[发明专利]一种智能时钟电池用高可靠性寿命评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池寿命评估方法，具体是一种智能时钟电池用高可靠性寿命评估方法。

背景技术

由于智能时钟电池具有高储能密度、长寿命等优点，被广泛作为智能电表或者智能电器的备用电源。其高度的精确性与可靠性是智能电表时钟推广的巨大优势。目前对智能电表可靠性与寿命指标的评估预测是各级电网公司考核智能电表生产厂家产品的重要手段。

随着电网智能化进程的推进，智能时钟电池的应用也日益广泛。但由于智能时钟电池应用实践较短，因此实际的使用过程出现了一些问题，比如如何建立智能时钟电池寿命退化率，如何建立可靠的数学模型对其内部健康状况进行评估等。

智能时钟电池在备用状态下近似处于开路状态，但其存在钝化及自放电过程，会使得其在主电源断开情况下可能无法正常输出，影响智能电表的可靠性。

目前，一般通过对智能时钟电池进行老化试验近似评估其自放电特性，进而建立智能时钟电池寿命模型，但这种方式试验时间长、限制普适性低，且不具有实际可行性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有智能时钟电池寿命预测方法的缺陷，提出一种智能时钟电池用高可靠性寿命评估的方法。该方法综合考虑了智能时钟电池加速老化试验结果，采用线性回归分析与多重非线性参数化拟合相结合的方法，智能地预测智能时钟电池寿命。

本发明的技术方案：一种智能时钟电池用高可靠性寿命评估方法，包括以下步骤，

对智能时钟电池进行加速老化试验，获取加速老化试验数据，并拟合加速老化试验数据，建立智能时钟电池寿命退化率模型；

根据智能时钟电池寿命退化率模型初步建立智能时钟电池寿命预测模型，并对智能时钟电池寿命预测模型进行参数化，从而建立完整的智能时钟电池寿命预测模型；

根据上述智能时钟电池寿命预测模型，进行老化规律与存储寿命的分析，进行可靠性评估。

所述的加速老化试验包括以下步骤：

1)随机选择一批经检验合格的智能时钟电池；

2)按照规定的老化温度采用恒温恒湿箱对智能时钟电池进行加速老化；

3)对冷却24h的智能时钟电池的剩余寿命采用高精度万用表测量；4)重复上述过程，多次试验求取平均值作为实时寿命预测值；

5)作出智能时钟电池剩余寿命与老化时间的对比关系，作为参数化寿命预测模型的原始数据。

所述智能时钟电池寿命退化率按照广义线性模型表示为

Y(t,T)＝Y(t₀,T)·f(t)·F(T)(1)

式中Y(t，T)为存储时间t和温度T时智能时钟电池的实际容量退化率；Y(t₀，T)为智能时钟电池老化前的初始值，即Y(t₀，T)＝100％；f(t)为存储时间对智能时钟电池寿命的影响方程；F(T)为老化温度对智能时钟电池寿命的影响方程。

所述存储时间对智能时钟电池寿命的影响方程f(t)的具体表述为：

f(t)＝C_a·t^b(2)

其中C_a表示温度为T₀时的老化率，b为与存储时间相关的待定系数；

所述老化温度对智能时钟电池寿命退化率的影响方程F(T)具体表述为：

其中，C_T为加速老化因子，t为存储时间，Δt为温度T₀到温度T的时间差，C_T参数的引入考虑了智能时钟电池寿命退化率与老化温度成正相关的特性。

将F(T)和f(t)的表达式代入方程(1)，智能时钟电池寿命退化率的模型即为

其中，s为智能时钟电池寿命退化率，C_T为加速老化因子，C_a表示温度为T₀时的老化率，b为与存储时间相关的待定系数，t为存储时间，Δt为温度T₀到温度T的时间差。

采用最小二乘法非线性拟合的方式，对模型(4)两边取对数，令

y＝lns，x＝lnt，

广义线性智能时钟电池寿命预测模型可简化为

y＝a+bx(6)

智能时钟电池寿命预测模型中参数a和b可通过线性回归分析确定。

本发明的技术效果：本发明可以解决现有寿命预测方法中结果一致性差、有效性差及试验时间长等缺陷，具有经济可行、操作方便、普适性高等优点。

附图说明