一种动力锂电池浮充寿命估算方法及系统与流程

1.本发明涉及储能动力电池技术领域，特别涉及一种动力锂电池浮充寿命估算方法及系统。


背景技术：

2.在储能领域，传统的蓄电池一般采用铅酸电池，铅酸电池具有维护工作量大、寿命时间较短、容量受温度影响较大等缺点。锂电池因具有优良的倍率放电特性，更高的能量密度，更强的温度适应性，成为铅酸电池良好的替代品。
3.目前存储电站蓄电池采用浮充管理，对于实际场景下的动力电池寿命的状态如何，是否有安全风险，需要实时评估电池浮充寿命，目前还没有很好的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种动力锂电池浮充寿命估算方法及系统，旨在实现对实际场景下的动力锂电池的浮充寿命进行估算。
5.为实现以上目的，本发明提供了一种动力锂电池浮充寿命估算方法，包括：
6.获取待测锂电池的浮充信息，所述浮充信息包括待测锂电池在电池浮充过程中温度、倍率、存储天数和循环周数；
7.采用预先构建的电池浮充寿命劣化估算模型对所述浮充信息进行处理，预测所述待测锂电池的浮充寿命。
8.进一步地，所述电池浮充寿命劣化估算模型为：
9.q
loss
＝a1*t
z
a2*n
10.其中，q
loss
为浮充寿命容量衰减率，a1为存储容量衰减系数，a2为循环容量衰减系数，t为锂离子电池浮充过程中的存储天数，n为锂离子电池浮充过程中的每月循环周数，z为常系数，*为乘号。
11.进一步地，所述存储容量衰减系数a1为关于存储温度t1和soc的函数，表示公式如下：a1＝f(t1,soc)；
12.所述循环容量衰减系数a2为关于循环温度t2、放电深度dod％及充放电倍率c的函数，表示公式为：a2＝f(t2，dod％,c)。
13.进一步地，所述电池浮充寿命劣化估算模型的构建过程包括：
14.在不同循环温度及充放电倍率下，对n1个测试锂电池进行加速循环寿命测试，得到不同循环周数对应的容量保持率；
15.在不同存储温度下，对n2个荷电状态为100％的测试锂电池进行存储，得到不同存储天数对应的容量保持率；
16.根据不同循环周数对应的容量保持率和不同存储天数对应的容量保持率，构建所述电池浮充寿命劣化估算模型。
17.进一步地，所述循环温度和所述存储温度均包括25℃，35℃、45℃，55℃；所述充放
电倍率包括0.2c,0.5c,1c。
18.此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种动力锂电池浮充寿命估算系统，包括：
19.浮充信息获取模块，用于获取待测锂电池的浮充信息，所述浮充信息包括待测锂电池在电池浮充过程中温度、倍率、存储天数和循环周数；
20.寿命估算模块，用于采用预先构建的电池浮充寿命劣化估算模型对所述浮充信息进行处理，预测所述待测锂电池的浮充寿命。
21.进一步地，所述电池浮充寿命劣化估算模型为：
22.q
loss
＝a1*t
z
a2*n
23.其中，q
loss
为浮充寿命容量衰减率，a1为存储容量衰减系数，a2为循环容量衰减系数，t为锂离子电池浮充过程中的存储天数，n为锂离子电池浮充过程中的每月循环周数，z为常系数，*为乘号。
24.进一步地，所述存储容量衰减系数a1为关于存储温度t1和soc的函数，表示公式如下：a1＝f(t1,soc)；
25.所述循环容量衰减系数a2为关于循环温度t2、放电深度dod％及充放电倍率c的函数，表示公式为：a2＝f(t2，dod％,c)。
26.进一步地，还包括模型构建模块，包括；
27.第一容量保持率获取单元，用于在不同循环温度及充放电倍率下，对n1个测试锂电池进行加速循环寿命测试，得到不同循环周数对应的容量保持率；
28.第二容量保持率获取单元，用于在不同存储温度下，对n2个荷电状态为100％的测试锂电池进行存储，得到不同存储天数对应的容量保持率；
29.模型构建单元，用于根据不同循环周数对应的容量保持率和不同存储天数对应的容量保持率，构建所述电池浮充寿命劣化估算模型。
30.进一步地，所述循环温度和所述存储温度均包括25℃，35℃、45℃，55℃；所述充放电倍率包括0.2c,0.5c,1c。
31.与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明利用电池浮充寿命劣化估算模型估算实际场景下的动力锂电池的浮充寿命，为电池到达寿命终止时的及时预警提供技术支持与理论依据，有利于提高磷酸铁锂电池浮充的安全性能，且具有普适性和实施性，适于大力推广使用。
附图说明
32.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
33.图1是本发明一种动力锂电池浮充寿命估算方法的流程图；
34.图2是本发明一种动力锂电池浮充寿命估算系统的结构图；
35.图3是本发明一实施例中动力锂电池浮充寿命估算方法的具体实际场景下的估算结果示意图。
具体实施方式
36.为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所
附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
37.如图1所示，本实施例公开了一种动力锂电池浮充寿命估算方法，包括步骤s10至s20：
38.s10：获取待测锂电池的浮充信息，所述浮充信息包括待测锂电池在电池浮充过程中温度、倍率、存储天数和循环周数；
39.s20：采用预先构建的电池浮充寿命劣化估算模型对所述浮充信息进行处理，预测所述待测锂电池的浮充寿命。
40.作为进一步优选的技术方案，所述电池浮充寿命劣化估算模型为：
41.q
loss
＝a1*t
z
a2*n
42.其中，q
loss
为浮充寿命容量衰减率，a1为存储容量衰减系数，a2为循环容量衰减系数，t为锂离子电池浮充过程中的存储天数，n为锂离子电池浮充过程中的每月循环周数，z为常系数，*为乘号。
43.作为进一步优选的技术方案，所述存储容量衰减系数a1为关于存储温度t1和soc的函数，表示公式如下：a1＝f(t1,soc)；
44.所述循环容量衰减系数a2为关于循环温度t2、放电深度dod％及充放电倍率c的函数，表示公式为：a2＝f(t2，dod％,c)。
45.作为进一步优选的技术方案，所述电池浮充寿命劣化估算模型的构建过程包括如下步骤：
46.s1：在不同循环温度及充放电倍率下，对n1个测试锂电池进行加速循环寿命测试，得到不同循环周数对应的容量保持率；
47.需要说明的时，本实施例在不同温度和倍率下对至少三个测试锂电池进行加速寿命测试，得到测试锂离子电池不同循环周数对应的容量保持率的数据。
48.s2：在不同存储温度下，对n2个荷电状态为100％的测试锂电池进行存储，得到不同存储天数对应的容量保持率；
49.需要说明的是，本实施例在不同温度(soc100％)下至少对五个测试锂电池进行存储，得到不同存储天数对应的容量保持率数据。
50.s3：根据不同循环周数对应的容量保持率和不同存储天数对应的容量保持率，构建所述电池浮充寿命劣化估算模型。
51.需要说明的是，在实际应用中，还需根据实测数据对模型的参数进行修正。
52.作为进一步优选的技术方案，所述循环温度和所述存储温度均包括但不限于25℃，35℃、45℃，55℃；所述充放电倍率包括但不限于0.2c,0.5c,1c；所述soc为100％。
53.需要说明的是，在实际应用中，可对实际储能的动力电池浮充使用场景需要进行分解，得到实际场景下的温度，倍率，以及存储过程中的天数和循环周数，代入浮充寿命估算模型预测储能电池在实际场景下的使用寿命，一实施例中动力锂电池浮充寿命估算方法的具体实际场景下的估算结果可参阅图2。
54.如图2所示，本实施例公开了一种动力锂电池浮充寿命估算系统，包括：
55.浮充信息获取模块10，用于获取待测锂电池的浮充信息，所述浮充信息包括待测锂电池在电池浮充过程中温度、倍率、存储天数和循环周数；
56.寿命估算模块20，用于采用预先构建的电池浮充寿命劣化估算模型对所述浮充信
息进行处理，预测所述待测锂电池的浮充寿命。
57.作为进一步优选的技术方案，所述电池浮充寿命劣化估算模型为：
58.q
loss
＝a1*t
z
a2*n
59.其中，q
loss
为浮充寿命容量衰减率，a1为存储容量衰减系数，a2为循环容量衰减系数，t为锂离子电池浮充过程中的存储天数，n为锂离子电池浮充过程中的每月循环周数，z为常系数，由设计决定(例如:阳极和阴极)，*为乘号。
60.作为进一步优选的技术方案，所述存储容量衰减系数a1为关于存储温度t1和soc的函数，表示公式如下：a1＝f(t1,soc)；
61.所述循环容量衰减系数a2为关于循环温度t2、放电深度dod％及充放电倍率c的函数，表示公式为：a2＝f(t2，dod％,c)。
62.作为进一步优选的技术方案，还包括模型构建模块，包括啊；
63.第一容量保持率获取单元，用于在不同循环温度及充放电倍率下，对n1个测试锂电池进行加速循环寿命测试，得到不同循环周数对应的容量保持率；
64.第二容量保持率获取单元，用于在不同存储温度下，对n2个荷电状态为100％的测试锂电池进行存储，得到不同存储天数对应的容量保持率；
65.模型构建单元，用于根据不同循环周数对应的容量保持率和不同存储天数对应的容量保持率，构建所述电池浮充寿命劣化估算模型。
66.需要说明的是，电池浮充寿命劣化估算模型的构建过程为根据电池实际使用场景下一定的实测数据，建立方程组，解方程计算相关常系数，从而得到实际使用场景下的电池浮充寿命劣化估算模型。
67.作为进一步优选的技术方案，所述循环温度和所述存储温度均包括但不限于25℃，35℃、45℃，55℃；所述充放电倍率包括但不限于0.2c,0.5c,1c，所述soc为100％。
68.需要说明的是，在实际应用中，可对实际储能的动力电池浮充使用场景需要进行分解，得到实际场景下的温度，倍率，以及存储过程中的天数和循环周数，代入浮充寿命估算模型预测储能电池在实际场景下的使用寿命。
69.例如：对于a类温度环境：电池工作温度常年≤35℃，一类电网：通信设备交流输入掉电故障月平均＜10小时实际场景下，进行0.2c充放，锂电池的浮充寿命估算步骤如下：
70.(1)在35℃温度、0.2c倍率下，对至少三个测试锂电池进行加速寿命测试,以及在不同温度(soc100％)下至少对五个测试锂电池进行存储，得到不同温度及倍率下的不同循环周数对应的容量保持率数据，以及不同存储天数对应的容量保持率数据，确定存储容量衰减系数a1＝5.78
×
10
‑
6,循环容量衰减系数a2＝6.0
×
10
‑
4。
71.(2)确定动力电池浮充寿命估算模型：
72.q
loss
＝5.78
×
10
‑
6*t
1/2
6.0
×
10
‑
4*n
73.(3)对上述实际场景进行分解如下表1所示：
[0074][0075]
(4)再利用上述动力电池浮充寿命估算模型估算该场景下的寿命，结果如下表2所示：
[0076]
eol(％)80％70％60％50％年限(年)3568
[0077]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。