一种电池寿命预测模型的建模方法技术

本发明专利技术公开了一种电池寿命预测模型的建模方法，包括以下步骤：S1：确定加速老化实验矩阵；S2：确定内阻及容量标定方法；S3：进行衰退实验；S4：建立电池老化模型；S5：模型参数确定；S6：循环老化寿命外推预测；该发明专利技术数据拟合得到模型参数，在一定程度上能够清楚的从机理上解释不同参数对电池寿命的影响，便于研发人员对电池的寿命进行预测，从而做出正确的应对方案。案。

【技术实现步骤摘要】
一种电池寿命预测模型的建模方法


[0001]本专利技术具体涉及锂离子电池
，尤其涉及一种电池寿命预测模型的建模方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因能量密度高、循环寿命长、工作电压高和自放电率低等优点，已成为电动汽车和储能领域的首选，但其在使用过程中的老化会影响电池使用性能和安全性，因此，需对电池的性能状态和使用寿命进行研究，才能以此为基础对电池的健康使用做出相应的决策。
[0003]针对锂离子电池寿命模型的建立可分为机理模型、纯数据驱动模型以及机理
‑
数据结合的半经验模型，机理模型虽然能够较好地描述电池内部的物理和电化学过程，但大量的参数测算存在较高的难度，且对于求解偏微分方程的要求也很高；纯数据驱动需求的数据量大，参数物理意义不明确；而半经验模型基于一定的机理和实验数据，通过数据拟合得到模型参数，在一定程度上能够从机理上解释不同参数对电池寿命的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电池寿命预测模型的建模方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种电池寿命预测模型的建模方法，包括以下步骤
[0007]S1：确定加速老化实验矩阵；
[0008]S2：确定内阻及容量标定方法；
[0009]S3：进行衰退实验；
[0010]S4：建立电池老化模型；
[0011]S5：模型参数确定；
[0012]S6：循环老化寿命外推预测。
[0013]进一步的，所述S1过程中，通过对锂离子电池的老化机理分析，确定老化影响因素：温度T、放电深度DOD、放电倍率Ratio。
[0014]在前述方案的基础上，所述S2过程中，具体确定HPPC内阻测试和静态容量测试方法。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案，所述S3过程中，选取电池样品进行实验，直至电池内阻上升到初值的150％或容量衰退到初值容量的80％后终止实验。
[0016]进一步的，所述S4过程中，依据实验数据对老化模型参数进行拟合得到初步模型参数，并通过拟合确认模型参数。
[0017]在前述方案的基础上，所述S5过程中，基于所建立的电池老化模型，将Ah输入数据外推至容量衰退20％或内阻增长50％，从而实现循环寿命的外推预测。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]1.通过数据拟合得到模型参数，在一定程度上能够清楚的从机理上解释不同参数对电池寿命的影响，便于研发人员对电池的寿命进行预测，从而做出正确的应对方案。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提出的一种电池寿命预测模型的建模方法的流程示意图；
[0021]图2为本专利技术提出的电池寿命预测示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
[0024]参照图1和图2，一种电池寿命预测模型的建模方法，包括以下步骤
[0025]S1：确定加速老化实验矩阵，S1过程中，通过对锂离子电池的老化机理分析，确定老化影响因素：温度T、放电深度DOD、放电倍率Ratio；
[0026]S2：确定内阻及容量标定方法，具体确定HPPC内阻测试和静态容量测试方法；
[0027]S3：进行衰退实验，选取电池样品进行实验，直至电池内阻上升到初值的150％或容量衰退到初值容量的80％后终止实验；
[0028]S4：建立电池老化模型，S4过程中，依据实验数据对老化模型参数进行拟合得到初步模型参数，并通过拟合确认模型参数；
[0029]S4过程中，以某公司50Ah三元电池作为实例，进行了电池寿命预测模型构想的进一步验证。以容量衰减模型为例，试验矩阵如下表：
[0030][0031]通过对试验过程中电池的容量标定数据整理，获得电池容量衰退模型：
[0032]Q
loss
＝A(DOD,T,Ratio)
·
Ah
Z(DOD,T,Ratio)
[0033]其中，Q
loss
为容量衰退率，A(DOD,T,Ratio)为前因参数函数，B(DOD,T,Ratio)为指数参数函数。
[0034]进一步根据试验数据，利用最小二乘法对数据进行拟合，求解出各个试验条件下的电芯的公式参数，其A、B参数求解结果如下：
[0035][0036]根据三因子模型析因分析及拟合，对于容量衰退A值，充放电倍率Ratio和放电深度DOD影响最大；对于B值，放电深度DOD和温度T的影响较为显著。得到容量衰减模型：
[0037][0038]基于容量衰退的循环寿命预测：对温度为45℃，放电深度DOD为40％，放电倍率为2C的电芯，利用上述得到的模型外推至150000Ah输入，结果如图2所示。当容量衰退率等于20％，对应的Ah输入为122763。
[0039]S5：模型参数确定，基于所建立的电池老化模型，将Ah输入数据外推至容量衰退20％或内阻增长50％，从而实现循环寿命的外推预测；
[0040]S6：循环老化寿命外推预测。
[0041]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池寿命预测模型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤S1：确定加速老化实验矩阵；S2：确定内阻及容量标定方法；S3：进行衰退实验；S4：建立电池老化模型；S5：模型参数确定；S6：循环老化寿命外推预测。2.如权利要求1所述的一种电池寿命预测模型的建模方法，其特征在于：所述S1过程中，通过对锂离子电池的老化机理分析，确定老化影响因素：温度T、放电深度DOD、放电倍率Ratio。3.如权利要求1所述的一种电池寿命预测模型的建模方法，其特征在于：所述S2过程中，具体确定HPPC内阻测试和静态容量测试方法。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，
申请(专利权)人：山东洁源新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：