一種電池壽命周期預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種電池壽命周期預(yù)測方法。是放電次數(shù)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(shù)N的函數(shù)模型，選擇影響電池壽命的某個(gè)影響因子的數(shù)據(jù)，代入函數(shù)模型中，Qloss取電池標(biāo)稱容量的50～80%，運(yùn)算后，得到電池的預(yù)期循環(huán)周期N。本發(fā)明只需將電池進(jìn)行少量循環(huán)測試，即可判斷出該電池的剩余使用壽命，大大節(jié)省了測試時(shí)間和費(fèi)用，可以真實(shí)、全面的描述電池實(shí)際使用過程中容量衰退的客觀情況，并可獲得電池的壽命及電池的剩余壽命，有利于確定電池的性能，延長電池的壽命；本發(fā)明所建立的模型具有普遍性，適用于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(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池壽命周期預(yù)測方法，特別涉及可充放電廢舊鋰動(dòng)力電池的二次利用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車在全球的逐步發(fā)展和推廣，已經(jīng)有數(shù)量可觀的退役鋰動(dòng)力電池待利用，將來還陸續(xù)會(huì)產(chǎn)生大量退役鋰動(dòng)力電池。退役動(dòng)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(huán)性能，尤其是當(dāng)多個(gè)退役電池單體組合再使用時(shí)，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(yù)測各單體電池的剩余壽命。這樣不僅可以對(duì)退役電池進(jìn)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(huán)境。退役鋰動(dòng)力電池在風(fēng)能與太陽能的存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著極大地應(yīng)用潛力。特別是，國家電網(wǎng)可大規(guī)模引入這些退役鋰離子電池，來實(shí)現(xiàn)削峰填谷功能，從而更有效地利用電力設(shè)備，降低供電成本，還可以促進(jìn)再生能源的應(yīng)用，提高新能源發(fā)電的消納能力。對(duì)電池商戶來說，合理使用退役電池不僅可以實(shí)現(xiàn)延長電池壽命、降低電池使用及儲(chǔ)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(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)或者正在規(guī)劃開展退役電池用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的可行性以及應(yīng)用技術(shù)方案研究。國內(nèi)中國電力科學(xué)研究院及國網(wǎng)電力科學(xué)研究院等機(jī)構(gòu)也在開展研制百千瓦級(jí)鋰離子電池大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)。[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(dǎo)致了壽命預(yù)測的復(fù)雜性；為了較準(zhǔn)確的預(yù)測電池的壽命，建立合理的退役鋰離子電池循環(huán)壽命模型，對(duì)充分發(fā)揮退役電池的儲(chǔ)能特性意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種快速、準(zhǔn)確地預(yù)測電池壽命周期的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種電池壽命周期預(yù)測方法，包括以下具體步驟:
[0006]步驟一:根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)條件，對(duì)電池進(jìn)行充放電循環(huán)，循環(huán)至電池容量降為標(biāo)稱容量的50~80%時(shí)，停止試驗(yàn)，記錄電池在各循環(huán)周期下的放電容量，根據(jù)電池的放電容量以及電池的標(biāo)稱容量，計(jì)算電池在第N(N ( η)次循環(huán)時(shí)的容量衰減率；得到放電次數(shù)與容量衰減率的數(shù)據(jù)對(duì)；繪制放電次數(shù)與容量衰減率曲線；
[0007]步驟二:根據(jù)第一步得到的放電次數(shù)與容量衰減率曲線形狀，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，演化
自適應(yīng)建模算法、遺傳算法中的至少一種方法，確定設(shè)定的試驗(yàn)條件下i (i=l，2,......，m)
個(gè)影響因子作用下電池容量衰減速率Qltjss與電池放電次數(shù)N的函數(shù)模型:
[0008]Qlass = AyfN+B( I )
[0009]式中:
[0010]N指電池循環(huán)次數(shù)；[0011]A, B是關(guān)于電池影響因子S的多項(xiàng)式函數(shù)；多項(xiàng)式函數(shù)A，B的表達(dá)式為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種電池壽命周期預(yù)測方法，包括以下具體步驟: 步驟一:根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)條件，對(duì)電池進(jìn)行充放電循環(huán)，循環(huán)至電池容量降為標(biāo)稱容量的50~80%時(shí)，停止試驗(yàn)，記錄電池在各循環(huán)周期下的放電容量，根據(jù)電池的放電容量以及電池的標(biāo)稱容量，計(jì)算電池在第N(N ( η)次循環(huán)時(shí)的容量衰減率；得到放電次數(shù)與容量衰減率的數(shù)據(jù)對(duì)；繪制放電次數(shù)與容量衰減率曲線； 步驟二:根據(jù)第一步得到的放電次數(shù)與容量衰減率曲線形狀，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，演化自適應(yīng)建模算法、遺傳算法中的至少一種方法，確定設(shè)定的試驗(yàn)條件下i (i=l，2，......，m)個(gè)影響因子作用下電池容量衰減速率Qltjss與電池放電次數(shù)N的函數(shù)模型: Qioss = AyfN+B( I ) 式(I)中: N指電池循環(huán)次數(shù)； A，B是關(guān)于電池影響因子S的多項(xiàng)式函數(shù)； 步驟三、選擇影響電池壽命的某個(gè)影響因子，按相應(yīng)影響因子的多項(xiàng)式函數(shù)A，B的表達(dá)式，代入式(I)中，Qloss取電池標(biāo)稱容量的50~80%，運(yùn)算后，得到電池的預(yù)期循環(huán)周期N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池壽命周期預(yù)測方法，其特征在于:步驟一中，設(shè)定的試驗(yàn)條件是指在電池標(biāo)準(zhǔn)容量測試條件下，針對(duì)影響電池壽命的多個(gè)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(duì)選擇的影響因子Si確定不同參數(shù)，對(duì)電池進(jìn)行充放電循環(huán)；所述影響因子S指的是電池環(huán)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池壽命周期預(yù)測方法，其特征在于:多項(xiàng)式函數(shù)A，B的表達(dá)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(xiàng)式函數(shù) A，B 表達(dá)式中的系數(shù) &1，bi，Cl，d_i，Θ]_，f"i，gi，hi，pi，j^，C2? ，?2?f2，g2，h2，p2，j2，k2，根據(jù)放電次數(shù)與容量衰減率曲線，釆用最小二乘法、插值法、徑向基函數(shù)法、多元線性回歸法中的一種擬合方法，擬合確定。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103698710SQ201310683449
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】楊娟, 周向陽, 趙光金, 吳文龍, 鄒幽蘭, 唐晶晶 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司