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锂电池剩余寿命精确估..

锂电池剩余寿命精确估算的重要性
2019-02-19

锂离子电池正广泛应用于消费电子、电动汽车以及空间系统。然而,一个不可避免的问题是随着循环使用和材质老化电池性能会不断下降直到废弃。另外电池性能的退化无法直接测量,往往需要提前对其进行估计,从而决定是否更换电池,以避免一些不必要的事故。


目前对锂电池循环寿命的预测离成熟的实际在线应用还有一段距离。国外的一些高校、研究机构和公司针对电动车、船舶、飞机及航天器的电池管理系统( battery management system,BMS) 进行研究和开发,其中锂电池循环寿命的预测是BMS 的核心和难点,许多如GPS 系统和无人机( unmanned aerial vehicles,UAVs) 等军事电子设备需要使用的便携式电源都依赖于锂离子电池,也需要评估锂电池的可靠性,以避免锂离子电池失效而导致从操作损伤到性能下降甚至灾难性故障等不同程度的严重后果。


应用于植入式医疗设备的可充电锂电池的可靠性被广大的利益相关者公认为最重要的一个要求,要确保这些设备的锂电池在操作过程中的可靠性,就必须要求能够评估锂电池的容量和预测剩余的循环使用寿命。


国内也有一些研究机构已经开展了实际应用工作,但尚处于起步阶段,比如Liu D. T. 等人将锂离子电池的循环寿命预测方法应用于我国航天某所的卫星锂电池健康评估系统中,开发了卫星锂离子电池剩余寿命预测系统; 针对空间应用计算资源约束问题,周建宝等人还在FPGA 平台上实现了基于RVM的嵌入式锂电池循环寿命预测计算方法,预测电池的剩余寿命( remaininguseful life,RUL) ; 北京交通大学和北京航空航天大学也分别研究了相关电池剩余寿命估算方法,先后得到实际应用; 国内一些公司如哈尔滨冠拓电源设备有限公司和深圳派司地科技有限公司在电池管理系统的开发上也取得了一定的成果。


总体来说,国内外电池管理系统的采集精度仍然不够精确,尤其是在电池剩余循环寿命估算的准确性上仍然存在着不足,技术不够成熟。


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