[发明专利]基于随机森林回归的锂离子电池寿命预测系统

说明书

本发明公开了一种基于随机森林回归的锂离子电池寿命预测系统。本发明包括锂离子电池A、锂离子电池循环充放电装置B、数据库C、电脑D、锂离子电池寿命预测模型E和结果显示模块F；将锂离子电池A放在锂离子电池循环充放电装置B上，测出以下数据参数，将测得的数据参数通过电脑D存到数据库C；锂离子电池寿命预测模型E在电脑D上运行，将数据库C的数据输入到预训练好的锂离子电池寿命预测模型E中，锂离子电池寿命预测模型E经过运行后最终得到预测结果，并在结果显示模块F中显示。本发明适用范围更广，使用条件较为宽泛，而且准确度更高。且使用多变量预测电池寿命方法，传统的根据容量作为唯一变量预测电池方法导致预测结果不够准确。

技术领域

本发明具体涉及了一种基于随机森林回归的锂离子电池寿命预测方法和系统。

背景技术

随着全球工业化进程加快，不可再生能源的不断使用造成了严重的环境污染问题和能源危机问题。在全球范围内寻求新型可替代清洁能源成为重要研究课题，曾经污染严重的化石能源逐渐被风能、生物能、核能等此类清洁能源所替代。能源革命正在悄然发生，新一轮能源改革春风正在从非清洁能源吹向清洁能源，越来越多的国家把可持续发展战略、发展循环经济、提高清洁能源使用率以及能源转化率定为远景发展目标。

其中清洁能源的杰出代表锂离子电池在新能源汽车和电能储备等领域发挥了重要作用。锂离子电池成本低，能量密度高和寿命长的优点得到了市场的极大认可，在各行各业都被投入大量使用，但是锂离子电池像许多化学药品一样需要较长时间的绩效反馈，通常需要数月甚至数年，这就产生了如何规划锂离子电池生产周期、是否确定大规模量产、后期电池报废回收时间如何确定等问题。与此同时锂离子电池工作的同时伴随着复杂电化学反应的发生，容易受到电流、温度、内阻等因素影响进而发生老化，一旦电池发生故障会造成重大安全问题以及经济损失问题。例如，波音787飞机由于锂离子电池故障导致该型号飞机全球停飞，给波音公司带来巨额经济损失。三星Note7因电池发生爆炸事件导致全球性召回给公司品牌造成重要影响。由此可见，预测性结果会对锂离子电池生产厂商提供极具意义的科学参考价值，以及对锂离子电池产业链发展起到举足轻重的作用，而且及时预测锂离子电池寿命能较大程度减少因频发电池故障问题带来的财产损失和人身安全问题。所以研究锂离子电池寿命具有重要现实意义和经济价值。

经检索专利号为CN111426952A，发明专利名称为“一种锂离子电池的寿命预测方法”使用的是基于容量衰减模型的方法，而在锂离子电池预测寿命领域大致有两种方法：(1)基于模型的方法(2)基于数据驱动的方法，那么“一种锂离子电池的寿命预测方法”专利的方法是基于模型的方法，该方法需要了解电化学内部复杂电化学反应的化学和物理机制，使用该方法条件较为苛刻，而且一旦模型建立错误对于最终的结果预测会带来很大偏差，对于电池寿命预测指导意义不大。

发明内容

本发明的目的是为了解决技术背景中的问题，本发明提供了一种基于随机森林回归的锂离子电池寿命预测方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明包括锂离子电池A、锂离子电池循环充放电装置B、数据库C、电脑D、锂离子电池寿命预测模型E和结果显示模块F；

将锂离子电池A放在锂离子电池循环充放电装置B上，测出以下数据参数，将测得的数据参数通过电脑D存到数据库C；锂离子电池寿命预测模型E在电脑D上运行，将数据库C的数据输入到预训练好的锂离子电池寿命预测模型E中，锂离子电池寿命预测模型E经过运行后最终得到预测结果，并在结果显示模块F中显示；

所述的锂离子电池寿命预测模型E将随机森林回归算法作为预测电池寿命的核心。

进一步的，用预先采集到的数据集来训练基于随机森林回归算法的锂离子电池寿命预测模型E；所述的预先采集到的数据集中的每条记录作为一条数据参数，包含电压下降率、电流、电阻、温度、充电时间、初始容量和循环周期，其中电压下降率是通过监测电压数值计算得出。