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1. CN103176136 - Device for estimating a lifetime of a secondary battery and method thereof

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ ZH ]

权利要求书

1.一种用于估计电池的寿命的装置,所述装置包括:
输入单元,被配置为接收所述电池的第一电池寿命测试数据和第二电池寿命测试数据,所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据对应于不同的条件;以及
处理器,与所述输入单元操作地结合,所述处理器被配置为由所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据确定一个或多个参数,根据所述一个或多个参数来确定使所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据相关的加快因子,并根据所述加快因子和所述第二电池寿命测试数据来预测所述电池的估计寿命。

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一电池寿命测试数据通过以第一电流对第一电池进行充电和/或放电来获得,所述第二电池寿命测试数据通过以比所述第一电流大的第二电流对第二电池进行充电和/或放电来获得。

3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一电池寿命测试数据通过在第一温度下对第一电池进行充电和/或放电达第一时段来获得,所述第二电池寿命测试数据通过在第二温度下对第二电池进行充电和/或放电达第二时段来获得,所述第二温度比所述第一温度高或低,或者所述第二温度等于所述第一温度,所述第二时段比所述第一时段短或长,或者所述第二时段等于所述第一时段。

4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据中的每个包括循环次数、剩余容量比、充电和/或放电电流以及充电和/或放电截止电压中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理器包括:
参数提取器,被配置为从所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据提取所述一个或多个参数;
加快因子计算器,被配置为根据所述一个或多个参数计算所述加快因子;以及
预测单元,被配置为根据所述加快因子来预测所述电池的估计寿命。

6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述参数提取器被配置为根据所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据来确定剩余容量比相对于循环次数的斜率参数。

7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一电池寿命测试数据包括通过以第一电压对第一电池进行充电和/或放电所获得的循环和容量值,所述第二电池寿命测试数据包括通过以第二电压对第二电池进行充电和/或放电所获得的循环和容量值,所述第二电压比所述第一电压高或低,或者所述第二电压等于所述第一电压。

8.根据权利要求5所述的装置,其中,所述加快因子计算器被配置为使用与半经验寿命模型相关联的方程式从所述一个或多个参数中来计算所述加快因子,所述方程式被定义为:
A F = t ( n o r m a l ) t ( a c c e l e r a t e d ) = C - r a t e ( a ) C - r a t e ( n ) × S w i n g ( n ) S w i n g ( a ) × ( A a ( C - r a t e ( a ) , S w i n g ( a ) ) A n ( C - r a t e ( n ) , S w i n g ( n ) ) ) 2 ,
其中,t(normal)是用于获得所述第一电池寿命测试数据的第一电池寿命测试的一般寿命测试时间段,t(accelerated)是用于获得所述第二电池寿命测试数据的第二电池寿命测试的加快寿命测试时间段,C-rate(n)是在所述第一电池寿命测试中使用的充电和/或放电电流,C-rate(a)是在所述第二电池寿命测试中使用的充电和/或放电电流,Swing(n)是在所述第一电池寿命测试中使用的充电和/或放电截止电压,Swing(a)是在所述第二电池寿命测试中使用的充电和/或放电截止电压,A n 是在一般寿命测试时间依赖于所述充电和/或放电电流和所述充电和/或放电截止电压的斜率参数,A a 是在加快寿命测试时间依赖于所述充电和/或放电电流和所述充电和/或放电截止电压的斜率参数。

9.根据权利要求5所述的装置,其中,所述加快因子计算器被配置为通过使用与统计寿命分析模型相关联的方程式从所述一个或多个参数中来计算所述加快因子,所述方程式被定义为:
或k×(time_ratio),
其中,C-rate(n)是在一般寿命测试中使用的用于获取所述第一电池寿命测试数据的充电和/或放电电流,C-rate(a)是在加快寿命测试中使用的用于获取所述第二电池寿命测试数据的充电和/或放电电流,time_ratio是评估时间段与初始100次循环之比,k是通过使用如下定义的方程式计算的劣化的加快因子:
k = Σ [ b n x a y a - a n b n x a + b n 2 x n x a ] Σ [ b n x a ] 2 ,
其中,下标n指示与所述一般寿命测试对应的一般寿命测试条件,下标a指示与所述加快寿命测试对应的加快寿命测试条件,x指示循环次数,y指示剩余容量比,b n 指示在一般寿命测试下电池容量数据和循环次数之间的斜率,a n 指示y-截距。

10.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理器被配置为将所述第二电池寿命测试数据乘以所述加快因子来确定所述电池的估计寿命。

11.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括:存储装置,被配置为存储所述第一电池寿命测试数据、所述第二电池寿命测试数据、所述一个或多个参数、所述加快因子以及所述电池的估计寿命中的一个或多个。

12.一种估计电池的寿命的方法,所述方法包括:
由所述电池的第一电池寿命测试数据和第二电池寿命测试数据来确定一个或多个参数,所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据对应于不同的条件;
根据所述一个或多个参数来确定使所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据相关的加快因子;以及
根据所述加快因子和所述第二电池寿命测试数据来预测所述电池的估计寿命。

13.根据权利要求12所述的方法,所述方法还包括:
通过以第一电流对第一电池进行充电和/或放电来获得所述第一电池寿命测试数据;以及
通过以比所述第一电流大的第二电流对第二电池进行充电和/或放电来获得所述第二电池寿命测试数据。

14.根据权利要求12所述的方法,所述方法还包括:
通过在第一温度下对第一电池进行充电和/或放电达第一时段来获得所述第一电池寿命测试数据;以及
通过在第二温度下对第二电池进行充电和/或放电达第二时段来获得所述第二电池寿命测试数据,
其中,所述第二温度比所述第一温度高或低,或者所述第二温度等于所述第一温度,所述第二时段比所述第一时段短或长,或者所述第二时段等于所述第一时段。

15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据中的每个包括循环次数、剩余容量比、充电和/或放电电流以及充电和/或放电截止电压中的至少一个。

16.根据权利要求12所述的方法,其中,确定一个或多个参数的步骤包括:根据所述第一电池寿命测试数据和所述第二电池寿命测试数据来确定剩余容量比相对于循环次数的斜率参数。

17.根据权利要求12所述的方法,其中,确定加快因子的步骤包括:根据所述电池的半经验寿命模型或统计寿命分析模型通过使用所述一个或多个参数来计算所述加快因子。

18.根据权利要求17所述的方法,其中,计算加快因子的步骤包括:使用与所述半经验寿命模型相关联的方程式从所述一个或多个参数来计算所述加快因子,所述方程式被定义为:
A F = t ( n o r m a l ) t ( a c c e l e r a t e d ) = C - r a t e ( a ) C - r a t e ( n ) × S w i n g ( n ) S w i n g ( a ) × ( A a ( C - r a t e ( a ) , S w i n g ( a ) ) A n ( C - r a t e ( n ) , S w i n g ( n ) ) ) 2 ,
其中,t(normal)是用于获得所述第一电池寿命测试数据的第一电池寿命测试的一般寿命测试时间段,t(accelerated)是用于获得所述第二电池寿命测试数据的第二电池寿命测试的加快寿命测试时间段,C-rate(n)是在所述第一电池寿命测试中使用的充电和/或放电电流,C-rate(a)是在所述第二电池寿命测试中使用的充电和/或放电电流,Swing(n)是在所述第一电池寿命测试中使用的充电和/或放电截止电压,Swing(a)是在所述第二电池寿命测试中使用的充电和/或放电截止电压,A n 是在一般寿命测试时间依赖于所述充电和/或放电电流和所述充电和/或放电截止电压的斜率参数,A a 是在加快寿命测试时间依赖于所述充电和/或放电电流和所述充电和/或放电截止电压的斜率参数。

19.根据权利要求17所述的方法,其中,计算加快因子的步骤包括:通过使用与所述统计寿命分析模型相关联的方程式从所述一个或多个参数来计算所述加快因子,所述方程式被定义为:
或k×(time_ratio),
其中,C-rate(n)是在一般寿命测试中使用的用于获取所述第一电池寿命测试数据的充电和/或放电电流,C-rate(a)是在加快寿命测试中使用的用于获取所述第二电池寿命测试数据的充电和/或放电电流,time_ratio是评估时间段与初始100次循环之比,k是通过使用如下定义的方程式计算的劣化的加快因子:
k = Σ [ b n x a y a - a n b n x a + b n 2 x n x a ] Σ [ b n x a ] 2 ,
其中,下标n指示与所述一般寿命测试对应的一般寿命测试条件,下标a指示与所述加快寿命测试对应的加快寿命测试条件,x指示循环次数,y指示剩余容量比,b n 指示在一般寿命测试下电池容量数据和循环次数之间的斜率,a n 指示y-截距。

20.根据权利要求12所述的方法,其中,预测所述电池的估计寿命的步骤包括:将所述第二电池寿命测试数据乘以所述加快因子,以确定所述电池的估计寿命。