本發(fā)明涉及蓄電池，具體涉及一種動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)判斷方法。

背景技術(shù)：

1、動(dòng)力電池是為電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等提供電力驅(qū)動(dòng)的核心組件，其主要包括鋰離子電池、鎳氫電池等類型。動(dòng)力電池的老化是指電池在使用過程中，其性能逐漸下降的過程，主要表現(xiàn)為容量衰減、內(nèi)阻增加、充放電效率下降等。這些老化現(xiàn)象主要由多個(gè)因素引起，包括頻繁的充放電循環(huán)、高低溫環(huán)境、過度放電或充電等。此外，電池材料的化學(xué)穩(wěn)定性、制造工藝缺陷和使用過程中產(chǎn)生的副反應(yīng)等也會(huì)加速電池的老化。對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行判斷具有重要意義，因?yàn)闇?zhǔn)確掌握電池的老化狀態(tài)和預(yù)測(cè)其剩余壽命，能夠有效預(yù)防電池失效，提高車輛運(yùn)行的安全性和可靠性，并為電池的維護(hù)和更換提供科學(xué)依據(jù)，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命，降低更換和維護(hù)成本，提升用戶體驗(yàn)。同時(shí)，通過老化趨勢(shì)判斷，還可以優(yōu)化電池管理系統(tǒng)，改善電池的整體性能和能效，推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

2、現(xiàn)有的動(dòng)力電池老化趨勢(shì)判斷技術(shù)主要通過以下幾個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池老化趨勢(shì)的判斷：首先，系統(tǒng)在電池使用過程中采集關(guān)鍵參數(shù)，如電壓、溫度、電流等，通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、濾波等，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；然后，利用特征提取技術(shù)，從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取反映電池狀態(tài)的特征參數(shù)，如內(nèi)阻、容量衰減速率等；接著，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)分析方法，建立電池老化模型，這些模型通過分析大量歷史數(shù)據(jù)，識(shí)別影響電池老化的主要因素，并不斷優(yōu)化，以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；在此基礎(chǔ)上，采用健康度評(píng)估算法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估電池的當(dāng)前老化狀態(tài)，并通過模型的動(dòng)態(tài)更新和定期校準(zhǔn)，確保評(píng)估的準(zhǔn)確性；最終，基于模型的分析結(jié)果，系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)電池的剩余壽命和性能衰退趨勢(shì)，為電池的維護(hù)和更換提供科學(xué)依據(jù)，通過對(duì)電池健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池老化趨勢(shì)的精準(zhǔn)判斷，延長(zhǎng)電池使用壽命，提高車輛運(yùn)行的安全性和可靠性。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

4、在短途頻繁充放電情況下，會(huì)出現(xiàn)電池容量衰減問題，由于這種模式會(huì)導(dǎo)致電池?zé)o法進(jìn)行完整的充放電循環(huán)，活性物質(zhì)的利用率降低，而現(xiàn)有老化趨勢(shì)判斷技術(shù)難以區(qū)分短途頻繁充放電對(duì)電池老化的具體影響，可能導(dǎo)致壽命預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響電池的實(shí)際使用壽命和維護(hù)策略，會(huì)導(dǎo)致提前更換仍有壽命的電池或延誤更換已老化的電池，增加維護(hù)成本和車輛運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

5、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)判斷方法，以解決上述背景技術(shù)中的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)判斷方法，具體包括以下步驟：

3、采集動(dòng)力電池在運(yùn)行過程中的所有充放電數(shù)據(jù)，并在采集后進(jìn)行分析，識(shí)別出動(dòng)力電池是否出現(xiàn)短途頻繁充放電的情況；

4、在識(shí)別出動(dòng)力電池出現(xiàn)短途頻繁充放電的情況下，獲取動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息，并在獲取后進(jìn)行分析，生成動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的關(guān)鍵特征參數(shù)；

5、對(duì)生成的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的關(guān)鍵特征參數(shù)構(gòu)建電池容量衰減模型，評(píng)估動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響；

6、根據(jù)不同的評(píng)估結(jié)果，構(gòu)建不同的老化評(píng)估模型，生成對(duì)應(yīng)的老化指數(shù)，并對(duì)生成的老化指數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行判斷；

7、在電池管理系統(tǒng)中集成實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，持續(xù)采集電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，監(jiān)控和分析動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響，根據(jù)分析結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整電池容量衰減模型；

8、基于動(dòng)態(tài)調(diào)整后的電池容量衰減模型，對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)，生成老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告，并在老化指數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)臨界值時(shí)提供預(yù)警和維護(hù)建議。

9、優(yōu)選的，在識(shí)別出動(dòng)力電池出現(xiàn)短途頻繁充放電的情況下，獲取動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息，并在獲取后進(jìn)行分析，生成動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的關(guān)鍵特征參數(shù)，具體包括以下步驟：

10、在識(shí)別出動(dòng)力電池出現(xiàn)短途頻繁充放電的情況下，獲取動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息；

11、對(duì)獲取的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息進(jìn)行預(yù)處理；

12、提取經(jīng)過預(yù)處理的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息中的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

13、對(duì)提取的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息中的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的關(guān)鍵特征參數(shù)，包括充放電頻率系數(shù)和充放電深度系數(shù)。

14、優(yōu)選的，所述充放電頻率系數(shù)和充放電深度系數(shù)的獲取邏輯如下：

15、提取經(jīng)過預(yù)處理的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括動(dòng)力電池在一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的充電次數(shù)、放電次數(shù)、充電起始時(shí)間、充電結(jié)束時(shí)間、放電起始時(shí)間、放電結(jié)束時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，并將動(dòng)力電池在一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的充電次數(shù)和放電次數(shù)按照時(shí)間序列分別用函數(shù)ncha(t)和ndischa(t)進(jìn)行表示，t為時(shí)間點(diǎn)，定義充電時(shí)間段和放電時(shí)間段分別為[t1，t2]和[t3，t4]，t1為充電起始時(shí)間，t2為充電結(jié)束時(shí)間，t3為放電起始時(shí)間，t4為放電結(jié)束時(shí)間；

16、計(jì)算充放電頻率系數(shù)，具體的計(jì)算公式如下：

17、

18、式中，cdfc為充放電頻率系數(shù)；

19、提取經(jīng)過預(yù)處理的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的運(yùn)行信息中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括動(dòng)力電池在一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的實(shí)際剩余電量以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，并按照時(shí)間序列用函數(shù)soc(t)進(jìn)行表示，t為時(shí)間點(diǎn)，定義時(shí)間段為[0，t]；

20、計(jì)算充放電深度系數(shù)，具體的計(jì)算公式如下：

21、

22、式中，cddc為充放電深度系數(shù)。

23、優(yōu)選的，對(duì)生成的動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的關(guān)鍵特征參數(shù)構(gòu)建電池容量衰減模型，即對(duì)生成的充放電頻率系數(shù)和充放電深度系數(shù)構(gòu)建電池容量衰減模型，評(píng)估動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響，具體包括以下步驟：

24、收集在過去一段時(shí)間內(nèi)動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的若干個(gè)充放電頻率系數(shù)、若干個(gè)充放電深度系數(shù)以及對(duì)應(yīng)的容量衰減率，并分別標(biāo)記為cdfcx、cddcx和cdrx，x表示在過去一段時(shí)間內(nèi)動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的若干個(gè)充放電頻率系數(shù)、若干個(gè)充放電深度系數(shù)以及對(duì)應(yīng)的容量衰減率的編號(hào)，x＝3、4、5、…、j，j為正整數(shù)，并將收集的過去一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)形成歷史數(shù)據(jù)集；

25、選擇多元回歸模型作為電池容量衰減模型，并通過歷史數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，確定回歸系數(shù)的取值，依據(jù)公式：

26、cdrx＝β0+β1*cdfcx+β2*cddcx

27、式中，β0、β1和β2為回歸系數(shù)；

28、通過最小化預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差，優(yōu)化回歸系數(shù)，最終確定回歸系數(shù)β0、β1和β2的取值；

29、使用最終確定的回歸系數(shù)，對(duì)構(gòu)建的電池容量衰減模型，輸入實(shí)時(shí)檢測(cè)得到的充放電頻率系數(shù)cdfc和充放電深度系數(shù)cddc，實(shí)時(shí)生成動(dòng)力電池的容量衰減率cdr；

30、確定動(dòng)力電池的容量衰減率閾值cdryz；

31、將實(shí)時(shí)生成動(dòng)力電池的容量衰減率cdr與容量衰減率閾值cdryz進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果評(píng)估動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響。

32、優(yōu)選的，將實(shí)時(shí)生成動(dòng)力電池的容量衰減率cdr與容量衰減率閾值cdryz進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果評(píng)估動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響，具體比對(duì)分析如下：

33、若cdr≤cdryz，動(dòng)力電池的容量衰減程度不會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響；

34、若cdr>cdryz，動(dòng)力電池的容量衰減程度會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響。

35、優(yōu)選的，根據(jù)不同的評(píng)估結(jié)果，構(gòu)建不同的老化評(píng)估模型，生成對(duì)應(yīng)的老化指數(shù)，并對(duì)生成的老化指數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行判斷，具體包括以下步驟：

36、根據(jù)評(píng)估結(jié)果選擇對(duì)應(yīng)的老化評(píng)估模型，若cdr≤cdryz，選擇正常老化評(píng)估模型；若cdr>cdryz，選擇加速老化評(píng)估模型；

37、基于選擇的老化評(píng)估模型，輸入相關(guān)的關(guān)鍵特征參數(shù)，并結(jié)合其他相關(guān)參數(shù)，構(gòu)建電池的老化評(píng)估模型；

38、通過構(gòu)建的老化評(píng)估模型，計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的老化指數(shù)，用于量化電池的老化狀態(tài)；

39、對(duì)生成的老化指數(shù)進(jìn)行分析，判斷電池的老化趨勢(shì)，具體包括比較當(dāng)前老化指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)，評(píng)估電池的老化速度和程度；

40、根據(jù)老化指數(shù)的分析結(jié)果，判斷電池的老化趨勢(shì)：若老化指數(shù)顯示電池老化速度加快，需采取相應(yīng)的維護(hù)措施；若老化指數(shù)在正常范圍內(nèi)，繼續(xù)監(jiān)控電池的老化狀態(tài)；

41、基于分析結(jié)果，生成老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告，提供電池老化狀態(tài)的詳細(xì)說明，并提供維護(hù)建議和預(yù)警信息。

42、優(yōu)選的，在電池管理系統(tǒng)中集成實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，持續(xù)采集電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，監(jiān)控和分析動(dòng)力電池的容量衰減程度是否會(huì)對(duì)動(dòng)力電池的老化造成影響，根據(jù)分析結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整電池容量衰減模型，具體包括以下步驟：

43、在電池管理系統(tǒng)中集成實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，持續(xù)采集電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息；

44、對(duì)采集到的電池運(yùn)行信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

45、根據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，提取動(dòng)力電池的充放電頻率系數(shù)和充放電深度系數(shù)；

46、將提取的電池的充放電頻率系數(shù)和充放電深度系數(shù)進(jìn)行綜合分析，評(píng)估動(dòng)力電池的容量衰減程度，判斷其是否對(duì)電池老化造成影響；

47、根據(jù)對(duì)比分析的結(jié)果，調(diào)整電池容量衰減模型的參數(shù)；

48、并將調(diào)整后的電池容量衰減模型應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)中，以監(jiān)控和預(yù)測(cè)電池的容量衰減趨勢(shì)。

49、優(yōu)選的，基于動(dòng)態(tài)調(diào)整后的電池容量衰減模型，對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)，生成老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告，并在老化指數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)臨界值時(shí)提供預(yù)警和維護(hù)建議，具體包括以下步驟：基于動(dòng)態(tài)調(diào)整后的電池容量衰減模型，使用實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊采集的電池運(yùn)行信息，通過數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)，計(jì)算電池的老化指數(shù)；將計(jì)算結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，生成詳細(xì)的老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告，包括電池當(dāng)前狀態(tài)、未來(lái)老化趨勢(shì)和預(yù)測(cè)的剩余壽命；在老化指數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警機(jī)制，提供具體的維護(hù)建議和措施，并通過系統(tǒng)通知相關(guān)維護(hù)人員。

50、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

51、1、本發(fā)明顯著提高了動(dòng)力電池在短途頻繁充放電情況下的容量衰減檢測(cè)和老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。具體來(lái)說，通過采集和分析動(dòng)力電池的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成關(guān)鍵特征參數(shù)，并構(gòu)建電池容量衰減模型，能夠有效區(qū)分短途頻繁充放電對(duì)電池老化的具體影響。這一方法克服了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確判斷電池老化趨勢(shì)的問題，從而提高了電池壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，減少了提前更換仍有壽命電池和延誤更換已老化電池的風(fēng)險(xiǎn)，降低了維護(hù)成本，提高了車輛運(yùn)行的安全性和可靠性。

52、2、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)采集電池的充放電數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征提取，能夠準(zhǔn)確獲取電池的充放電頻率系數(shù)和深度系數(shù)。這些關(guān)鍵參數(shù)通過多元回歸模型進(jìn)行容量衰減評(píng)估，有效反映電池在短途頻繁充放電情況下的實(shí)際容量衰減情況。通過動(dòng)態(tài)調(diào)整電池容量衰減模型的參數(shù)，能夠及時(shí)響應(yīng)電池的運(yùn)行狀態(tài)變化，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。這種方法提高了老化評(píng)估模型的精度，使得電池的老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)更加精確，從而為維護(hù)決策提供了科學(xué)依據(jù)。

53、3、本發(fā)明在電池管理系統(tǒng)中集成了實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，持續(xù)采集和分析電池的運(yùn)行信息，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整后的電池容量衰減模型，對(duì)動(dòng)力電池的老化趨勢(shì)進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)，生成老化趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告，并在老化指數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)臨界值時(shí)提供預(yù)警和維護(hù)建議。這種綜合性方法不僅確保了電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和高效性，還通過詳細(xì)的報(bào)告和預(yù)警機(jī)制，使維護(hù)人員能夠及時(shí)采取必要的維護(hù)措施，防止電池過度老化或損壞，延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高車輛的運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。