一种锂离子电池等效循环寿命计算方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，该方法通过统计锂离子电池在不同的实验条件下的理论循环次数、在实际工作中的实际电参数及源数据二维数组中的循环的出现次数，计算所述锂离子电池的寿命损耗与等效循环寿命。该方法将锂离子电池的使用寿命量化，并且直观地将锂离子电池在实际工作中运行复杂工况时的使用寿命等效为现行标准规定的循环寿命；该方法简单且可靠，同时避免了较大误差的产生，便于实现计算锂离子电池状态的在线检测和实时监控；满足了锂离子电池的实际运行需求，保证了锂离子电池在实际应用中的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池储能
，具体涉及一种锂离子电池等效循环寿命计算方法。
技术介绍
锂离子电池的性能会随着使用出现不同程度的下降趋势，这是一个缓慢、不可逆的变化过程。使用寿命是锂离子电池的一个重要性能参数。现行相关标准通常以全寿命周期循环次数的形式规定锂离子电池的使用寿命，但实际运行中的工作条件与标准的充放电循环试验差别很大，环境条件、工作倍率、充放电深度等常出现波动，因此在实际运行中无法直接以循环次数衡量锂离子电池的使用寿命。现有方法利用一些复杂的数学模型如电化学模型、经验模型、等效电路模型等尝试利用锂离子电池的某些状态参数计算其健康状态，已达到量化锂离子电池的使用寿命的目的。但利用上述复杂模型量化锂离子电池的使用寿命实施困难，进行简化后又会产生较大误差，因此无法满足实际运行的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，该方法将锂离子电池的使用寿命量化，并且直观地将锂离子电池在实际工作中运行复杂工况时的使用寿命等效为现行标准规定的循环寿命。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，所述方法包括如下步骤：步骤1.测量并记录不同的实验条件下的锂离子电池的理论循环次数，其中，所述实验条件包括实验的环境温度、所述锂离子电池的实验工作倍率及其实验电参数，所述实验电参数为实验SOC值或实验电压值；步骤2.以相同的时间间隔记录时间段内所述锂离子电池的在实际工作中的实际电参数，并将所述实际电参数的极值点与其对应的时间节点保存为源数据二维数组；其中，所述实际电参数为实际SOC值或实际电压值，所述时间节点最少为三个；步骤3.统计所述源数据二维数组中的每一种循环的出现次数，其中，所述循环由相邻的三个所述极值点组成；步骤4.根据所述锂离子电池的实际工作倍率及全部的所述循环的出现次数，计算所述锂离子电池的寿命损耗；步骤5.根据所述实际工作倍率及所述实际电参数，查找所述实验测得的对应的所述理论循环次数；并根据所述理论循环次数和所述寿命损耗，计算得到所述锂离子电池的等效循环寿命。优选的，所述步骤1，包括：1-1.给定一个实验的环境温度，并将所述锂离子电池的容量下降到限定值，其中，所述限定值低于所述锂离子电池的初始容量；1-2.在所述环境温度下，根据实验要求，改变所述锂离子电池的实验工作倍率及实验电参数，测量并记录每一数值变化时的所述锂离子电池的理论循环次数；其中，所述实验电参数为实验SOC值或实验电压值；1-3.改变所述环境温度及所述限定值，重复步骤1-2，直到完成实验要求的全部的实验条件的测量；1-4.将不同的实验条件下的所述锂离子电池的理论循环次数制成数据表。优选的，所述步骤2中所述极值点的判定方法为：从记录的所述实际电参数中的第二个值开始依次判定；其中，所述实际电参数为实际SOC值或实际电压值；若当前的所述实际电参数均大于其相邻的2个值，则该实际电参数为所述极值点中的极大值点，保留该所述实际电参数；若当前的所述实际电参数均小于其相邻的2个值，则该实际电参数为所述极值点中的极小值点，保留该所述实际电参数；若当前的所述实际电参数的大小处于其相邻的2个值之间，则该实际电参数不为极值点，删除该所述实际电参数。优选的，在所述步骤3之前，包括：将所述源数据二维数组制成源数据表，从所述源数据表中的前三个所述极值点开始依次判定当前相邻的三个极值点所属的循环的类型，直到完成所述源数据表中的全部的极值点所属的循环类型的判定。优选的，所述当前相邻的三个极值点所属的循环类型的判定方法为：当前相邻的三个所述极值点依次为X'n-1、X'n和X'n+1；若X'n-1＝X'n+1，则判定三个所述极值点构成一个X'n-1～X'n～X'n-1的循环；并继续判定下三个相邻的所述极值点所属的循环类型；若X'n-1>X'n+1且X'n为极大值或若X'n-1<X'n+1且X'n为极小值时，此三点即构成一个X'n-1～X'n～X'n-1的循环加半个X'n-1～X'n+1～X'n-1的循环；则判定该三点属于X'n-1～X'n～X'n-1的循环，并将所述半个X'n-1～X'n+1～X'n-1的循环与下一个相邻的极值点组合继续判定，即继续判定X'n-1、X'n+1与X'n+2的循环类型；若X'n-1>X'n+1且X'n为极小值或X'n-1<X'n+1且X'n为极大值时，此三点即构成一个X'n+1～X'n～X'n+1的循环加半个X'n-1～X'n+1～X'n-1的循环；则判定该三点属于X'n+1～X'n～X'n+1的循环，并将所述半个X'n-1～X'n+1～X'n-1的循环与下一个相邻的极值点组合继续判定，即继续判定X'n-1、X'n+1与X'n+2的循环类型。优选的，所述步骤4，包括：4-1.根据所述源数据表中的所述时间节点间的间隔计算得到所述锂离子电池的实际工作倍率；4-2.将所述实际工作倍率及全部的所述循环的出现次数代入下式中，计算得出所述锂离子电池的寿命损耗Loss：Loss=Σn(Cj,Xk)N(Cj,Xk);]]>式中，k＝1…m；m为循环类型的总数；Cj为锂离子电池的实际工作倍率；Xk为实际电参数；n(Cj，Xk)指的是工作倍率为Cj，实际电参数为Xk时的循环的出现次数；N(Cj，Xk)指的是数据表中电池在工作倍率为Cj，实际电参数为Xk下所完成的循环次数。优选的，所述步骤5，包括：5-1.在所述数据表中查找与所述实际工作倍率相同的所述实验工作倍率，并找出所述实验工作倍率对应的所述理论循环次数的值集；5-2.在所述值集中查找与所述实际电参数的相同的所述实验电参数，并找出该实验电参数对应的所述理论循环次数的值；若在所述值集中没有与所述实际电参数相同的所述实验电参数；则将所述实际电参数四舍五入后重新查找；5-3.将查找到的所述理论循环次数的值和所述寿命损耗值相乘，计算得到所述锂离子电池的等效循环寿命。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，该方法通过统计锂离子电池在不同的实验条件下的理论循环次数、在实际工作中的实际电参数及源数据二维数组中的循环的出现次数，计算所述锂离子电池的寿命损耗与等效循环寿命。该方法将锂离子电池的使用寿命量化，并且直观地将锂离子电池在实际工作中运行复杂工况时的使用寿命等效为现行标准规定的循环寿命；该方法简单且可靠，同时避免了较大误差的产生，便于实现计算锂离子电池状态的在线检测和实时监控；满足了锂离子电池的实际运行需求，保证了锂离子电池在实际应用中的稳定性与可靠性。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术提供的技术方案中，通过记录时间段内所述锂离子电池的在实际工作中的实际电参数与统计所述源数据二维数组中的每一种循环的出现次数；将锂离子电池的使用寿命量化，并且直观地将锂离子电池在实际工作中运行复杂工况时的使用寿命等效为现行标准规定的循环寿命；该方法简单且可靠，同时避免了较大误差的产生，便于实现计算锂离子电池状态的在线检测和实时监控；满足了锂离子电池的实际运行需求。2、本专利技术提供的技术方案中，通过根据所述实际工作倍率及所述实际电参数，查找所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.测量并记录不同的实验条件下的锂离子电池的理论循环次数，其中，所述实验条件包括实验的环境温度、所述锂离子电池的实验工作倍率及其实验电参数，所述实验电参数为实验SOC值或实验电压值；步骤2.以相同的时间间隔记录时间段内所述锂离子电池的在实际工作中的实际电参数，并将所述实际电参数的极值点与其对应的时间节点保存为源数据二维数组；其中，所述实际电参数为实际SOC值或实际电压值，所述时间节点最少为三个；步骤3.统计所述源数据二维数组中的每一种循环的出现次数，其中，所述循环由相邻的三个所述极值点组成；步骤4.根据所述锂离子电池的实际工作倍率及全部的所述循环的出现次数，计算所述锂离子电池的寿命损耗；步骤5.根据所述实际工作倍率及所述实际电参数，查找所述实验测得的对应的所述理论循环次数；并根据所述理论循环次数和所述寿命损耗，计算得到所述锂离子电池的等效循环寿命。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池等效循环寿命计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.测量并记录不同的实验条件下的锂离子电池的理论循环次数，其中，所述实验条件包括实验的环境温度、所述锂离子电池的实验工作倍率及其实验电参数，所述实验电参数为实验SOC值或实验电压值；步骤2.以相同的时间间隔记录时间段内所述锂离子电池的在实际工作中的实际电参数，并将所述实际电参数的极值点与其对应的时间节点保存为源数据二维数组；其中，所述实际电参数为实际SOC值或实际电压值，所述时间节点最少为三个；步骤3.统计所述源数据二维数组中的每一种循环的出现次数，其中，所述循环由相邻的三个所述极值点组成；步骤4.根据所述锂离子电池的实际工作倍率及全部的所述循环的出现次数，计算所述锂离子电池的寿命损耗；步骤5.根据所述实际工作倍率及所述实际电参数，查找所述实验测得的对应的所述理论循环次数；并根据所述理论循环次数和所述寿命损耗，计算得到所述锂离子电池的等效循环寿命。2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤1，包括：1-1.给定一个实验的环境温度，并将所述锂离子电池的容量下降到限定值，其中，所述限定值低于所述锂离子电池的初始容量；1-2.在所述环境温度下，根据实验要求，改变所述锂离子电池的实验工作倍率及实验电参数，测量并记录每一数值变化时的所述锂离子电池的理论循环次数；其中，所述实验电参数为实验SOC值或实验电压值；1-3.改变所述环境温度及所述限定值，重复步骤1-2，直到完成实验要求的全部的实验条件的测量；1-4.将不同的实验条件下的所述锂离子电池的理论循环次数制成数据表。3.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤2中，所述极值点的判定方法为：从记录的所述实际电参数中的第二个值开始依次判定；其中，所述实际电参数为实际SOC值或实际电压值；若当前的所述实际电参数均大于其相邻的2个值，则该实际电参数为所述极值点中的极大值点，保留该所述实际电参数；若当前的所述实际电参数均小于其相邻的2个值，则该实际电参数为所述极值点中的极小值点，保留该所述实际电参数；若当前的所述实际电参数的大小处于其相邻的2个值之间，则该实际电参数不为极值点，删除该所述实际电参数。4.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于，在所述步骤3之前，包括：将所述源数据二维数组制成源数据表，从所述源数据表中的前三个所述极值点开始依次判定当前相邻的三个极值点所属的循环的类型，直到完成所述源数据表中的全部的极值点所属的循环类型的判定。5.如权利要求4所述的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大贺，杨凯，高飞，刘皓，赵录兴，王丽娜，胡晨，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网河北省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11