锂电池健康评估和寿命预测

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1、第36卷第1期仪器仪表学报Vol.36No.12015年1月ChineseJournalofScientificInstrumentJan．2015*锂离子电池健康评估和寿命预测综述刘大同，周建宝，郭力萌，彭宇(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150080)摘要:随着锂离子电池的广泛应用，其健康管理和寿命评估成为很多领域的挑战和热点研究问题。为此，本文针对锂离子电池健康管理和寿命预测的研究现状进行分析，重点归纳和总结锂离子电池剩余寿命预测的方法和应用现状，涵盖锂离子电池管理系统、退化状态识别和循环寿命预测三部分核心内容。最后，给出一个面向空间应用的实例，并分析

2、了未来的发展趋势和研究挑战。关键词:锂离子电池;电池管理系统;剩余寿命预测;故障预测和健康管理+中图分类号:TP206．3文献标识码:A国家标准学科分类代码:510．4030Surveyonlithium-ionbatteryhealthassessmentandcyclelifeestimationLiuDatong，ZhouJianbao，GuoLimeng，PengYu(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)Abstrac

3、t:Aslithium-ionbatteryiswidelyapplied，thehealthassessmentandremainingcyclelifeestimationoflithi-um-ionbatterygraduallybecomeachallengeandresearchhotspotsinmanyfields．Inthispaper，thecurrentre-searchstatusofthehealthmanagementandcyclelifepredictionisanalyzed;theremainingcyclelifepredictio

4、nap-proachesoflithium-ionbatteryaresummarized．Inthissurvey，wemainlyanalyzetherelatedtopicsofremainingusefullifeestimation，includingbatterymanagementsystem(BMS)，batterydegradationidentification，cyclelifees-timation．Finally，acasestudyforaerospaceapplicationisdescribedtobrieflyinstantiatet

5、herecentlydevelopedtechnology．Bysummarizingthepreliminaryresearchrelatedwork，thefuturedevelopingtrendandchallengearean-alyzed．Keywords:lithium-ionbattery;batterymanagementsystem;remainingusefullifeestimation;PHM三代卫星储能电池，部分空间项目已进入工程化应用阶［1］1引言段，如NASA的勇气号和机遇号火星探测器、凤凰号火星着陆器，欧空局的火星快车项、ＲOSETT

6、A平台及日本锂离子电池以其输出电压高、循环寿命长、能量密度的隼鸟号小行星控测器等都采用了锂离子电池作为储能大、自放电率低、工作温度范围广等优点广泛应用于消费电源。电子、电动汽车等领域，如新一代的丰田Prius、雪弗莱与此同时，锂离子电池的在安全性和可靠性一直都［2］Volt、日产Leaf及比亚迪E6均采用锂离子电池。同时，是其应用中必须十分关注的问题，主要体现在:锂离子电池已扩展到航空、航天、航海、军事通信等领域，1)能量大、电压高、且电解液大多为有机易燃物，应尤其是空间应用，其已成为替代目前镍氢、镍镉电池的第用不当时可能导致电池温度升高、着火甚至爆炸;收稿日期:20

7、14-08ＲeceivedDate:2014-08*基金项目:国家自然科学基金(61301205)、高校博士点基金(20112302120027)、部委重点基金课题(9140A17050114HT01054)、中央高校基本科研业务费专项资金(HIT．NSＲIF2014017)2仪器仪表学报第36卷2)过充电、过放电会导致电池内部材料特性发生变放电控制、温度管理、平衡电路、数字输出、信息传输及核化，造成不可逆的容量损失，从而导致性能下降，寿命缩心控制器等单元。短。过放电还会使电池内部的锂离子金属化，以致引起1)数据采集单元:采集电池组和单体电池的电压、