N(N≥100)次循環過程中的平均歐姆內阻IR、放電量Q_d和最小溫度T_min這三個特征參數經過降維融合后的新特征與該鋰離子電池循環壽命Y⁽ⁱ⁾展現出較好的線性關系，因此通過對這三個特征參數及循環壽命進行特殊處理，得到了鋰離子電池循環壽命預測模型。在利用本發明得到的預測模型對待測鋰離子電池的循環壽命進行預測時，只需采用待測鋰離子電池第N(N≥100)次循環過程中的測試數據，即可較準確的預測其循環壽命，使得預測成本大大降低。

技術領域

本發明涉及一種用于測試電池電氣狀況的方法，尤其涉及一種鋰離子電池循環壽命的低成本預測方法。

背景技術

熱動力系統作為水下航行器的傳統動力系統，由于噪音大，隱蔽性差，受背壓影響，無法滿足大航深的要求。近些年來，在國家積極倡導新能源的時代浪潮下，具有優良性能的鋰離子電池脫穎而出，成為各行業的研究熱點。對于水下領域來說，電動力系統屬于閉式系統，不向外做任何排放，無尾跡，且不受背壓影響，因此成為業內研究人員青睞的對象。

鋰離子電池具有能量密度、功率密度高的特點。為保證電池效率最大化同時盡量延長電池壽命，電池在正常使用情況下會設置電池管理系統(BMS)。電池健康狀態(batterystate-of-health,SOH)的精確預估是BMS中的關鍵技術，是電池系統安全操作及工作效率的可靠保障，其中包括電池循環壽命參數。

電池循環壽命可以通過試驗的方式獲取，但由于鋰離子電池本身壽命較長，且近年來隨著鋰離子電池研發技術日益成熟，使得鋰離子壽命愈加變長，循環次數甚至高達上萬次，使得采用現有的循環壽命試驗獲取電池循環壽命時，往往需要耗費較長時間，成本巨大，預測難度也較大。

發明內容

為解決利用現有的循環壽命試驗獲取電池循環壽命耗時較長、成本高的技術問題，本發明提供了一種鋰離子電池循環壽命低成本預測方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種鋰離子電池循環壽命低成本預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選取m個屬于同種體系的鋰離子電池單體，分別開展循環壽命試驗；m≥60；

步驟2：對于每個鋰離子電池單體，記錄其第N次循環過程中的測試參數X⁽ⁱ⁾及循環壽命Y⁽ⁱ⁾；X⁽ⁱ⁾＝(IR⁽ⁱ⁾，Q_d⁽ⁱ⁾，T_min⁽ⁱ⁾)；i為鋰離子電池單體的編號；IR⁽ⁱ⁾、Q_d⁽ⁱ⁾和T_min⁽ⁱ⁾分別為第i個鋰離子電池單體第N次循環過程中的平均歐姆內阻、放電量和最小溫度；N≥100；

步驟3：對所述的X⁽ⁱ⁾進行降維處理，將X⁽ⁱ⁾中的三個特征信息融合為一個特征對所述鋰離子電池單體的循環壽命Y⁽ⁱ⁾進行離群點處理；

步驟4：對步驟3降維得到的和離群點處理后的電池循環壽命進行擬合，得到鋰離子電池循環壽命預測模型；

步驟5：向所述鋰離子電池循環壽命預測模型，輸入待測鋰離子電池的第N次循環所測參數{IR，Q_d，T_min}，即可得到該待測鋰離子電池的循環壽命。

進一步地，步驟1中的N＝100。