一种基于性能退化的卫星小子样镉镍蓄电池寿命预测方法

摘要

本发明提出了一种基于性能退化的卫星小子样镉镍蓄电池寿命预测方法，从产品失效机理分析出发，通过分析镉镍蓄电池失效的相关性和退化失效规律，并结合镉镍蓄电池研制过程中的性能测试和性能试验，获取充分的与寿命相关的性能信息，对镉镍蓄电池寿命进行预测，提供了完整的开展该类型电池寿命预测问题的方法。从而开辟一条使用性能退化数据对镉镍蓄电池寿命进行预测的新途径，可满足卫星用镉镍蓄电池在研、在轨寿命预测分析方面的要求。

主权项

一种基于性能退化的卫星小子样镉镍蓄电池寿命预测方法，其特征在于步骤如下：1)选取EODV作为关键性能退化量，表征镉镍蓄电池的寿命和可靠性并明确失效标准；2)收集原始数据；对性能退化试验数据、寿命试验数据、在轨性能遥测数据中的镉镍蓄电池的温度、EODV、EOCV数据进行收集，并作为原始数据；3)原始数据预处理对步骤2)产生的原始数据中由于各种原因产生的数据野点或数据缺失情况进行预处理；4)采用线性退化模型对EODV进行建模EODV＝a+b·n+c·T+d·exp(T)其中：EODV为放电终止电压，n为充放电循环次数，T为充放电循环中在轨数据或试验数据中镉镍蓄电池的每个循环平均温度，a、b、c、d为模型参数；$\left\{\begin{array}{c}EOD{V}_1=a+b·1+c·T_1+d·\exp \left(T_1\right)+{ϵ}_1\\ ...\\ EOD{V}_i=a+b·i+c·T_i+d·\exp \left(T_i\right)+{ϵ}_i\\ ...\\ EOD{V}_N=a+b·N+c·T_N+d·\exp \left(T_N\right)+{ϵ}_N\end{array}\right.$其中EODV_i和T_i分别表示第i次循环放电终止电压测量值和在轨数据或试验数据中镉镍蓄电池的本次循环平均温度，N为总循环次数，ε_i为随机误差；记Y＝(EODV₁,EODV₂,…,EODV_N)^Tβ＝(a,b,c,d)^T$X=\left(\begin{array}{cccc}1& 1& T_1& \exp \left(T_1\right)\\ 1& 2& T_2& \exp \left(T_2\right)\\ ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·\\ 1& N& T_N& \exp \left(T_N\right)\end{array}\right)$则有Y＝Xβ，a、b、c、d四个参数由下式求得：$\hat{\beta }={\left(X^{T}X\right)}^{-1}\left(X^{T}Y\right);$5)寿命预测分析利用步骤4)得到的退化模型，基于步骤3)得到的所有预处理后的数据，用伪寿命法对镉镍蓄电池进行统计，给出不同寿命次数下的可靠度值和某一可靠度下的寿命估计值，最终得到蓄电池的寿命预测结果。