一种电池寿命估算方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电池寿命估算方法、装置及终端设备，涉及电池技术领域。该方法包括：获取电池的剩余容量数据；建立电池的退化模型，所述退化模型为表示电池剩余容量与时间的关系的模型；根据所述剩余容量数据、所述第一退化模型和所述第二退化模型，估算目标电池的寿命。本发明专利技术实施例的电池寿命估算方法，通过在对所述电池进行退化模型的建立的过程中，引入电池的退化阶段点，并分别对处于不同阶段的电池建立不同的电池退化模型，能够同时保证电池退化模型的精度和简易程度，解决了将锂离子电池的退化做一个整体的计算模型，无法精确拟合实际退化路径的问题。实际退化路径的问题。实际退化路径的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电池寿命估算方法、装置及终端设备


[0001]本专利技术涉及电池
，特别是指一种电池寿命估算方法、装置及终端设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池在运行过程中，由于不可逆的物理或化学反映，其性能会逐渐退化。在评价锂离子电池寿命的各种参数中(如容量、内阻、充放电次数、自放电率和时间通过)，电池容量已经被普遍地作为健康状态的指标。一般来说，锂离子电池容量会随着电池的重复使用而降低，在电池容量方面，健康状态一般被定义为当前容量与初始容量的比值。因此，对于锂离子电池而言，准确估计锂离子电池的荷电状态和健康状态是非常重要的任务。
[0003]原有的电池健康监测与寿命评估的模型将锂离子电池的退化做一个整体的计算模型，需要在计算精度和模型的复杂程度之间进行取舍，无法同时保证电池退化模型的精度和简易程度，无法精确拟合实际退化路径，不能很好的显示电池的健康状态与寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电池寿命估算方法、装置及终端设备，用以解决现有技术中电池健康监测与寿命评估的模型，无法同时保证对电池退化模型的精度和简易程度，且不能很好的显示电池的健康状态与寿命退化路径的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的实施例提供一种电池寿命估算方法，包括：
[0006]获取电池的剩余容量数据；
[0007]建立电池的退化模型，所述退化模型为表示电池剩余容量与时间的关系的模型；
[0008]其中，所述退化模型包括第一退化模型和第二退化模型；所述第一退化模型为用于确定退化阶段点之前电池剩余容量的模型，所述第二退化模型为用于确定退化阶段点之后电池剩余容量的模型，所述退化阶段点为所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率的变化大于预设值的时刻；
[0009]根据所述剩余容量数据、所述第一退化模型和所述第二退化模型，估算目标电池的寿命。
[0010]进一步地，所述获取电池的剩余容量数据，包括：
[0011]通过退化循环实验得到电池当前的剩余容量；
[0012]对所述剩余容量进行数据处理，得到所述电池的剩余容量数据。
[0013]进一步地，所述对所述剩余容量进行数据处理，包括：
[0014]删除所述剩余容量中的异常值，得到第一数据；
[0015]对所述第一数据进行处理，得到长度为预设长度的剩余容量数据。
[0016]进一步地，所述建立电池的退化模型，包括：
[0017]根据所述剩余容量数据，采用最大似然估计法对所述退化模型进行求解，得到所述电池的初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点；所述初始容量为所述电池未经使用时的容量；
[0018]根据所述初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点，确定电池的所述第一退化模型和所述第二退化模型。
[0019]进一步地，所述退化模型为：
[0020][0021]其中，y
n
为电池的剩余容量与电池总容量的比值，a1为电池第一阶段的初始容量，b1为电池第一阶段的电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率；τ为退化阶段点；a2为电池第二阶段的初始容量，b2为电池第二阶段的电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率；N为所述剩余容量数据的数据长度；且ε
in
服从独立同分布，i＝1或2。
[0022]进一步地，所述根据所述剩余容量数据，采用最大似然估计法对所述退化模型进行求解，得到所述电池的初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点，包括：
[0023]将所述退化模型转化为最大似然函数，所述最大似然函数为：
[0024][0025]其中，所述σ1和σ2为第一误差项和第二误差项；
[0026]采用最大似然估计法计算得到：
[0027]第一阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率为：
[0028][0029]第二阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率为：
[0030][0031]第一阶段的所述初始容量为：
[0032]第二阶段的所述初始容量为：
[0033]第一误差项的平方为：
[0034]第二误差项的平方为：
[0035]将所述最大似然函数作为所述退化阶段点的函数：
[0036][0037]根据第一阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率、第一阶段的所述初始容量以及第一误差项，并根据所述剩余容量数据，确定所述第一退化模型；
[0038]根据第二阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率、第二阶段的
所述初始容量以及第二误差项，并根据所述剩余容量数据，确定所述第二退化模型。
[0039]进一步地，所述方法还包括：
[0040]对所述退化阶段点进行连续性约束，所述约束函数为：
[0041]进一步地，在所述目标电池为多个时，所述根据所述剩余容量数据、所述第一退化模型和所述第二退化模型，估算目标电池的寿命，包括：
[0042]建立所述目标电池的失效分布函数；
[0043]根据所述失效分布函数，判断多个所述目标电池失效时所处的退化阶段；
[0044]根据多个所述目标电池失效时所处的退化阶段，选择对应阶段的退化模型估算所述目标电池的寿命。
[0045]进一步地，所述建立所述目标电池的失效分布函数，包括：
[0046]建立矩阵表达式：
[0047]Y
i
＝D(t,θ)＝T(τ
i
)μ+T(τ
i
)σ
i
+ε
i
,i＝1,2,
…
,K；
[0048]其中，T(τ
i
)为矩阵形式的时间表达，且为所述初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率的均值向量；为所述初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率的随机效应向量；ε
i
为误差项，且服从正态分布且有τ
i
个，有N
i
‑
τ
i
个；K为电池个数；
[0049]根据所述矩阵表达式，建立随机效应向量的协方差矩阵的计算公式：
[0050][0051]根据所述随机效应向量σ
i
的学方差矩阵的计算公式，通过随机数生成函数，得到方差向量的值：
[0052]其中，
[0053]根据所述方差向量的值得到所述目标电池的第一失效分布函数：
[0054][0055]其中，F
T
(t)表示T≤t时刻所述目标电池失效的概率；D
f
为预设失效阈值；k为阶段，且k＝1,2，
[0056]根据所述第一失效分布函数以及两点分布，得到所述失效分布函数。
[0057]进一步地，所述失效分布函数为：
[0058][0059]其中，表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池寿命估算方法，其特征在于，包括：获取电池的剩余容量数据；建立电池的退化模型，所述退化模型为表示电池剩余容量与时间的关系的模型；其中，所述退化模型包括第一退化模型和第二退化模型；所述第一退化模型为用于确定退化阶段点之前电池剩余容量的模型，所述第二退化模型为用于确定退化阶段点之后电池剩余容量的模型，所述退化阶段点为所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率大于预设值的时刻；根据所述剩余容量数据、所述第一退化模型和所述第二退化模型，估算目标电池的寿命。2.根据权利要求1所述的电池寿命估算方法，其特征在于，所述获取电池的剩余容量数据，包括：通过退化循环实验得到电池当前的剩余容量；对所述剩余容量进行数据处理，得到所述电池的剩余容量数据；其中，所述对所述剩余容量进行数据处理，包括：删除所述剩余容量中的异常值，得到第一数据；对所述第一数据进行处理，得到长度为预设长度的剩余容量数据。3.根据权利要求1所述的电池寿命估算方法，其特征在于，所述建立电池的退化模型，包括：根据所述剩余容量数据，采用最大似然估计法对所述退化模型进行求解，得到所述电池的初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点；所述初始容量为所述电池未经使用时的容量；根据所述初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点，确定电池的所述第一退化模型和所述第二退化模型。4.根据权利要求3所述的电池寿命估算方法，其特征在于，所述退化模型为：其中，y
n
为电池的剩余容量与电池总容量的比值，a1为电池第一阶段的初始容量，所述第一阶段为退化阶段点之前的阶段，b1为电池第一阶段的电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率，所述第二阶段为退化阶段点之后的阶段；τ为退化阶段点；a2为电池第二阶段的初始容量，b2为电池第二阶段的电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率；N为所述剩余容量数据的数据长度；且ε
in
服从独立同分布，i＝1或2。5.根据权利要求4所述的电池寿命估算方法，其特征在于，所述根据所述剩余容量数据，采用最大似然估计法对所述退化模型进行求解，得到所述电池的初始容量、电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率以及退化阶段点，包括：将所述退化模型转化为最大似然函数，所述最大似然函数为：其中，所述σ1和σ2为第一误差项和第二误差项；
采用最大似然估计法计算得到：第一阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率为：第二阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率为：第一阶段的所述初始容量为：第二阶段的所述初始容量为：第一误差项的平方为：第二误差项的平方为：将所述最大似然函数作为所述退化阶段点的函数：根据第一阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率、第一阶段的所述初始容量以及第一误差项，并根据所述剩余容量数据，确定所述第一退化模型；根据第二阶段的所述电池剩余容量与电池初始容量的比值的变化率、第二阶段的所述初始容量以及第二误差项，并根据所述剩余容量数据，确定所述第二退化模型。6.根据权利要求5所述的电池寿命估算方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述退化阶段点进行连续性约束，所述约束函数为：7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬，李海伟，刘洁，戴欣怡，孔金震，仝雪婷，
申请(专利权)人：上海交通大学中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：