[发明专利]一种低轨卫星电池组内单体不一致性量化表征及电池组退化特征的提取方法

说明书

一种低轨卫星电池组内单体不一致性量化表征及电池组退化特征的提取方法，涉及低轨卫星锂离子电池在轨性能评价领域，为了解决现有电池单体不一致性评估方法不适用于低轨卫星，无法评价电池组退化状态的问题。本发明在每个轨道周期结束后，提取电池组内各单体的单体充电截止电压数据；对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行K‑S检验；对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行W检验；若某一轨道周期的K‑S检验和W检验结果相同，且均为该轨道周期电池组内各单体充电截止电压满足正态分布，则计算该轨道周期的各单体充电截止电压方差，并用于表征单体间的不一致性。本发明适用于提取单体不一致性量化表征及电池组退化特征。

技术领域

本发明涉及低轨卫星锂离子电池在轨性能评价领域。

背景技术

锂离子电池在实际空间应用中，通过串并联成组的形式组成电池组以满足系统对电压、功率、容量等的需求。由于电池组内单体存在不一致性，其在轨循环充放电过程中性能退化存在不一致。现有的电池单体不一致性评估方法，多采用容量、内阻等参数作为特征，通过绘制单体容量、内阻的统计柱状图定性描述电池单体不一致性，此类方法存在两个问题：(1)在低轨卫星应用中，受限于轨道周期和可靠性设计，电池的容量、内阻等参数不可测量；(2)电池不一致性的分布类型需要经过进一步验证以提升不一致性定量评估的精度。因此，需要使用可用的外测参数，如温度、电压、电流等构建表征锂离子电池单体不一致性的特征参数，并通过分布假设检验的方法确定分布类型，进而定量描述电池组内单体的不一致性，并表征电池组退化状态。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电池单体不一致性评估方法不适用于低轨卫星，无法评价电池组退化状态的问题，从而提供一种低轨卫星电池组内单体不一致性量化表征及电池组退化特征的提取方法。

本发明所述的一种低轨卫星电池组内单体不一致性量化表征提取方法，该方法包括：

步骤一、在每个轨道周期结束后，提取电池组内各单体的单体充电截止电压数据；

步骤二、对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行K-S检验；

步骤三、对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行W检验；

步骤四、若某一轨道周期的K-S检验和W检验结果相同，且均为该轨道周期电池组内各单体充电截止电压满足正态分布，则计算该轨道周期的各单体充电截止电压方差，并用于表征单体间的不一致性。

优选的是，步骤二中对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行K-S检验具体为：

同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压为：

其中，为第i个轨道周期、第n节电池充电截止电压，1≤n≤N，N为电池组内单体电池总数；

定义：

零假设满足正态分布，

备选假设不满足正态分布；

建立经验分布函数F_n(u)：

其中，u为阈值；

计算经验分布函数和正态概率分布函数F(u)之差的最大值D_n：

其中，为F_n(u)与F(u)之间距离的最大值；

当D_n大于u时，采用零假设当D_n小于等于u时，采用备选假设

优选的是，步骤三中对同一轨道周期电池组内各单体充电截止电压进行W检验具体为：