一种电池寿命周期预测方法
【专利摘要】本发明公布了一种电池寿命周期预测方法。是放电次数与容量衰减率曲线，确定电池容量衰减速率Qloss与电池放电次数N的函数模型，选择影响电池寿命的某个影响因子的数据，代入函数模型中，Qloss取电池标称容量的50～80%，运算后，得到电池的预期循环周期N。本发明只需将电池进行少量循环测试，即可判断出该电池的剩余使用寿命，大大节省了测试时间和费用，可以真实、全面的描述电池实际使用过程中容量衰退的客观情况，并可获得电池的寿命及电池的剩余寿命，有利于确定电池的性能，延长电池的寿命；本发明所建立的模型具有普遍性，适用于建立各种蓄电池的寿命衰减模型。
【专利说明】一种电池寿命周期预测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池寿命周期预测方法，特别涉及可充放电废旧锂动力电池的二次利用。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车在全球的逐步发展和推广，已经有数量可观的退役锂动力电池待利用，将来还陆续会产生大量退役锂动力电池。退役动力电池再利用的基本原则为:具有高比能量或高输出功率，良好的循环性能，尤其是当多个退役电池单体组合再使用时，还具有良好的一致性。然而退役前各单体电池在使用过程中的衰退情况不尽相同，因此有必要预测各单体电池的剩余寿命。这样不仅可以对退役电池进行快速，合理的分选与重组，而且可以合理分配各类退役电池的新使用环境。退役锂动力电池在风能与太阳能的存储等领域有着极大地应用潜力。特别是，国家电网可大规模引入这些退役锂离子电池，来实现削峰填谷功能，从而更有效地利用电力设备，降低供电成本，还可以促进再生能源的应用，提高新能源发电的消纳能力。对电池商户来说，合理使用退役电池不仅可以实现延长电池寿命、降低电池使用及储能成本，提高新能源的利用率，而且可以有效的解决电池的回收处理问题。目前，国外许多电池、汽车生产厂家和研究机构已经或者正在规划开展退役电池用于储能系统的可行性以及应用技术方案研究。国内中国电力科学研究院及国网电力科学研究院等机构也在开展研制百千瓦级锂离子电池大容量储能系统。[0003]另一方面，影响电池寿命的因素相互相互耦合,共同影响电池的寿命,从而导致了寿命预测的复杂性；为了较准确的预测电池的寿命，建立合理的退役锂离子电池循环寿命模型，对充分发挥退役电池的储能特性意义重大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种快速、准确地预测电池寿命周期的方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明提出一种电池寿命周期预测方法，包括以下具体步骤:
[0006]步骤一:根据设定的试验条件，对电池进行充放电循环，循环至电池容量降为标称容量的50~80%时，停止试验，记录电池在各循环周期下的放电容量，根据电池的放电容量以及电池的标称容量，计算电池在第N(N ( η)次循环时的容量衰减率；得到放电次数与容量衰减率的数据对；绘制放电次数与容量衰减率曲线；
[0007]步骤二:根据第一步得到的放电次数与容量衰减率曲线形状，结合神经网络，演化
自适应建模算法、遗传算法中的至少一种方法，确定设定的试验条件下i (i=l，2,......，m)
个影响因子作用下电池容量衰减速率Qltjss与电池放电次数N的函数模型:
[0008]Qlass = AyfN+B( I )
[0009]式中:
[0010]N指电池循环次数；[0011]A, B是关于电池影响因子S的多项式函数；多项式函数A，B的表达式为:
[0012]
【权利要求】
1.一种电池寿命周期预测方法，包括以下具体步骤: 步骤一:根据设定的试验条件，对电池进行充放电循环，循环至电池容量降为标称容量的50~80%时，停止试验，记录电池在各循环周期下的放电容量，根据电池的放电容量以及电池的标称容量，计算电池在第N(N ( η)次循环时的容量衰减率；得到放电次数与容量衰减率的数据对；绘制放电次数与容量衰减率曲线； 步骤二:根据第一步得到的放电次数与容量衰减率曲线形状，结合神经网络，演化自适应建模算法、遗传算法中的至少一种方法，确定设定的试验条件下i (i=l，2，......，m)个影响因子作用下电池容量衰减速率Qltjss与电池放电次数N的函数模型: Qioss = AyfN+B( I ) 式(I)中: N指电池循环次数； A，B是关于电池影响因子S的多项式函数； 步骤三、选择影响电池寿命的某个影响因子，按相应影响因子的多项式函数A，B的表达式，代入式(I)中，Qloss取电池标称容量的50~80%，运算后，得到电池的预期循环周期N。
2.根据权利要求1所述的一种电池寿命周期预测方法，其特征在于:步骤一中，设定的试验条件是指在电池标准容量测试条件下，针对影响电池寿命的多个影响因子S，选择其中的至少一种影响因子Si，i=l，2，一m ;对选择的影响因子Si确定不同参数，对电池进行充放电循环；所述影响因子S指的是电池环境温度⑴，电池充电倍率((?)，电池的放电倍率(C放)，电池的放电深度(D放)，电池的充电深度(D充)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种电池寿命周期预测方法，其特征在于:多项式函数A，B的表达式为:A(T，C充，C放,Z)充，Dux} — b,\6t ++ eiC放fl + giZ)充,n ++ k'
biB(T\ C充，C放，D充,Dn) =+ 匕C充& + e:Cs/: + 充/?: + ρ?ρ + k, 多项式函数 A，B 表达式中的系数 &1，bi，Cl，d_i，Θ]_，f"i，gi，hi，pi，j^，C2? ，?2?f2，g2，h2，p2，j2，k2，根据放电次数与容量衰减率曲线，釆用最小二乘法、插值法、径向基函数法、多元线性回归法中的一种拟合方法，拟合确定。
【文档编号】G01R31/36GK103698710SQ201310683449
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】杨娟, 周向阳, 赵光金, 吴文龙, 邹幽兰, 唐晶晶 申请人:中南大学, 国网河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司