一种铝空气电池负极寿命评估系统和方法

1.本发明公开一种电池负极寿命的评估系统和方法，具体地说是铝空气电池负极寿命评估的系统和方法，属于电池技术领域。


背景技术：

2.铝是地壳中含量最丰富的金属元素，价格低廉，环保安全、比能量高、储存寿命长，是一种理想的负极材料。铝空气电池是现阶段研究比较广泛的一种金属空气电池。铝空电池由于其制作成本低、环保无毒、能量密度高、储运便捷安全，成为了理想的储能设备和动力来源。
3.现有技术中的铝空气电池是以铝或铝合金为负极，以空气中的氧为正极，在电解液和催化剂共同作用下发生电化学反应，形成电流而发电。铝空气电池应用于电动汽车、水下航行器等长时间续航供电领域相比于铅蓄电池、锂电池等有明显的成本和续航优势。铝空气电池在便携式电源、电子设备等小功率供电领域相比于锂电池等有较高的安全性和可持续优势。同时铝空气电池在ups方面的应用较于铅酸蓄电池也有巨大的优势，例如保存条件、储存寿命等。
4.铝空气电池寿命评估仍存在一些技术瓶颈。一方面，铝单质暴露在空气中，表面会迅速形成氧化膜，导致铝片利用率下降，随着电池停止和启动的次数增多而增多。另一方面，铝作为两性金属，在碱性电解质环境下会出现严重的析氢腐蚀，降低铝片利用率，并随电池的启动时间而持续发生。此外，电解液反应温度、电池清洗液、电池单体所在系列位置、电池负极微孔数量及大小、电池清洁情况、电池工作环境等各种因素都是影响铝空气电池寿命的重要因素，因为评估铝空气电池负极寿命成为一个重要的技术瓶颈。


技术实现要素：

5.针对上述不足，本发明的目的是提供一种铝空气电池负极寿命评估系统，以及方法，以解决现有技术中铝空气电池寿命评估困难的问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用了下述第一个技术方案：
7.一种铝空气电池寿命评估系统，包括铝空气电池组，所述的铝空气电池组分别与多个传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪连接，传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪均与数据采集器连接，所述的数据采集器与本地计算器连接，计算器与云服务器连接；
8.所述的云服务器内设定有用来预测铝空气电池寿命的算法和数据。
9.进一步的，上述的铝空气电池寿命评估系统，所述的传感器包括温度传感器、ph值传感器。
10.进一步的，上述的铝空气电池寿命评估系统，所述的算法是利用计算器和云服务器的数据库建立的线性回归算法。
11.进一步的，上述的铝空气电池寿命评估系统，所述的线性回归算法是将测定的溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间的系数定义为
w1,w2,w3....wn,将影响测定的溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间参数定义为x1,x2,x3...xn，则预测结果为y'＝w1*x1 w2*x2 w3*x3.... wn*xn b；
12.其中，y’为预测结果，b为偏移项；
13.损失函数为即损失函数为：
[0014][0015]
本发明提供的第二个技术方案是这样的：
[0016]
一种铝空气电池负极寿命评估方法，采用上述的系统，利用线性回归算法计算和云服务器的数据预测电池寿命，并且每次电池本身寿命结束，多功能传感器将测得的数据传送至本地计算器和云服务器中，通过云服务器设定的算法来预测铝空气电池的寿命。
[0017]
与现有技术相比，本发明提供了系统可以实时监控铝空气电池负极寿命情况，使电池可以稳定长期的工作，以免发生部分电池负极寿命结束导致电池断路无法正常工作。
附图说明
[0018]
图1为本发明提供的铝空气电池寿命评估系统结构示意图。
具体实施方式
[0019]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0020]
实施例1
[0021]
一种铝空气电池寿命评估系统，如图1所示，包括铝空气电池组，所述的铝空气电池组分别与温度传感器、ph值传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪连接；温度传感器、ph值传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪均与数据采集器连接，所述的数据采集器与本地计算器连接，计算器与云服务器连接；
[0022]
所述的云服务器内设定有用来预测铝空气电池寿命的算法和数据。
[0023]
其为算法主要以线性回归为主；具体地说，将若干影响参数(溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间等。)的系数定义为w1,w2,w3....wn,将若干影响参数定义(溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间等。)为x1,x2,x3...xn，则预测结果为y'＝w1*x1 w2*x2 w3*x3.... wn*xn b(其中，y’为预测结果，b为偏移项)。损失函数为即损失函数为：函数为：目标即需要得到y
损失
的最小值。
[0024]
数据采集器将温度传感器、ph值传感器、电压表、电流表、电容电感测得的数据同时传到本地计算器和云服务器中。需要说明的是，计算器(本地)记录数据是为了数据备份。
[0025]
由于云服务器内已经设有算法和数据，计算器由已经定好的算法来预测铝空气电池的寿命。
[0026]
每次电池本身寿命结束，数据采集器将温度传感器、ph值传感器、电压表、电流表、
电容电感通过数据采集器与计算器将实际数据传送至云服务器中，让云服务器进行自学习。需要说明的是寿命预测是由算法和数据共同构成的，每一次电池寿命结束，就会上传数据，建立起相应的线性回归模型。并将铝空气电池实际数据上传至云服务器中，作为进一步优化数据的数据来源。使数据进一步丰富更贴近实际情况，让下次结果预测更加准确。


技术特征：
1.一种铝空气电池寿命评估系统，其特征在于，包括铝空气电池组，所述的铝空气电池组分别与多个传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪连接，传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪均与数据采集器连接，所述的数据采集器与本地计算器连接，计算器与云服务器连接；所述的云服务器内设定有用来预测铝空气电池寿命的算法和数据。2.根据权利要求1所述的铝空气电池寿命评估系统，其特征在于，所述的传感器包括温度传感器、ph值传感器。3.根据权利要求1所述的铝空气电池寿命评估系统，其特征在于，所述的算法是利用计算器和云服务器的数据库建立的线性回归算法。4.根据权利要求1所述的铝空气电池寿命评估系统，其特征在于，所述的线性回归算法是将测定的溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间的系数定义为w1,w2,w3....wn,将影响测定的溶液温度、ph值、电池放电功率、放电时间、电池启动次数、电池空置次数及时间参数定义为x1,x2,x3...xn，则预测结果为y'＝w1*x1 w2*x2 w3*x3.... wn*xn b；其中，y’为预测结果，b为偏移项；损失函数为即损失函数为：5.一种铝空气电池负极寿命评估方法，其特征在于，采用权利要求1所述的系统，利用权利要求4中的算法计算和云服务器的数据预测电池寿命，并且每次电池本身寿命结束，多功能传感器将测得的数据传送至本地计算器和云服务器中，通过云服务器设定的算法来预测铝空气电池的寿命。

技术总结
本发明公开了一种铝空气电池寿命评估系统和方法，旨在提供一种铝空气电池负极寿命评估系统以及方法，以解决现有技术中铝空气电池寿命评估困难的问题；包括铝空气电池组，所述的铝空气电池组分别与多个传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪连接，传感器、电压表、电流表、电容电感测试仪均与数据采集器连接，所述的数据采集器与本地计算器连接，计算器与云服务器连接；所述的云服务器内设定有用来预测铝空气电池寿命的算法和数据；属于电池技术领域。域。域。


技术研发人员：郑大伟 刘富德 钟建业 冯珊 熊汉琴
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/4/8