一种锂离子电池寿命估算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式公开了一种锂离子电池寿命估算方法和装置。方法包括：针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；以韦布尔概率分布曲线作为同一寿命实验工况下锂离子电池失效的概率分布曲线，拟n个重复样本的寿命测试数据以获取同一寿命实验工况下锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和表示为特征寿命的尺度参数，基于形状参数和尺度参数确定同一寿命实验工况下的电池寿命函数，其中电池寿命函数的自变量为失效概率；接收同一寿命实验工况下的失效概率特定值，并基于同一寿命实验工况下的电池寿命函数确定对应于同一寿命实验工况下的失效概率特定值的电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池寿命估算方法和装置
本专利技术实施方式涉及汽车
，特别涉及一种锂离子电池寿命估算方法和装置。
技术介绍
国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T3730.1-2001)中对汽车有如下定义：由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于：载运人员和(或)货物；牵引载运人员和(或)货物的车辆；特殊用途。能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。锂离子(Li+)电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池技术的先进性和在新兴关键市场(电动汽车领域)的应用，已激发全球范围内的研发热潮，锂离子电池将在电动汽车和新能源领域占据重要位置。目前在电动汽车中，应用较多的锂离子电池是磷酸铁锂电池，它的热稳定性和安全性较好，同时价格相对便宜。当前锂离子电池寿命估算方法主要是利用基于前期实验数据建立寿命模型，进而预测电池寿命。然而，锂离子电池寿命衰退除了遵循使用工况下的老化规律以外，还包含有不确定性和随机性，锂离子电池的失效概率随着使用时间的增长在逐步增长。锂离子电池在制备和使用过程中，都存在不一致性，这种不一致性会导致锂离子电池的失效不会严格集中在一个时间点。现有技术的电池寿命模型建立过程中，对寿命实验结果的处理通常是取同一工况下不同电池的寿命结果平均值或者认为合理的寿命结果作为寿命特征值进行建模。然而，这种寿命模型缺乏失效概率的考量，忽略了样本不一致性以及失效的随机性和偶然性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种锂离子电池寿命估算方法和装置，从而考虑锂离子电池失效随机性，提高寿命估算准确率。本专利技术实施方式的技术方案如下：一种锂离子电池寿命估算方法，包括：针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得所述n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；以韦布尔概率分布曲线作为所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和表示为特征寿命的尺度参数，基于所述形状参数和所述尺度参数确定所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述电池寿命函数的自变量为失效概率；接收所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值，并基于所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数确定对应于所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值的电池寿命。在一个实施方式中，所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数为T(f)，其中f为失效概率；其中m为形状参数，η为尺度参数；ln为自然对数。在一个实施方式中，所述同一寿命实验工况包括下列中的至少一个：同一温度和同一放电深度；同一温度和同一放电倍率；同一温度、同一放电深度和同一放电倍率；同一放电深度和同一放电倍率。在一个实施方式中，该方法还包括：利用预定的建模方式确定尺度参数函数，其中所述尺度参数函数的自变量为寿命实验工况参数；以韦布尔概率分布曲线作为不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数；基于所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和所述尺度参数函数，确定出所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数的自变量为寿命实验工况参数。在一个实施方式中，所述尺度参数函数为η(T,DOD)，其中：η(T,DOD)＝exp(13.0538854971714+0.00236583998482005*T-0.0594247691002157*DOD-(T-23.3333333333333)*((T-23.3333333333333)*0.00174559910640996)-(T-23.3333333333333)*((DOD-85)*0.000250796508614118)+(DOD-85)*((DOD-85)*0.000100081224917486))，其中T为温度参数；DOD为放电深度参数；exp为指数函数。一种锂离子电池寿命估算装置，包括：数据获取模块，用于针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得所述n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；电池寿命函数确定模块，用于以韦布尔概率分布曲线作为所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和表示为特征寿命的尺度参数，基于所述形状参数和所述尺度参数确定所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述电池寿命函数的自变量为失效概率；电池寿命估算模块，用于接收所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值，并基于所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数确定对应于所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值的电池寿命。在一个实施方式中，所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数为T(f)，其中f为失效概率；其中m为形状参数，η为尺度参数；ln为自然对数。在一个实施方式中，所述同一寿命实验工况包括下列中的至少一个：同一温度和同一放电深度；同一温度和同一放电倍率；同一温度、同一放电深度和同一放电倍率；同一放电深度和同一放电倍率。在一个实施方式中，还包括：尺度参数函数确定模块，用于利用预定的建模方式确定尺度参数函数，其中所述尺度参数函数的自变量为寿命实验工况参数；其中所述电池寿命函数确定模块，还用于以韦布尔概率分布曲线作为不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数；基于所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和所述尺度参数函数，确定出所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数的自变量为寿命实验工况参数。在一个实施方式中，所述尺度参数函数为η(T,DOD)，其中：η(T,DOD)＝exp(13.0538854971714+0.00236583998482005*T-0.0594247691002157*DOD-(T-23.3333333333333)*((T-23.3333333333333)*0.00174559910640996)-(T-23.3333333333333)*((DOD-85)*0.000250796508614118)+(DOD-85)*((DOD-85)*0.000100081224917486))，其中T为温度参数；DOD为放电深度参数；exp为指数函数。从上述技术方案可以看出，针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；以韦布尔概率分布曲线作为同一寿命实验工况下锂离子电池失效的概率分布曲线，拟n个重复样本的寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，包括：针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得所述n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；以韦布尔概率分布曲线作为所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和表示为特征寿命的尺度参数，基于所述形状参数和所述尺度参数确定所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述电池寿命函数的自变量为失效概率；接收所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值，并基于所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数确定对应于所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值的电池寿命。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，包括：针对锂离子电池的同一寿命实验工况设定n个重复样本，并获得所述n个重复样本的寿命测试数据，其中n为至少为5的正整数；以韦布尔概率分布曲线作为所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述同一寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和表示为特征寿命的尺度参数，基于所述形状参数和所述尺度参数确定所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述电池寿命函数的自变量为失效概率；接收所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值，并基于所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数确定对应于所述同一寿命实验工况下的失效概率特定值的电池寿命。2.根据权利要求1所述的锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，所述同一寿命实验工况下的电池寿命函数为T(f)，其中f为失效概率；其中m为形状参数，η为尺度参数；ln为自然对数。3.根据权利要求1所述的锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，所述同一寿命实验工况包括下列中的至少一个：同一温度和同一放电深度；同一温度和同一放电倍率；同一温度、同一放电深度和同一放电倍率；同一放电深度和同一放电倍率。4.根据权利要求1所述的锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，该方法还包括：利用预定的建模方式确定尺度参数函数，其中所述尺度参数函数的自变量为寿命实验工况参数；以韦布尔概率分布曲线作为不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线，拟合所述n个重复样本的寿命测试数据以获取所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数；基于所述不同寿命实验工况下所述锂离子电池失效的概率分布曲线的形状参数和所述尺度参数函数，确定出所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数，其中所述不同寿命实验工况下的电池寿命函数的自变量为寿命实验工况参数。5.根据权利要求4所述的锂离子电池寿命估算方法，其特征在于，所述尺度参数函数为η(T,DOD)，其中：η(T,DOD)＝exp(13.0538854971714+0.00236583998482005*T-0.0594247691002157*DOD-(T-23.3333333333333)*((T-23.3333333333333)*0.00174559910640996)-(T-23.3333333333333)*((DOD-85)*0.000250796508614118)+(DOD-85)*((DOD-85)*0.000100081224917486))，其中T为温度参数；DOD为放电深度参数；exp为指数函数。6.一种锂离子电池寿命估算装置，其特征在于，包括：数据获取模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克坚，张雅琨，
申请(专利权)人：北京长城华冠汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11