动力电池使用寿命的预测方法与装置与流程

本发明涉及动力电池技术，尤其涉及一种动力电池使用寿命的预测方法与装置。

背景技术：

随着石油资源的逐渐减少、环境污染的日益加重，电动汽车得到了迅速推广。在电动汽车的发展过程中，电动汽车动力电池的使用寿命一直是研究的重点和难点。其中，动力电池的准确使用寿命可以为整车厂提供相对准确的动力电池的维保时间，进而使得动力电池得到充分的利用。

目前，动力电池使用寿命的测试方法主要是，在车辆运行过程中，获取车辆动力电池的充放电电流数据，根据该充放电电流数据做动力电池的循环寿命实验，然后将该实验室电池循环寿命换算成车辆动力电池的使用寿命。

但是，上述方法无法在车辆出厂前获得车辆动力电池的使用寿命，并且，上述方法只考虑了动力电池充放电这一个因素对动力电池使用寿命的影响，而没有考虑到路况等其他因素对动力电池使用寿命的影响，导致获得的动力电池的使用寿命不准确。

技术实现要素：

本发明提供一种动力电池使用寿命的预测方法与装置，以克服现有技术获得的动力电池的使用寿命不准确的问题。

第一方面，本发明提供一种动力电池使用寿命的预测方法，包括：

获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为所述动力电池的安装车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素；

根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命；

根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命，所述动力电池包括至少一个电池单体。

进一步的，所述预设的各衰减因素包括以下衰减因素中的一个或多个：

所述动力电池的使用温度、温度差、过放电状态、过充电状态、高倍率放电状态、低倍率充电状态、成组因素和震动参数。

进一步的，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，所述根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命，包括：

根据所述动力电池的标准使用寿命和所述成组因素确定所述电池单体的标准使用寿命；

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N₀-N₁，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N₀为所述电池单体的标准使用寿命，所述N₁为考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素时，所述根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命，包括：

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N_N-N₂，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N_N为所述动力电池的标准使用寿命，所述N₂为不考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命，包括：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₁＝ΣK_In_I，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

进一步的，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素J时，根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命，包括：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₂＝ΣK_In_I,I≠J，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

第二方面，本发明提供一种动力电池使用寿命的获取装置，包括：

获取模块，用于获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为所述动力电池的安装车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素；

计算模块，用于根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命；

确定模块，用于根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命，所述动力电池包括至少一个电池单体。

进一步的，所述预设的各衰减因素包括以下衰减因素中的一个或多个：

所述动力电池的使用温度、温度差、过放电状态、过充电状态、高倍率放电状态、低倍率充电状态、成组因素和震动参数。

进一步的，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，所述确定模块具体用于：

根据所述动力电池的标准使用寿命和所述成组因素确定所述电池单体的标准使用寿命；

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N₀-N₁，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N₀为所述电池单体的标准使用寿命，所述N₁为考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素时，所述确定模块具体用于：

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N_N-N₂，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N_N为所述动力电池的标准使用寿命，所述N₂为不考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，所述计算模块具体用于：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₁＝ΣK_In_I，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

进一步的，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素J时，所述计算模块具体用于：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₂＝ΣK_In_I,I≠J，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法与装置，首先，获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为安装有所述动力电池的车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素。接着，根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命。然后，根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命。本实施例的技术方案，根据动力电池的预设运行环境，获得动力电池的各衰减因素和各衰减因素的出现次数，以及各衰减因素对应的动力电池的衰减寿命，进而获得动力电池的衰减寿命，将动力电池的标准使用寿命减去衰减寿命，即可获得动力电池的使用寿命，其计算过程简单，无需实际检测车辆的动力电池，即可准确预测动力电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法实施例二的流程示意图；

图3为本发明提供的动力电池使用寿命的预测装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

动力电池在充放电循环使用过程中，由于一些不可避免的副反应的存在，可用活性物质逐步减少，性能逐步退化。其退化程度随着充放电循环次数的增加而加剧，其退化速度与动力电池充放电的工作状态和环境有着直接的联系。

本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法与装置，适用于任何型号的动力电池，用于根据动力电池的标准使用寿命和衰减寿命，获得所述动力电池的使用寿命，其计算过程简单，无需实际检测车辆的动力电池，并且在整计算过程中考虑了路况等因素的影响，进而准确预测出动力电池的使用寿命。

下面，通过具体实施例对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法实施例一的流程示意图。如图1所示，本实施例动力电池的使用寿命的预测方法可以包括：

S101、获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为安装有所述动力电池的车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素。

本实施例的执行主体可以是集成有该预测方法的装置，例如电脑、智能手机或者工控机等。

本实施例中影响动力电池使用寿命的衰减因素可以是动力电池的使用温度、温度差、过放电状态、过充电状态、高倍率放电状态、低倍率充电状态、成组因素和震动参数等。

以过充电状态为例，动力电池在充电过程中一般都伴随有副反应，提高充电截止电压，甚至超过电池电化学电位后进行充电一般会加剧副反应的发生，并导致电池使用寿命缩短，并可能导致电池内部短路损坏，甚至着火爆炸等危险工况的出现，因此过充电会减少动力电池的使用寿命。

需要说明的是，用户可以根据试验等方法获得上述不同的衰减因素所对应的衰减寿命。例如，用户可以获得动力电池在40℃温度下工作时，动力电池的衰减寿命，或者，在动力电池所处的外界温度从30℃变化到-10℃时，动力电池的衰减寿命。或者，当动力电池过放电或者过充电时，动力电池的衰减寿命。或者，在动力电池高倍率放电或者高倍率充电时，动力电池的衰减寿命，或者，动力电池的不同的成组因素，对动力电池的使用寿命的影响，以及车辆在运行过程的震动对动力电池的使用寿命的衰减值等。

在实际使用时，将动力电池A安装在车辆a上，而车辆a的运行环境可以预测，例如该列车a在北京的c路线运行，而北京的环境温度等外界因素可以预测，同时c路线的基本情况也已知，并且根据以往对动力电池的使用情况，可以预设出该动力电池A的使用情况(即过充电或者过放电的频率等)，这样可以获得安装在列车a上的动力电池A的各衰减因素，进而获得各衰减因素对应的衰减寿命，例如40℃时，动力电池的衰减寿命为e1。

S102、根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命。

S103、根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命。

具体的，在实际使用时，根据车辆的预设运行环境，获得动力电池对应的各衰减因素，并获得上述各衰减因素的出现次数，接着，根据动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和各衰减因素的出现次数，即可获得动力电池的总衰减寿命。进一步的，根据动力电池的标准使用寿命和衰减寿命，即可获得动力电池的使用寿命。

需要说明的是，动力电池的标准使用寿命可以从出厂资料中获得。

参照上述例子，假设动力电池的标准使用寿命e0，动力电池A安装在列车a上时，动力电池遇到温度40℃的次数为3，温度低于-2℃的次数为5次，过充电的次数为4次时，假设温度40℃对应的动力电池的衰减寿命为e1，温度低于-2℃时，动力电池的衰减寿命为e2，过充电对应的动力电池的衰减寿命为e3，这样即可预测出动力电池的使用寿命为e0-(3e1+5e2+3e3)。

本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法，首先，获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为安装有所述动力电池的车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素。接着，根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命。然后，根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命。本实施例的技术方案，根据动力电池的预设运行环境，获得动力电池的各衰减因素和各衰减因素的出现次数，以及各衰减因素所对应的动力电池的衰减寿命，进而获得动力电池的衰减寿命，将动力电池的标准使用寿命减去衰减寿命，即可获得动力电池的使用寿命，其计算过程简单，无需实际检测车辆的动力电池，即可准确预测动力电池的使用寿命。

图2为本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法实施例二的流程示意图，在上述实施例的基础上，当上述预设的各衰减因素包括成组因素时，上述根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命。如图2所述，上述S103具体可以包括：

S201、根据所述动力电池的标准使用寿命和所述成组因素确定所述电池单体的标准使用寿命。

具体的，无论哪种电池类型，其电池单体的电压和容量都无法满足电动汽车的需求，必须通过串、并联的方式组成动力电池(电池组)为电动机车或者汽车等提供能量。由于动力电池内各电池单体之间可能存在不一致性，这样在动力电池使用过程中，动力电池的最大可用容量与电池单体的可用容量下降速度不同步，也将导致各电池单体的荷电状态(State of Charge，简称SOC)状态各不相同。动力电池的性能并不等于各电池单体性能的简单相加，而是存在类似于木桶短板效应的问题，因此，电池组寿命和电池单体相比有明显降低。本实施例，将影响动力电池与电池单体之间寿命不对等的因素称为动力电池的成组因素，不同的动力电池中所包括的电池单体的数量以及电池单体之间的连接关系不同，导致其成组因素也各不相同。

本实施例，根据动力电池的标准使用寿命和成组因素，即可获得电池单体的标准使用寿命，例如，动力电池的标准使用寿命和成组因素做除法运算，即可获得电池单体的标准使用寿命。

S202、根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N₀-N₁

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N₀为所述电池单体的标准使用寿命，所述N₁为考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

具体的，上述S201计算获得电池单体的标准使用寿命N₀，接着，参照上述S102的方法，获得动力电池的衰减寿命N₁，该衰减寿命N₁包括了成组因素对应的动力电池的衰减寿命。将电池单体的标准使用寿命N₀与动力电池的衰减寿命N₁相减，即可获得动力电池的使用寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，上述S102根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命，具体可以包括：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₁＝ΣK_In_I，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

需要说明的是，假设成组因素为J，即该衰减因素I中包括成组因素J，所述K_I中包括成组因素J对应的动力电池的衰减寿命K_J。

本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法，通过考虑了成组因素的动力电池的衰减寿命和电池单体的标准使用寿命，即可获得动力电池的使用寿命。

本发明在计算动力电池的使用寿命时，可以使用如图2所示实施例二根据电池单体的标准使用寿命来计算，可选的，还可以使用下面实施例根据电池标准使用寿命来计算。

在本发明的另一种实现方式中，在上述实施例的基础上，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素时，则上述根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命。即，上述S103具体可以包括：

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N_N-N₂，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N_N为所述动力电池的标准使用寿命，所述N₂为不考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

在不考虑动力电池的成组因素时，可以使用动力电池的标准使用寿命和动力电池的衰减寿命来计算动力电池的使用寿命。即，上述衰减寿命N₂中不包括成组因素对应的动力电池的衰减寿命。

进一步的，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素J时，上述根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命，具体可以包括：

根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₂＝ΣK_In_I,I≠J，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

本实施例的衰减因素I中不包括成组因素J，所述K_I中不包括成组因素J对应的动力电池的衰减寿命K_J。

本发明提供的动力电池使用寿命的预测方法，通过在不考虑成组因素时，动力电池的标准使用寿命和动力电池的衰减寿命，即可获得动力电池的使用寿命。

图3为本发明提供的动力电池使用寿命的预测装置实施例的结构示意图。该预测装置可以通过软件、硬件或者软硬结合的方式实现对动力电池使用寿命的预测。如图3所示，本实施例的预测装置，可以包括：

获取模块10，用于获取动力电池在预设的各衰减因素下的衰减寿命，所述预设的各衰减因素为所述动力电池的安装车辆在预设运行环境中运行时，导致所述动力电池的寿命衰减的因素；

计算模块20，用于根据所述动力电池在各衰减因素下的衰减寿命和所述各衰减因素的出现次数，计算所述动力电池的衰减寿命；

确定模块30，用于根据所述动力电池的标准使用寿命和所述动力电池的衰减寿命，确定所述动力电池的使用寿命，所述动力电池包括至少一个电池单体。

本发明实施例提供的动力电池使用寿命的预测装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

可选的，所述预设的各衰减因素包括以下衰减因素中的一个或多个：

所述动力电池的使用温度、温度差、过放电状态、过充电状态、高倍率放电状态、低倍率充电状态、成组因素和震动参数。

在本发明的一种可行的实现方式中，当所述预设的各衰减因素包括成组因素时，所述确定模块30具体用于：

根据所述动力电池的标准使用寿命和所述成组因素确定所述电池单体的标准使用寿命；

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N₀-N₁，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N₀为所述电池单体的标准使用寿命，所述N₁为考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，所述计算模块20具体用于根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₁＝∑K_In_I，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

本发明实施例提供的动力电池使用寿命的预测装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本发明的另一种可行的实现方式中，当所述预设的各衰减因素不包括成组因素时，所述确定模块30具体用于：

根据如下公式计算所述动力电池的使用寿命：

N＝N_N-N₂，

其中，所述N为所述动力电池的使用寿命，所述N_N为所述动力电池的标准使用寿命，所述N₂为不考虑所述成组因素时所述动力电池的衰减寿命。

进一步的，所述计算模块20具体用于根据如下公式计算所述动力电池的衰减寿命：

N₂＝ΣK_In_I,I≠J，

其中，所述K_I为在衰减因素I下所述动力电池的衰减寿命，所述n_I为所述寿命衰减因素I的出现次数。

本发明实施例提供的动力电池使用寿命的预测装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。