[发明专利]一种锂离子电池的循环寿命预测方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池的循环寿命预测方法，包括以下步骤：建立容量衰减模型；确定实验条件；进行实验；初步确定各模型参数的值；微调各模型参数的值；确定各模型参数的值；预测循环寿命。本发明所提出的容量衰减模型考虑了循环温度及充放电倍率的影响，具有一定的普适性；该容量衰减模型中各参数的含义明确，从该容量衰减模型中容易得到各参数对容量衰减的影响程度；利用该容量衰减模型可预测同类电池在某循环温度及充放电倍率下的循环寿命，为电池到达寿命终点时的更换提供技术支持与理论依据。

技术领域

本发明涉及锂离子电池寿命预测技术领域，具体是一种锂离子电池的循环寿命预测方法。

背景技术

在经济全球化发展和社会节能减排的迫切需求下，世界汽车工业发展的重心正在发生转移。当前，发展具有环保、节能等特点的新能源汽车已经成为汽车领域的共识，而电动汽车正是这一发展方向上的普遍技术。电动汽车是由动力电池提供能量来运行的一种车辆，而动力电池作为电动汽车中的重要部件，其性能的好坏将直接影响到电动汽车的发展和应用前景。

动力电池的寿命是动力电池的重要性能指标之一。动力电池领域中普遍认为当电池容量下降到额定容量的80％后将不能再用在电动汽车上。目前，针对锂离子电池寿命预测的方法大致分为基于模型和基于数据驱动方法。数据驱动法处理数据的工作量巨大，而基于模型法是利用电池进行测试，比较直观。

中国专利申请(申请号201310683449.8)提供了一种电池寿命周期预测方法，建立了电池容量衰减率Q_loss与电池放电次数N间的函数模型：

模型中的系数A及B的含义不够明确。此外，模型不具备普适性。因此，如何精确地估计锂离子电池的寿命，已经成为锂离子电池被广泛推广应用时所急需解决的关键技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池的循环寿命预测方法，以解决上述技术问题。

本发明的技术方案为：

一种锂离子电池的循环寿命预测方法，该方法包括以下步骤：

(1)建立容量衰减模型：

其中，Q_loss表示容量损失率，T表示循环温度，t表示循环天数，T₀表示循环参考温度，z为常数，N表示一天的循环次数，与充放电倍率具有以下关系：

H表示充放电倍率，k为经验值，α、β、β_T均为待求解的模型参数；

(2)确定所述容量衰减模型中各模型参数的值：

(21)确定实验条件：根据待预测锂离子电池的正常充电温度和电解液分解温度确定循环温度范围，在所述循环温度范围内选取多个循环温度，在每个循环温度下选取多个充放电倍率；

(22)进行实验：挑选初始状态基本一致的电池作为实验电池，对实验电池进行定容测试，以确定其1C实际电流值，然后将实验电池放入对其实验设定的恒温箱中设置工步进行充放电循环，定期查看并记录实验数据，待实验电池的初始容量衰减20％后终止实验；

(23)处理实验数据，求出模型参数α、β、β_T的值，得到容量衰减模型；

(3)利用步骤(23)得到的容量衰减模型，对某个循环温度某个充放电倍率状态下的同类待预测锂离子电池的循环寿命进行预测。

所述的锂离子电池的循环寿命预测方法，步骤(21)中，所述充放电倍率选取0.33C、0.5C、1C、1.5C、2C。