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引用论文

王学远, 李日康, 魏学哲, 戴海峰, 郑岳久. 基于传荷电阻的锂离子电池剩余寿命预测研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(14): 105-117.

WANG Xueyuan, LI Rikang, WEI Xuezhe, DAI Haifeng, ZHENG Yuejiu. Study on Remaining Useful Life Prediction of Lithium-ion Batteries Based on Charge Transfer Resistance[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2021, 57(14): 105-117.

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动力锂离子电池是新能源汽车重要的电能载体。随着高比能量锂离子电池及其快充技术的普及应用，在里程焦虑和充电焦虑得到缓解同时，电池寿命问题日益突出。实现锂离子电池剩余寿命预测对车载电池高效精准管理和维护具有重要意义。

同济大学的戴海峰教授团队在《机械工程学报》2021年14期发表了《基于传荷电阻的锂离子电池剩余寿命预测研究》一文。团队通过开展四种工况的锂离子电池老化试验，获取传荷电阻随寿命衰减的演变规律。采用贝叶斯信息准则，对多种寿命衰减经验模型进行评价，选择并确立一阶多项式形式的经验模型。在此基础上，提出基于粒子滤波算法的剩余寿命预测方法。结果表明该方法可准确实现锂离子电池的剩余寿命预测，从而能够为电池管理和维护提供必要的电池寿命信息。

结论

针对三元锂离子电池，研究了在四种不同循环老化工况下电池在 70% SOC、25 ℃下传荷电阻变化规律；利用合优度以及方均根误差值分析了几类经验模型对电池传荷电阻增长趋势的拟合效果，并通过 BIC 对拟合效果进行了评价，最终基于一阶模型建立了以传荷电阻为表征量的电池寿命衰减经验模型；基于粒子滤波算法，提出了电池剩余寿命预测方法并进行验证。通过上述研究得到以下结论。

(1) 传荷电阻随着电池循环次数具有明显的变化，能够表征电池的老化状态。基于传荷电阻为锂离子电池的剩余寿命预测提供了新的思路。

(2) 传荷电阻随电池循环次数呈现一阶多项式的变化规律。基于该规律并结合粒子滤波算法能够对电池剩余寿命进行准确预测，同时给出预测结果的不确定性表达，对实现电池高效、精准管理和维护具有重要意义。

本文中，以传荷电阻表征寿命的截止条件是传荷电阻大于新电池传荷电阻的 3 倍。这一条件是在进行大量试验以后通过研究容量衰减至 80%时对应的传荷电阻增长情况来确定的，属于经验规律。后期应验证该规律对不同老化工况和不同材料体系电池的普适性，并从机理上寻求解释。未来需要考虑其他温度、电流倍率和 SOC 使用区间的老化工况下，利用本文所提出经验模型和预测方法的有效性。

主创简介

王学远，男，1990 年出生，博士后。主要研究方向为锂离子电池阻抗建模、测量与应用。

戴海峰(通信作者)，男，同济大学教授、博导，IEEE高级会员。担任RSER等期刊编委、SAENEV技术委员会委员、全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会委员等。入选上海市优秀学术带头人，获上海人才发展资金基金资助。长期从事动力电池及燃料电池管理及控制技术研究。主持含重点基金项目在内的国家级项目/课题5项，其他各类项目30余项。以第一/通讯作者在Nature Communications等期刊发表SCI论文70余篇，连续入选中国高被引学者。授权发明专利30余项，主持/参编各类标准6部。获中国轻工业联合会技术发明一等奖等。

作 者：王学远

责任编辑：李 娜

责任校对： 金 程

审 核：张 强

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