[发明专利]铅酸电池应用寿命预测系统

权利要求书

1.一种铅酸电池应用寿命预测系统，其特征在于包括，参数获取单元、运算单元和输出单元；

参数获取单元，该单元获取铅酸电池在不同环境下，工作工程中待预测电池放出电量值、环境温度和剩余容量；

所述的运算单元包括：

失效平均速率模型计算模块，由衰减比计算得出待预测铅酸电池实际应用的失效系数，进而建立带有失效系数的电池的失效平均速率模型：

预测决策函数计算模块，设定自学习电池荷电状态等同于初始量，设定当电池失效系数为常数时，根据结构风险最小化原则，依据最小二乘向量机得到最小二乘向量机LS-SVM决策函数：

其中，K(x,x_i)为核函数为指数函数的反函数，采用内部运算，求解回归预测函数，将实验数值带入上式得到多个待检测的电池对应的a、b值；

将误差优化后的a、b值带入电池剩余寿命预测模型：

得到f(t)＝(0.798+lnΔc)*t²+ΔT*93.7

其中，t代表蓄电池运行的周期，总体趋势是下降的，将实验数值带入上述求解检测周期，进行反函数求解，得到电池运行寿命；由所述的输出单元输出寿命预测结果。

2.根据权利要求1所述的铅酸电池应用寿命预测系统，其特征还在于所述的电池失效速率是电池运行周期内电池失效系数下降的速度；采用钟形函数y＝ax²+b，其中a值是变化的，y代表电池剩余寿命周期；由于a是变化的参数不是固定值，对a采取向量机函数进行求解，同时对整体钟形函数求导数即可得一个周期内的失效速率。

3.根据权利要求1所述的铅酸电池应用寿命预测系统，其特征还在于：所述的失效系数计算根据如下公式计算得到第i点失效系数β_mi；

其中，C为实际放出容量，T为环境温度；T_1i是第一次放电温度，计算得出第m次放电失效系数为：

β＝(β_m1+β_m2+…+β_mN)/N

N是单体电池放电曲线所取标准点的数量。

4.根据权利要求1所述的铅酸电池应用寿命预测系统，其特征还在于进而建立带有失效系数的电池的失效平均速率模型过程如下：

利用钟形函数和向量机综合优化处置试验数据，优化系统是：电池失效速率是电池运行周期内电池失效系数下降的速度；

模型为钟形函数y＝ax²+b，其中a值是变化的，Y代表电池剩余寿命周期，由于a是变化的参数不是固定值，对a采取向量机函数进行求解，同时对整体钟形函数求导数可得，一个周期内的失效速率；

建立不同使用环境下的蓄电池实际应用寿命预测模型包含：电池供电频率、负载电流大小、供电电流平稳度和机房环境温度；

基于电池失效速率和活性硫化模型应改为基于电池硫化机理计算电池失效速率，建立的预测寿命模型表达式为：

其中Δβ为失效系数变化，ΔT为系数变化的周期，

其中影响蓄电池活性导致硫化，最终导致应用寿命降低的主要因素，a、b为不同环境使用条件下影响电池频率以及电池活性物固有的属性系数。

5.根据权利要求4所述的铅酸电池应用寿命预测系统，其特征还在于在不考虑电池活性物及设计材料等物理固有因素的条件下，影响电池活性下降因素的关系，供电时间、电流、温度及容量关系如下表达式：

为活性物及介质之间反应深度的因素，为参加化学反应提供能量的因素,a为电池活性运动能力，其中表达式如下：

I₁₀为标准电流；t₁₀为标准时间；K_T为温度修正系数；K_i＝It/I₁₀为电流修正系数；其中t表示实时时间周期；当公式中T_t大于10时，设I₁₀*t₁₀为C₁₀,I_t*t_t为Ct，由于实际机房使用环境因素，将自学习电池荷电状态等同于初始量，则应用寿命与电池剩余容量和温度的关系表达式为：