[发明专利]基于多项式拟合和寿命分布的锂离子电池动态可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池的可靠性评估技术领域，具体涉及一种基于多项式拟合和寿命分布的锂离子电池动态可靠性评估方法。

背景技术

随着设备的自动化程度逐渐提高，结构也日趋复杂，当某一个部位出现故障时，很可能会给其他部位、甚至整个机组带来影响，不仅可能会造成巨大的经济损失，甚至有可能危及人身安全。为了尽量减少或者避免这类重大事故的发生，一方面，不断提高产品质量及可靠性是一种很好的解决办法，这也是产品设计者应该不断追求的目标；另一方面，准确的进行故障诊断，提前发现隐含的故障位置、类型、状态，并根据历史数据预测可能的发展情况，尽可能在造成故障影响之前采取合理措施。机器设备维修作为一种有效的方式，在一定程度上可以保证机器设备具有持续的高可靠性。但这种单纯依靠维修方式来提高设备的可靠性，在实际中常常会面临好设备误修、坏设备漏修、影响原装备寿命等情况的出现，也会增加维修成本。因此如何对设备当前的可靠度进行评估，间接地知道设备的剩余寿命，已成为目前设备状态监测的研究热点之一。

目前，由于存在技术上的问题，动态可靠性评估还没有在工程系统得到广泛应用。首先，传统的可靠性评估技术研究通常以一类产品为对象，通过对产品样本做统计分析来推断产品总体的寿命，而无法实现单个特定的设备或系统的可靠性评估；其次，现有方法都是利用同一工况下的性能退化数据进行评估，而没有考虑到实际运行中工况很难保持唯一，而且这种同一工况的处理方法大大降低了对加速退化实验数据的利用；现阶段的评估方法也没有考虑到设备运行时实时监测的性能退化量变化对单个设备实时可靠性的影响。因此从理论上来说考虑工况变化的动态可靠性评估是实现寿命预测技术工程化的一种有效的方案。

目前，国内外在此领域的研究尚处在起步阶段，还有许多实际应用问题亟待解决。因此，开展变工况下实时寿命评估技术相关问题研究是完全必要的，在此方面的任何理论和方法上的成果都具有很好的理论和实际应用意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决在锂离子电池进行动态可靠性评估时，现有方法评估效果差且依赖于历史数据的问题，提出一种基于多项式拟合和寿命分布的锂离子电池动态可靠性评估方法。

本发明是一种基于多项式拟合和寿命分布的锂离子电池动态可靠性评估方法，具体包括以下步骤：

步骤一、获取工况折合因子，得到工况折合因子关于虚拟失效阈值的函数关系；

步骤二、产品标准退化轨迹拟合，利用多个全寿命退化样本的性能退化量数据，采用多项式拟合的方法拟合得到产品的标准退化轨迹；

步骤三、状态偏移量获取，利用步骤二得到的标准退化轨迹和实时监测得到的性能退化数据，获取产品当前时刻的状态偏移量；

步骤四、状态偏移量归一化，选择指数归一化函数，根据同类产品在各时刻的可靠度和状态偏移量，确定归一化函数中的参数c的取值，根据得到的归一化函数，将状态偏移量归一化，得到状态偏移度；

步骤五、动态可靠性评估，根据产品的总体初始失效分布函数，可得到产品各时刻的总体可靠度。利用步骤三得到的状态偏移度对总体可靠度进行修正，最终得到产品各时刻的动态实时可靠度。

本发明的优点与积极效果在于：

（1）充分利用了同类产品信息和待评估产品的实时监测信息，实现了对锂离子电池进行动态可靠性评估，评估效果显著；

（2）借鉴了加速寿命试验的相关概念和方法，提出了一种新的工况因子计算方法；

（3）不需要对性能退化量的分布进行假设，有较广泛的适用性；

（4）与现有的可靠性评估方法相比，本发明方法显著提高了通用性和精度。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的紧缩失效阈值；

图3是本发明的性能退化数据进行归一化流程图；

图4是本发明的实时可靠性评估流程。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种基于多项式拟合和寿命分布的锂离子电池动态可靠性评估方法，总体流程图如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤一、获取工况折合因子，得到工况折合因子关于虚拟失效阈值的函数关系；