容量衰减模型建立方法、电池循环寿命测试方法及装置与流程

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种容量衰减模型建立方法、电池循环寿命测试方法及装置。

背景技术：

1、目前，随着电池技术的发展，电池已逐渐成为诸如车辆、无人机等用电设备的动力来源。然而，电池的寿命退化存在于电池的整个生命周期中，因此需要对电池的寿命进行评估。通常地，电池的循环寿命测试方法可用于评估电池的使用寿命，但循环寿命测试耗时较长，如何缩短电池的寿命评估周期，提高循环寿命测试效率是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供一种容量衰减模型建立方法、电池循环寿命测试方法及装置，能够解决电池循环寿命测试耗时较长的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种容量衰减模型的建立方法，所述方法包括：

3、在样本电池以第一循环倍率进行循环寿命测试中，将获取的循环圈数及对应的第一容量保持率作为样本对；

4、其中，所述第一循环倍率设置为小于所述样本电池的工作电流对应的放电倍率；

5、利用多个所述样本对建立用于表征在所述第一循环倍率下容量保持率与循环圈数间关系的容量衰减模型；

6、其中，所述容量保持率用于表征电池的当前容量相对于初始容量的保持率。

7、本技术实施例的技术方案中，通过以小于样本电池的工作电流对应的放电倍率的第一循环倍率对样本电池进行循环寿命测试，使得样本电池的副反应在每一圈循环中充分进行，在经过较少循环圈数后表现出明显的寿命衰减。由此，利用在测试中获取的循环圈数及对应的第一容量保持率来建立用于预测电池寿命的容量衰减模型，可以提高循环寿命测试的效率，缩短了寿命评估周期。

8、在一些实施例中，所述利用多个所述样本对建立用于表征在所述第一循环倍率下容量保持率与循环圈数间关系的容量衰减模型，包括：根据多个所述样本对中所述第一容量保持率随所述循环圈数的变化趋势，对所述容量衰减模型的模型参数进行拟合，得到在第一循环倍率下容量保持率关于循环圈数的容量衰减模型。通过从多个样本对中获得第一容量保持率随循环圈数的变化趋势，从而拟合得到容量衰减模型。从容量衰减模型中可以得知容量保持率与循环圈数之间的对应的关系，使得容量衰减模型可以用于后续的循环寿命预测。

9、在一些实施例中，所述根据多个所述样本对中所述第一容量保持率随所述循环圈数的变化趋势，对所述容量衰减模型的模型参数进行拟合，包括：调整所述模型参数，以使所述容量衰减模型满足以所述循环圈数输入时，所述容量衰减模型的输出与对应的第一容量保持率满足预设关系。将样本对中的循环圈数作为容量衰减模型的输入，通过调整模型参数，使得模型的输出与样本对中的第一容量保持率满足预设关系，由此建立的模型符合多个样本对中第一容量保持率随循环圈数的变化趋势，基于此建立的容量衰减模型可用于后续的循环寿命预测。

10、第二方面，本技术实施例提供了一种电池循环寿命测试方法，所述方法包括：

11、在待测电池以第二循环倍率进行循环寿命测试中，获取在各目标循环圈数下对所述待测电池标定的各第二容量保持率；

12、将各所述目标循环圈数分别输入已建立的容量衰减模型，输出在第一循环倍率下的各第三容量保持率；其中，所述容量衰减模型用于表征第一循环倍率下容量保持率与循环圈数间关系；所述容量衰减模型是通过所述第一循环倍率下循环寿命测试建立的，所述第一循环倍率小于电池的工作电流对应的放电倍率；

13、利用各目标循环圈数分别对应的所述第二容量保持率与所述第三容量保持率建立容量保持率模型；其中，所述容量保持率模型用于表征分别在所述第一循环倍率下与在所述第二循环倍率下容量保持率间的关系；

14、利用所述容量保持率模型与所述容量衰减模型预测所述待测电池在所述第二循环倍率下的寿命。

15、本技术实施例的技术方案中，利用电池在不同循环倍率下衰减速率间满足一定关联关系的特性，建立了表征在不同循环倍率下容量保持率间关系的容量保持率模型。如此，对于任意的循环倍率，通过建立在任意的循环倍率与在第一循环倍率下的容量保持率间的关系，即可实现任意循环倍率下的寿命预测。因此在需要预测多种不同循环倍率下的电池寿命时，无需针对每种循环倍率重新建立对应的容量衰减模型，从而大大提高了寿命预测效率。

16、在一些实施例中，所述以第二循环倍率进行循环寿命测试前，所述方法还包括：以所述待测电池的工作电流对应的放电倍率设置所述第二循环倍率。通过参考工作电流对应的放电倍率来设置第二循环倍率，使得待测电池在工作电流对应的放电倍率下进行循环寿命测试。如此，在各目标循环圈数下标定的第二容量保持率能反映出待测电池在真实使用下经历目标循环圈数后真正的容量保持率，使得标定值更具参考意义，提高了后续建立的容量保持率模型的准确性。

17、在一些实施例中，所述获取在各目标循环圈数下对所述待测电池标定的各第二容量保持率，包括：每到达所述目标循环圈数，将所述第二循环倍率调整至第三循环倍率；以所述第三循环倍率对所述待测电池进行充放电时得到的容量保持率为在所述目标循环圈数下标定的第二容量保持率。通过在待测电池以第二循环倍率进行循环寿命测试的过程中，穿插进行第三循环倍率的充放电，从而完成在目标循环圈数下容量保持率的标定，得到第二容量保持率。在第三循环倍率设置为小于第二循环倍率的情况下，能精准地计算出各目标循环圈数下的放电容量损失，从而提高第二容量保持率的准确性。

18、在一些实施例中，在所述将各所述目标循环圈数分别输入已建立的容量衰减模型，输出在第一循环倍率下的各第三容量保持率之前，所述方法还包括：在样本电池以第一循环倍率进行循环寿命测试中，将获取的循环圈数及对应的第一容量保持率作为样本对；其中，所述第一循环倍率设置为小于所述样本电池的工作电流对应的放电倍率；利用多个所述样本对建立用于表征在所述第一循环倍率下容量保持率与循环圈数间关系的容量衰减模型。本实施例实现了利用短期小倍率的测试数据预测出长期的循环寿命，以及实现了电池在不同循环倍率下的寿命预测的同时还提高了寿命预测效率。

19、在一些实施例中，所述样本电池的寿命循环测试与所述待测电池的寿命循环测试按照预设的测试条件进行；所述测试条件包括：预设的测试温度。通过设置样本电池与待测电池在预设的测试温度下进行循环寿命测试，使得样本电池与待测电池在测试过程中容量保持率的差异是因循环倍率不同造成的，从而可以利用测试数据建立不同循环倍率下容量保持率间的关联关系。

20、在一些实施例中，所述利用各目标循环圈数分别对应的所述第二容量保持率与所述第三容量保持率建立容量保持率模型，包括：根据所述第二容量保持率随所述第三容量保持率的变化趋势，对所述容量保持率模型的模型参数进行拟合，得到在所述第二循环倍率下的容量保持率关于在所述第一循环倍率下的容量保持率的容量保持率模型。通过第二容量保持率随第三容量保持率的变化趋势，拟合得到容量保持率模型。从容量保持率模型中可以得知第一循环倍率下与第二循环倍率下容量保持率间的对应关系，从而无需重新建立针对第二循环倍率的容量衰减模型，提高了不同循环倍率下电池寿命预测的效率。

21、在一些实施例中，所述根据所述第二容量保持率随所述第三容量保持率的变化趋势，对所述容量保持率模型的模型参数进行拟合，包括：调整所述模型参数，以使所述容量保持率模型满足以所述第三容量保持率输入时，所述容量保持率模型的输出与对应的第二容量保持率满足预设关系。将在第一循环倍率下的第三容量保持率作为容量保持率模型的输入，通过调整模型参数，使得模型的输出与第二循环倍率下的第二容量保持率满足预设关系，由此建立的模型符合第二容量保持率随第三容量保持率的变化趋势。因此在预测电池在第二循环倍率下的寿命时，无需重新建立针对第二循环倍率的容量衰减模型，提高了不同循环倍率下电池寿命预测的效率。

22、在一些实施例中，所述利用所述容量保持率模型与所述容量衰减模型预测所述待测电池在所述第二循环倍率下的寿命，包括：将指定容量保持率输入所述容量保持率模型，输出第四容量保持率；将所述第四容量保持率输入所述容量衰减模型，输出的第一循环圈数为所述待测电池在第二循环倍率下的循环寿命。通过设定一指定容量保持率，利用容量衰减模型与容量保持率模型即可预测出第一循环圈数，代表了待测电池在第二循环倍率下经过第一循环圈数后衰减至指定容量保持率，实现了对在任意循环倍率下的循环寿命快速预测。

23、在一些实施例中，所述利用所述容量保持率模型与所述容量衰减模型预测所述待测电池在所述第二循环倍率下的寿命，包括：将指定循环圈数输入所述容量衰减模型，输出第五容量保持率；将所述第五容量保持率输入所述容量保持率模型，输出的第六容量保持率为所述待测电池在第二循环倍率下的寿命。通过设定一指定循环圈数，利用容量衰减模型与容量保持率模型即可预测出第六容量保持率，代表了待测电池在第二循环倍率下经过指定循环圈数后衰减至第六容量保持率，实现了对在任意循环倍率下的循环寿命快速预测。

24、第三方面，本技术实施例提供了一种电池循环寿命测试装置，所述装置包括：

25、第一获取模块，用于在待测电池以第二循环倍率进行循环寿命测试中，获取在各目标循环圈数下对所述待测电池标定的各第二容量保持率；

26、第二获取模块，用于将各所述目标循环圈数分别输入已建立的容量衰减模型，输出在第一循环倍率下的各第三容量保持率；其中，所述容量衰减模型用于表征第一循环倍率下容量保持率与循环圈数间关系；所述容量衰减模型是通过所述第一循环倍率下循环寿命测试建立的，所述第一循环倍率小于电池的工作电流对应的放电倍率；

27、建立模块，用于利用各目标循环圈数分别对应的所述第二容量保持率与所述第三容量保持率建立容量保持率模型；其中，所述容量保持率模型用于表征分别在所述第一循环倍率下与在所述第二循环倍率下容量保持率间的关系；

28、预测模块，用于利用所述容量保持率模型与所述容量衰减模型预测所述待测电池在所述第二循环倍率下的寿命。

29、第四方面，本技术实施例提供了一种电池测试系统，所述系统包括：

30、电源，用于向电池提供电能；

31、测量电路，用于测试电池参数；

32、处理器；

33、用于存储处理器可执行指令的存储器；

34、其中，所述处理器调用所述可执行指令时实现第一方面任一所述方法，或者第二方面任一所述方法的操作。

35、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现第一方面任一所述方法，或者第二方面任一所述方法的步骤。