一種電池壽命快速檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電池壽命檢測技術領域，尤其涉及一種電池壽命快速檢測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電氣化裝置的廣泛應用，電在生產生活以及國防領域廣泛使用，而依賴于電 的生產和生活如果遭遇停電，損失相當巨大，或對于部分用電設備無法直接有線供電，或有 特殊要求，因此電池在生產生活中扮演著越來越重要的作用。
[0003] 電池在使用相當一段時間后，其壽命衰減甚至衰竭。以軍事裝備為例，如果電池在 關鍵時刻無法起到應有的作用，則會對戰斗力產生巨大打擊。因此，如何了解掌握電池狀 態、評判關鍵時候能否滿足使用要求，需要定期或事先進行相關檢測。
[0004] 循環壽命是指在一定使用條件下新電池使用至報廢所經歷的完全充放電循環次 數，剩余循環壽命則是指當前狀態下電池至報廢還剩余的完全充放電循環次數，是衡量電 池性能和健康狀態的的重要指標之一。因此，有必要建立能快速準確預測被測電池的剩余 循環壽命的預測模型，。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明提供了一種電池壽命的快速檢測方法，能夠預測電池的剩余循 環壽命，而且所需時間不長。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：
[0007] -種電池壽命快速檢測方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟一、利用與被測電池相同型號的m塊電池循環進行全充全放試驗，獲得不同 循環次數的全放電電壓曲線；m為正整數；
[0009] 步驟二、對各次循環的全放電電壓曲線進行建模分析，獲得每次全放電電壓曲線 的放電軌道參數K ;
[0010] 步驟三、針對放電電壓曲線選取放電初期一段按已知規律變化的電壓數據，通過 數據擬合估計出每次全放電電壓曲線中規律變化段的曲線模型參數A ;
[0011] 步驟四、建立放電電壓曲線的放電軌道參數K和曲線模型參數A之間的轉換關 系；
[0012] 步驟五、對被測電池，在完全充滿電后進行一次放電試驗，通過規律變化段電壓數 據的數據擬合得到曲線模型參數A n，并利用步驟四建立的轉換關系確定被測電池的放電軌 道參數Kn;
[0013] 步驟六、利用被測電池的放電軌道參數Kn估計出被測電池當前最大可用容量C n;
[0014] 步驟七、將電池當前最大可用容量Cn與電池額定容量Ck相比，獲得當前容量保持 率n n;根據當前容量保持率η n和已知的電池額定循環壽命，估計以循環次數表征的被測 電池的剩余循環壽命。
[0015] 優選地，所述規律變化段選取放電初期的一段線性變化段；則計算曲線模型參數 時采用的數據擬合方式為線性擬合。
[0016] 優選地，步驟二獲取放電軌道參數K時采用式（1)表示的模型：
【主權項】
1. 一種電池壽命快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、利用與被測電池相同型號的m塊電池循環進行全充全放試驗，獲得不同循環 次數的全放電電壓曲線；m為正整數； 步驟二、對各次循環的全放電電壓曲線進行建模分析，獲得每次全放電電壓曲線的放 電軌道參數K; 步驟=、針對放電電壓曲線選取放電初期一段按已知規律變化的電壓數據，通過數據 擬合估計出每次全放電電壓曲線中規律變化段的曲線模型參數A; 步驟四、建立放電電壓曲線的放電軌道參數K和曲線模型參數A之間的轉換關系； 步驟五、對被測電池，在完全充滿電后進行一次放電試驗，通過規律變化段電壓數據的 數據擬合得到曲線模型參數A。，并利用步驟四建立的轉換關系確定被測電池的放電軌道參 數K。； 步驟六、利用被測電池的放電軌道參數K。估計出被測電池當前最大可用容量C。； 步驟^；：、將電池當前最大可用容量C。與電池額定容量CK相比，獲得當前容量保持率 n。;根據當前容量保持率n。和已知的電池額定循環壽命，估計W循環次數表征的被測電 池的剩余循環壽命。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述規律變化段選取放電初期的一段線性 變化段；則計算曲線模型參數時采用的數據擬合方式為線性擬合。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二獲取放電軌道參數K時采用式（1)表 示的模型：
(1) 其中，U為電池端電壓，I為放電電流，VVkg、k繩成了放電軌道參數K，t為放電時 間。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述規律變化段選取放電初期線性變化段； 步驟S和步驟五獲取曲線模型參數時所采用的模型為式（2); U(t) =a-b?I?t(2) 其中，a和b組成了曲線模型參數。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟四建立的放電軌道參數K和曲線模型參 數A之間的關系為： k〇=a ki=c?b+d K=fi(ki) ks二f2化1) 其中，fi(0為參數k2與ki的函數關系，f2(〇為參數ks與ki的函數關系，fi(〇和f2( ?)采用步驟一獲得的全放電電壓曲線通過擬合得到；C和d為預先確定的k2與b所呈 線性關系中的系數，利用步驟二和S獲得的參數K和A擬合得到。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，f1(0和f2(〇采用的擬合模型為；幕律 模型y=陽a。
7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟六估計被測電池當前最大可用容量C。 的方式為：將步驟五獲得的放電軌道參數K。代入全放電電壓曲線模型公式，得到被測電池 當前實際模型，利用當前實際模型求得電壓降到放電截止電壓Ui對應的放電時間ti，該放 電時間ti乘W放電電流即為被測電池的最大可用容量C。。
8. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟六在利用放電時間t1計算最大可用容 量C。時，進一步加入溫度影響系數KT，則最大可用容量化的計算公式為： Cn=IXtiXKt 其中，I為放電電流，Kt為查表確定的當前溫度對應的溫度影響系數。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，預先對同類電池進行全充全放試驗，利用獲 得的全放電電壓曲線獲得規律變化段的截取開始時間和截取長度與檢測精度的對應關系； 則實際檢測時，根據所需精度確定規律變化段的截取開始時間和截取長度。
10. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，預先利用試驗數據建立容量保持率隨循環 次數變化的數學關系： rin=f(n) =no+hXn" 其中，n。為第n次循環后的容量保持率，n為循環次數，na、h和z為模型參數，通過 擬合得到； 則所述步驟走估計電池剩余循環壽命Lr的方式為： Lr=r'(p% )-r'(n") 其中，電池實際容量降至額定容量的p%時對應的循環次數為電池額定循環壽命。
【專利摘要】本發明公開了一種電池壽命快速檢測方法，該方法首先基于部分放電法快速估算電池最大可用容量，然后利用最大可用容量獲得容量保持率，再根據當前容量保持率和已知的電池額定循環壽命估計以循環次數表征的電池剩余循環壽命。可見，本發明選取最大可用容量作為關鍵性能參數，基于性能退化方法對電池最大可用容量進行退化軌道建模，進而實現鉛酸電池剩余循環壽命預測。此外，本發明基于部分放電法快速估算電池最大可用容量，實現對電池剩余循環壽命的快速預測。由于不需要全程放電，測試時間大大縮短，在掌握電池放電規律的前提下精度亦能令人滿意，該方法在軍事、能源、交通等領域具有廣泛的應用價值。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN104793144
【申請號】CN201510148023
【發明人】劉隆波, 黃金娥, 王巖磊, 徐定海, 曹建華
【申請人】中國人民解放軍92537部隊
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月31日