[发明专利]一种航天器锂离子蓄电池组全寿命周期健康状态评价方法

权利要求书

1.一种航天器锂离子蓄电池组全寿命周期健康状态评价方法，其特征在于步骤包括：

(1)将航天器锂离子蓄电池组寿命周期分为四个阶段，四个阶段分别为单体生产到组装、组装后到交付、装星后到发射前和在轨使用阶段；

(2)确定表征每个阶段健康状态的特性参数；

(3)将已有的同容量航天器锂离子蓄电池组研制和使用过程中步骤(2)中所涉及到的特性参数，形成单体健康状态数据库和整组健康状态数据库；

(4)对步骤(3)得到的单体健康状态数据库和整组健康状态数据库中的各特性参数进行分布检验，判断其是否满足近似正态分布，如果不满足近似正态分布，则将各特性参数数据频数转化为相对积累频数作为数据概率，将各特性参数正态化；

(5)计算步骤(4)中各特性参数近似正态分布或正态化后分布的中心值μ和方差σ，并将单体健康状态数据库中的各特性参数的健康态指标范围设定为[μ-σ,μ+σ]，将整组健康状态数据库中的各特性参数的健康态指标范围设定为[μ-2σ，μ+2σ]；

(6)获得待检验的航天器锂离子蓄电池组不同阶段中的各特性参数，并与步骤(5)中所设定的范围进行比较，如果位于相应的范围内，则认为待检验的航天器锂离子蓄电池组为健康状态，否则为非健康状态；

所述的步骤(2)中，表征单体生产到组装阶段健康状态的特性参数包括：单体内阻、单体容量和单体荷电保持率；

所述的步骤(2)中，表征组装后到交付阶段健康状态的特性参数包括：整组容量、组合体荷电保持率和恒功率放电终压；

所述的步骤(2)中，表征装星后到发射阶段健康状态的特性参数包括：组合体荷电保持率、恒功率放电终压和充电时间；

所述的步骤(2)中，表征在轨使用阶段健康状态的特性参数包括：组合体荷电保持率、最大地影放电终压、在轨充电时间和充放电温度；

所述的步骤(3)中，单体健康状态数据库中特性参数包括：单体内阻、单体容量和单体荷电保持率；

所述的步骤(3)中，整组健康状态数据库中特性参数包括：整组容量、组合体荷电保持率、恒功率放电终压、充电时间、最大地影放电终压、在轨充电时间和充放电温度；

所述的步骤(4)中，判断各特性参数是否满足近似正态分布的方法为：检验各特性参数数据的峰度系数和偏度系数，如果各特性参数数据的峰度系数和偏度系数均小于等于1，则认为该各特性参数数据分布近似于正态分布；如果各特性参数数据峰度系数或偏度系数大于1，则认为该各特性参数数据分布不近似于正态分布；

所述的步骤(6)中，待检验的航天器锂离子蓄电池组为健康状态时，进一步对该航天器锂离子蓄电池组的各特性参数变化趋势进行分析；

对航天器锂离子蓄电池组特性参数变化趋势进行分析的方法为：将该航天器锂离子蓄电池组的特性参数生成新的数据库，新的数据库中包括单体健康状态数据库和整组健康状态数据库，将该新的数据库与步骤(3)中得到的数据库进行比较，采用K-S检验对两种数据库中的数据分布进行距离分析，确认两种数据库中的数据是否存在显著性差异，如果存在，则该航天器锂离子蓄电池组的该参数指标已有退化趋势，利用该趋势进一步分析产品性能和寿命指标；

确认两种数据库中的数据是否存在显著性差异的方法为：设F(x)为数据库中特性参数分布函数，G(x)为新的数据库的数据分布函数，需要检验的问题为：

H₀：F(x)＝G(x)；H₁：F(x)≠G(x) (1)

其中“＝”表示数据距离接近；Smirnov统计量为：

D＝max{|F_m(X_(i))-G_n(Y_(j))|} (2)

其中X_(i)和Y_(j)分别表示该航天器锂离子蓄电池组的特性参数的顺序概率密度，m/n表示该航天器锂离子蓄电池组的特性参数位置，统计量D所对应显著水平可表示为：

其中

D作为F(x)和G(x)概率密度之间的距离，其显著水平越趋近于0，两个分布之间相近度越高，反之相似度较低，取显著值区分值为0.05，小于0.05时证明H₀成立，反之H₁成立。