1.本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种电池寿命模型参数拟合方法。
背景技术：2.随着电动汽车市场日益加大，保有量爆发式增长，涉及到动力电池三包、保修和质保直接相关的指标，电池健康状态(soh)愈发重要，能否快速准确的预测动力电池的电池健康状态显得尤为关键，而电池寿命预测模型就是为这一问题提供解决方案。
3.目前，电池寿命预测模型分为电池容量衰减率预测模型和电池内阻增加率预测模型，其规律是电池健康状态越差，电池容量相对初始降低越多或者电池内阻相对初始增加越多，而电池容量衰减率是目前主流的电池健康状态判断凭据，因此电池容量衰减率预测模型是主流预测模型。
4.电池容量衰减率的方程包含两个方面的内容：
5.①
、日历容量衰减率电池在静置过程中的容量衰减率方程
[0006][0007]
②
、循环容量衰减率电池在充电、放电过程中的容量衰减率方程
[0008][0009]
其中：表示日历电池容量衰减率；
[0010]
t表示电池温度；
[0011]
t表示电池静置的天数；
[0012]
表示电池充放电容量衰减率；
[0013]
n表示电池的充放电次数；
[0014]kcal
、k
cyc
为修正系数；
[0015]
ea
cal
、ea
cyc
为温度相关系数；
[0016]zcal
、z
cyc
为无量纲常数；
[0017]
为求得系数k
cal
、ea
cal
、z
cal
、k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
，目前一般采用不同温度下电池静置和电池充放电的电池容量衰减测试完成，其中，电池静置的测试数据是电池静置的天数与电池容量的数据，电池充放电是电池充放电次数与电池容量的数据。但目前采用不同温度下电池静置和电池充放电的电池容量衰减测试的方法不能根据不同的需求保证拟合数据的偏向性，使得电池寿命模型拟合的参数偏离测试数据。
技术实现要素：[0018]
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电池寿命模型参数拟合方法，能够对日历容量衰减率和循环容量衰减率中的系数k
cal
、ea
cal
、z
cal
、k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
快速求解，根据不同的需求保证拟合数据的偏向性，使得电池寿命模型拟合的参数更贴近测试数据。
[0019]
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0020]
一种电池寿命模型参数拟合方法，基于电芯静置和充放电的测试数据，对数据进行转换、筛除；采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解，获得对应的电池寿命模型参数。
[0021]
进一步，所述电池寿命模型参数拟合方法具体包括以下步骤，
[0022]
s1、将日历容量衰减率和循环容量衰减率的非线性参数拟合方程转换为线性参数拟合方程，转换得和其中：表示日历电池容量衰减率，表示电池充放电容量衰减率；
[0023]
s2、根据电池单体电池静置和充放电的电池容量衰减测试数据，将数据分成两组数据和其中：t表示电池温度，t表示电池静置的天数，n表示电池的充放电次数；
[0024]
s3、将两组数据的两个值取对数，作为参数求解的数组；
[0025]
s4、去除求解的参数数组中的不合理值；
[0026]
s5、采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解。
[0027]
进一步，所述步骤s1中，通过日历容量衰减率方程和循环容量衰减率方程两边取对数，对日历容量衰减率和循环容量衰减率的方程进行转换。
[0028]
进一步，所述步骤s1中，日历容量衰减的方程转换具体为：
[0029][0030]
其中：t表示电池温度，t表示电池静置的天数。
[0031]
进一步，所述步骤s1中，循环容量衰减的方程转换具体为：
[0032][0033]
其中：t表示电池温度，n表示电池的充放电次数。
[0034]
进一步，所述步骤s3中，两组数据的两个值取对数分别为和
[0035]
进一步，所述步骤s4中，参数求解时，在误差绝对值和最小基础上引入加权系数k，将重要的拟合点予以区别。
[0036]
进一步，所述步骤s4中的具体方程为：求解出a，b，c，使得f(a，b，c)的值最小，然后将求解出的a，b，c反代入方程中，求得对应k
cal
、ea
cal
、z
cal
、k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
的值。
[0037]
本发明的一种电池寿命模型参数拟合方法，具有如下优点：
[0038]
本发明的电池寿命模型参数拟合方法是基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行求解，且基于电芯静置和充放电的测试数据，先对数据进行变换，去除不合理的数据，然后再根据本发明的引入加权系数的参数求解方法，求出对应的系数；本发明的方法能够将重点的拟合点予以区别，根据不同的需求可以保证拟合数据的偏向性，而不是将所有的数据进行同等对待，使得电池寿命模型拟合的参数更贴近测试数据。
附图说明
[0039]
图1为本发明所述的电池静置容量衰减率图；
[0040]
图2为本发明所述的电池充放电循环容量衰减率图；
[0041]
图3为本发明电池寿命模型参数拟合方法，拟合曲面与变换数组的对比图；
[0042]
图4为本发明的参数拟合方法中，拟合的曲线与实测数据的对比图。
具体实施方式
[0043]
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
[0044]
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制，为了更好地说明本发明的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0045]
本发明实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义。
[0046]
本实施例采用了重庆长安新能源汽车科技有限公司实际量产车辆的动力电池的电芯在不同温度下电池静置和电池充放电的电池容量衰减测试数据，再结合本发明的方法，求解出结果。
[0047]
为了更好地发明本发明的技术内容，首先对本发明所应用的理论进行说明。本发明所涉及的方法是基于寿命衰减率方程和不同温度电池静置容量衰减(如图1所示)及不同温度电池充放电容量衰减(如图2所示)的测试数据，首先将寿命衰减率方程进行对数变换，然后将测试数据进行相应的对数变换，去除不合理的值，进而通过误差绝对值之加权和最小来求解出相应的参数值，最后进行拟合的曲线与实测数据进行对比。
[0048]
本实施例采用的寿命衰减率方程为：
[0049]
①
、日历容量衰减率
[0050]
②
、循环容量衰减率
[0051]
其中：表示日历电油容量衰减率；
[0052]
t表示电池温度；
[0053]
t表示电池静置的天数；
[0054]
表示电池充放电容量衰减率；
[0055]
n表示电池的充放电次数；
[0056]kcal
、k
cyc
为修正系数；
[0057]
ea
cal
、ea
cyc
为温度相关系数；
[0058]zcal
、z
cyc
为无量纲常数；
[0059]
首先以循环容量衰减方程为例，求得k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
值的步骤如下：
[0060]
a1、容量衰减率的方程转换：
[0061]
将循环容量衰减率方程两边取对数，非线性参数拟合方程转换成线性参数拟合方程，
[0062]
循环容量衰减：
[0063]
最终方程型式：
[0064]
其中：x表示t+273.15；
[0065]
y表示ln(n)；
[0066]
a表示ln(k
cyc
)；
[0067]
b表示-ea
cyc
；
[0068]
c表示z
cyc
；
[0069]
a2、数据处理：
[0070]
根据电池单体电池充放电的电池容量衰减测试数据，先将数据组合成n从小到大排列，t从小到大排列，从小到大排列；然后将n和取对数，将数组转换为最后去除数组中不合理的值。
[0071]
a3、参数求解：
[0072]
参数求解过程采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解，其数学原理是在误差绝对值和最小基础上引入加权系数k，将重要的拟合区域予以区别开来，其方程如下：
[0073][0074]
求解出米a，b，c，使得f(a，b，c)的值最小。具拟合曲面与变换致组的对比图(如图3所示)
[0075]
然后将求解出来的a，b，c反代入方程中求得对应k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
的值：
[0076]kcyc
＝exp(a)
[0077]
za
cyc
＝-b
[0078]
a4、对比验证；
[0079]
将求解出来的k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
代入相应的方程中，汇出相应的曲线与测试数据进行对比，结果如图4所示，从图4的结果可以看出，本发明的方法能够将重点的拟合点予以区别，根据不同的需求可以保证拟合数据的偏向性，而不是将所有的数据进行同等对待，使得拟合的参数更贴近测试数据。
[0080]
再以日历容量衰减方程为例，求得k
cal
、ea
cal
、z
cal
的值。
[0081]
日历容量衰减方程的参数求解与循环容量衰减方程步骤一致，具体包括以下步骤：
[0082]
a1、容量衰减率的方程转换：
[0083]
将日历容量衰减率方程两边取对数，非线性参数拟合方程转换成线性参数拟合方
程，
[0084]
循环容量衰减：
[0085]
最终方程型式：
[0086]
其中：x表示t+273.15；
[0087]
y表示ln(t)；
[0088]
a表示ln(k
cal
)；
[0089]
b表示-ea
cal
；
[0090]
c表示z
cal
；
[0091]
a2、数据处理：
[0092]
根据电池单体电池静置的电池容量衰减测试数据，先将数据组合成t从小到大排列，t从小到到排列，从小到到排列；然后将t和取对数，将数组转换为最后去除数组中不合理的值。
[0093]
a3、参数求解：
[0094]
参数求解过程采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解，其数学原理是在误差绝对值和最小基础上引入加权系数k，将重要的拟合区域予以区别开来，其方程如下：
[0095][0096]
求解出来a，b，c，使得f(a，b，c)的值最小。
[0097]
然后将求解出来的a，b，c反代入方程中求得对应k
cal
、ea
cal
、z
cal
的值：
[0098]kcal
＝exp(a)
[0099]
za
cal
＝-b
[0100]
a4、对比验证；
[0101]
将求解出来的k
cal
、ea
cal
和z
cal
代入相应的方程中，汇出相应的曲线与测试数据进行对比。
[0102]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
技术特征：1.一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：基于电芯静置和充放电的测试数据，对数据进行转换、筛除；采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解，获得对应的电池寿命模型参数。2.根据权利要求1所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：具体包括以下步骤，s1、将日历容量衰减率和循环容量衰减率的非线性参数拟合方程转换为线性参数拟合方程，转换得和其中：表示日历电池容量衰减率，表示电池充放电容量衰减率；s2、根据电池单体电池静置和充放电的电池容量衰减测试数据，将数据分成两组数据和其中：t表示电池温度，t表示电池静置的天数，n表示电池的充放电次数；s3、将两组数据的两个值取对数，作为参数求解的数组；s4、去除求解的参数数组中的不合理值；s5、采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解。3.根据权利要求2所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s1中，通过日历容量衰减率方程和循环容量衰减率方程两边取对数，对日历容量衰减率和循环容量衰减率的方程进行转换。4.根据权利要求3所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s1中，日历容量衰减的方程转换具体为：其中：t表示电池温度，t表示电池静置的天数。5.根据权利要求3所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s1中，循环容量衰减的方程转换具体为：其中：t表示电池温度，n表示电池的充放电次数。6.根据权利要求2所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s3中，两组数据的两个值取对数分别为和7.根据权利要求2所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s4中，在参数求解时，在误差绝对值和最小基础上引入加权系数k，将重要的拟合点予以区别。8.根据权利要求7所述的一种电池寿命模型参数拟合方法，其特征在于：所述步骤s4中的具体方程为：求解出a,b,c，使得f(a,b,c)的值最小，然后将求解出的a,b,c反代入方程中，求得对应k
cal
、ea
cal
、z
cal
、k
cyc
、ea
cyc
和z
cyc
的值。
技术总结本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池寿命模型参数拟合方法，将日历容量衰减率和循环容量衰减率的非线性参数拟合方程转换为线性参数拟合方程；根据电池单体电池静置和充放电的电池容量衰减测试数据，将数据分成两组数据；将两组数据的两个值取对数，作为参数求解的数组；去除求解的参数数组中的不合理值；采用基于误差绝对值之加权和最小的组合方程进行参数求解。本发明能够对K
技术研发人员：邓星 王涛 余小东
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
