CN108693475A - 用于监测直流电源的方法和设备 - Google Patents

Abstract

直流电源的评估可包括与电压表的通信，该电压表被布置为监测跨正电极和负电极的电势。该方法包括确定该直流电源的寿命开始点处的全电池开路电压(“OCV”)、相关正半电池OCV和相关负半电池OCV。执行锂平衡模型以确定与该直流电源的电极对准关联的多个开始状态。确定该全电池OCV的使用中状态。采用锂平衡模型执行优化例程以基于全电池OCV的使用中状态和与电极对准相关联的开始状态来确定与直流电源的电极对准相关联的使用中状态。基于使用中状态来确定负正(“N/P”)比，并且基于N/P比来评估电池寿命。

Description

用于监测直流电源的方法和设备

背景技术

一些直流电源可具有在使用中发生性能变化的趋势。

发明内容

本发明描述了一种包括正电极和负电极的直流电源。一种用于评估直流电源的方法在与电压表通信的控制器中实施，该电压表被布置为监测跨正电极和负电极的电势。该方法包括确定该直流电源的寿命开始点处的全电池开路电压(“OCV”)、相关正半电池OCV和相关负半电池OCV。执行锂平衡模型以基于直流电源的寿命开始点处的全电池OCV、正半电池OCV和负半电池OCV来确定与直流电源的电极对准相关联的多个开始状态。确定该全电池OCV的使用中状态。采用锂平衡模型执行优化例程以基于全电池OCV的使用中状态和与电极对准相关联的开始状态来确定与直流电源的电极对准相关联的使用中状态。基于与直流电源的电极对准相关联的使用中状态来确定负正(“N/P”)比，并且基于N/P比来评估电池寿命。

本发明的方面包括确定与电极对准相关联的多个开始状态，这包括确定与直流电源的所述寿命开始点处的锂占有分数相关联的初始正化学计量系数、最终正化学计量系数、初始负化学计量系数和最终负化学计量系数。

本发明的方面包括确定与使用中电极对准相关联的使用中状态，这包括确定与直流电源使用中的锂占有分数相关联的初始正化学计量系数、最终正化学计量系数、初始负化学计量系数和最终负化学计量系数的使用中值。

本发明的另一个方面包括基于初始正化学计量系数、最终正化学计量系数、初始负化学计量系数和最终负化学计量系数的使用中值来确定负正比。

本发明的另一个方面包括采用低电荷率充电/放电曲线来确定用于确定正电极和负电极中的每一个的全电池OVC和半电池OVC的数据。

本发明的另一个方面包括具有与以下方程相关联的形式的锂平衡模型：

U_cell(SOC)＝U_pos(y_f-SOC(y_f-y_i))-U_neg(x_f+SOC(x_i-x_f))

其中：

SOC是当前充电状态，

Ucell(SOC)是SOC下的全电池OCV，

Upos是SOC下的正半电池OCV，

Uneg是SOC下的负半电池OCV，

yi是初始正化学计量系数，

yf是最终正化学计量系数，

xi是初始负化学计量系数，并且

xf是最终负化学计量系数。

本发明的另一个方面包括采用锂平衡模型执行优化程序以确定与直流电源的电极对准相关联的使用中状态，这包括执行最小二乘法最小化方法以基于直流电源的全电池OCV、正半电池OCV和负半电池OCV来确定用于yi、yf、xi、xf的值。

本发明的另一个方面包括基于N/P评估电池寿命，这包括基于N/P比来评估直流电源的剩余使用寿命。

本发明的另一个方面包括基于初始正化学计量系数和最终正化学计量系数的使用中值来确定正SOC电容，并且基于初始负化学计量系数和最终负化学计量系数的使用中值来确定负SOC容量。

本发明的另一个方面包括基于正和负SOC容量来评估电池状态估计器。

本发明的另一个方面包括基于负SOC容量与正SOC容量的比来评估电池状态估计器。

本发明的另一个方面包括基于负SOC容量与正SOC容量的比来评估电池状态估计器，这包括指示当负SOC容量与正SOC容量的比小于1时该直流电源的使用寿命终止。

本发明的另一个方面包括确定在直流电源的寿命开始点处的最小SOC与最大SOC之间的多个SOC状态中的每一个的全电池OCV、相关正半电池OCV和相关负半电池OCV。

本发明的另一个方面包括直流电源是锂离子电池。

上述特征和优点以及本教导的其它特征和优点从某些最佳模式的以下详述和用于实行如随附权利要求书中限定、结合附图取得的本教导的其它实施例将显而易见。

附图说明

现在将参考附图以举例方式描述一个或多个实施例，其中：

图1示意地说明了根据本发明的具有正电极和负电极并且由与控制器通信的电压表监测的可再充电直流电源；

图2以图形示出了根据本发明的与直流电源的操作相关联的参数数据，其包括全电池OCV、正半电池OCV和负半电池OCV，所有参数数据均相对于电池容量和充电状态(SOC)而示出；

图3以图形地示出了根据本发明的用于正半电池OCV的特性曲线的示例，其中正半电池OCV是相对于SOC而示出；

图4以图形地示出了根据本发明的用于负半电池OCV的特性曲线的示例，其中负半电池OCV是相对于SOC而示出；

图5以图形方式示出了根据本发明的与直流电源相关联的寿命开始数据；

图6以图形方式示出了根据本发明的与直流电源相关联的使用中数据；

图7以图形方式示出了根据本发明的相对于指示电池寿命的电池容量(Ah)的最终正化学计量系数和初始负化学计量系数；

图8以图形方式示出了根据本发明的相对于指示电池寿命的电池容量(Ah)的初始正化学计量系数和最终负化学计量系数；并且

图9以图形方式示出了根据本发明的与包括相对于使用寿命绘制的负/正(N/P)比和电池容量(Ah)的直流电源的使用中服务相关联的数据。

具体实施方式

如本文所描述和说明的所公开的实施例的部件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下详细描述并不旨在限制如所要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示其可能的实施例。另外，虽然在以下描述中阐述了许多具体细节以提供对本文所公开的实施例的透彻理解，但是在没有一些或所有这样的细节的情况下可实践某些实施例。另外，为了清楚起见，在现有技术中已知的某些技术材料没有详细描述，以避免不必要地使本发明变得混淆。另外，如本文所说明和描述的本发明可在没有在本文没有具体公开的元件的情况下实践。

参考附图，其中相同的附图标记在所有几个附图中对应于相同或类似部件，图1与本文公开的实施例一致地说明了具有正端子12和负端子14的可再充电直流电源10。在一个实施例中，直流电源10被配置为锂离子电池。电压表20被设置为监测正端子12与负端子14之间的电势。电压表20与包括可执行代码32的控制器30通信。

术语“控制器”和诸如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器等相关术语和类似术语是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(例如，微处理器)以及呈存储器和存储装置(只读、可编程只读、随机存取、硬盘等)的形式的相关非暂时性存储器部件的一个或各种组合。非暂时性存储器部件能够存储呈一个或多个软件或固件程序或例程的形式的机器可读指令，是组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路，以及可由提供所描述功能性的一个或多个处理器存取的其它部件。输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器以及监测来自传感器的输入的相关装置，其中此类输入以预设采样频率或响应于触发事件而监测。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意味着包括刻度和查找表的任何控制器可执行指令集。每个控制器执行控制例程以提供期望功能。例程可以规则的间隔而执行，例如正进行的操作期间每100微秒执行一次。替代地，例程可以响应于触发事件的发生而执行。控制器之间的通信和控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、联网通信总线链路、无线链路或另一种合适的通信链路而实现，并且由线路25指示。通信包括以合适形式交换数据信号，包括(例如)经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光学波导交换光学信号等。数据信号可包括表示来自传感器的输入的离散、模拟或数字化模拟信号、致动器命令和控制器之间的通信。术语“信号”是指传达信息的任何物理上可辨别指示器，并且可为能够行进通过介质的合适波形(例如，电、光学、磁性、机械或电磁)，诸如DC、AC、正弦波、三角波、方形、振动等。

术语“模型”是指基于处理器或处理器可执行代码以及模拟装置或物理过程的物理存在的相关刻度。如本文所使用，术语“动态的”和“动态地”描述了实时执行并且以监测或以其它方式确定参数的状态和在例程的执行期间或例程执行的迭代之间规则地或定期地更新参数的状态为特征的步骤或程序。术语“校准(calibration)”、“校准(calibrate)”和相关术语是指将与装置相关联的实际或标准测量值与感知到的或观察到的测量值或命令位置进行比较的结果或过程。如本文所述的校准可被精简至可存储的参数表、多个可执行方程或另一种合适的形式。术语“参数”是指表示使用一个或多个传感器和/或物理模型可辨别的装置或其它元件的物理性质的可测量。参数可具有离散值，例如“1”或“0”，或它的值可无限可变地变化。

本发明描述了一种用于监测和评估直流电源10的实施例的过程，并且该过程包括根据充电-放电曲线来确定并采用全电池开路电压(OCV)和半电池OCV。全电池OCV和半电池OCV有利地用于估计直流电源10的电池化学计量比。这包括监测寿命开始和使用中的单个电极容量和N/P比，包括将车载电池状态估计(BSE)中的使用中OCV偏移特征化。可确定直流电源10的电池平衡，其可用于预测电池性能。这样的结果可支持根本原因分析工作量来识别电池故障机制，诸如发生锂电镀或电极容量损失。该过程可提供用于电池多孔电极模型的基线数据，该模型可用于预测电池性能和早期检测直流电源10中的电池故障的发生。

用于监测和评估直流电源10的实施例的过程提供了确定直流电源10中的正电极12和负电极14的对准的电池诊断工具。这包括确定正电极12和负电极14的寿命开始半电池OCV，其优选地从低速率充电-放电曲线导出。分别参考图3和4以图形示出用于确定正电极和负电极的寿命开始半电池OCV的低速率充电-放电曲线的示例。该过程还包括采用与锂平衡模型相关联的参数的执行和分析，这些参数可用于根据全电池OCV数据来确定电极对准(化学计量比)并且估计单个电极容量和负正(“N/P”)比。描述化学计量比的背景下的电极对准，其指示化学反应中的产物和反应物之间的定量关系。如在本文所采用的，化学计量术语是在放电期间锂从阳极或正电极12转移至阴极或负电极14的量的考量，并且优选地相对于每个电极的总锂存储容量来表达。参考图2和方程1来描述与锂平衡模型相关联的参数的示例。

图2以图形示出了与参考图1描述的直流电源10的实施例相关联的数据100，包括可在锂平衡模型中采用来从全电池OCV数据确定电极对准(化学计量比)并估计单个电极容量和负正(“N/P”)比的数据。锂平衡模型可被表达如下：

U_cell(SOC)＝U_pos(y_f-SOC*(y_f-y_i))-U_neg(x_f+SOC*(x_i-x_f)) [1]

其中：

SOC是直流电源10的充电状态，

Ucell(SOC)是充电状态下的全电池OCV，

Upos是SOC下的正半电池OCV，

Uneg是SOC下的负半电池OCV，

yi是初始正化学计量系数，

yf是最终正化学计量系数，

xi是初始负化学计量系数，并且

xf是最终负化学计量系数。

术语“初始”是指电池充满电时的状态，且“最终”是指电池完全放电时的状态。

图2的水平轴示出了电池电量(Ah)102和SOC(％)104，其中SOC在最大值(100％)与最小值(0％)之间的范围中。绘制结果包括全电池OCV 130、正半电池OCV 110和负半电池OCV 120。左垂直轴106示出了全电池OCV和正半电池OCV的量值，且右垂直轴108示出了负半电池OCV的量值，其中零点标度和左垂直轴的数量级为了说明本文描述的概念的目的而与零点标度和右垂直轴的数量级不同。

正半电池OCV 110(即，Upos)表示正电极(例如，正电极12)与参考电极之间的电势差，且Uneg是负电极与相同参考电极之间的差值。这种情况下的参考电极是锂金属，其具有在该系统中任意描述为0.0V的固定和不变电势。参考电极可由除锂金属以外的材料制成，尽管具有不同的但固定且不变的电势，并且可被替换以达到相同的效果。用于测量正和负半电池OCV的方法和装置是已知的。全电池OCV(即，Ucell)表示正半电池OCV与负半电池OCV之间的算术差值，其可在给定的SOC量值下确定。

正半电池OCV由图2中的线110指示。与正半电池OCV 110相关联的参数包括由点112指示的初始正化学计量系数yi和由点114指示的最终正化学计量系数yf。初始正化学计量系数yi表示在电池SOC＝100％时正电极的初始锂占有分数，并且最终正化学计量系数yf表示在电池SOC＝0％时正电极的最终锂占有分数。负半电池OCV由图2中的线120指示。初始负化学计量系数xi 122表示在SOC＝100％时负电极的初始锂占有分数，并且最终负化学计量系数xf 124表示在SOC＝0％时负电极的最终锂占有分数。初始正化学计量系数yi 112、最终正化学计量系数yf 114、初始负化学计量系数xi 122和最终负化学计量系数xf 124与直流电源10的电极对准有关。还指示正电容140的范围和负容量150的范围。

正电容140基于相对于初始正化学计量系数yi和最终正化学计量系数yf的电池电量(容量)来确定，并且可如下计算：

负电容150基于相对于初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xf的电池电量(容量)来确定，并且可如下计算：

可确定直流电源10的寿命开始点下的SOC处的正半电池OCV(即，Upos)和SOC处的负半电池OCV(即，Uneg)的参数状态。

直流电源10的OCV具有在使用中偏移的趋势。可采用初始正化学计量系数yi、最终正化学计量系数yf、初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xf的使用中状态来监测OCV偏移，所有状态均与直流电源10的电极对准有关。可采用正容量140和负容量150来特征化OCV偏移。

图5以图形方式示出了在寿命开始点处与参考图1描述的直流电源10的实施例相关联的数据。水平轴示出了电池电量(Ah)502。绘制结果包括全电池OCV504、正电池半电池OCV506和负电池半电池OCV508。左垂直轴示出了全电池OCV和正半电池OCV的量值，且右垂直轴示出了负半电池OCV的量值，其中零点标度和左垂直轴的数量级为了说明本文描述的概念的目的而与零点标度和右垂直轴的数量级不同。可通过确定相关状态并采用方程2来确定正容量540，并且可通过确定相关状态并采用方程3来确定负容量550。可采用正电容540和负电容550的重叠来定义电池窗口，其中全电池OCV 504、正半电池OCV506和负半电池OCV 508的未使用部分由虚线指示。

图6以图形方式示出了当参考图1描述的直流电源10在使用中时与该直流电源的实施例相关联的数据，包括充电和放电的重复循环。水平轴示出了电池电量(Ah)602。绘制结果包括全电池OCV 604、正电池半电池OCV 606和负电池半电池OCV 608。左垂直轴示出了全电池OCV和正半电池OCV的量值，且右垂直轴示出了负半电池OCV的量值，其中零点标度和左垂直轴的数量级为了说明本文描述的概念的目的而与零点标度和右垂直轴的数量级不同。可通过确定相关状态并采用方程2来确定正容量640，并且可通过确定相关状态并采用方程3来确定负容量650。可采用正电容640和负电容650的重叠来定义电池窗口，其中全电池OCV 604、正半电池OCV 606和负半电池OCV 608的未使用部分由虚线指示。

可采用与图5的直流电源10的寿命开始相关联的电池窗口525和与图6的直流电源10的使用中性能相关联的电池窗口625之间的比较来特征化OCV偏移并改进与电池状态有关的参数的可预测性。可采用正电容540和负电容550的指示重叠来从全电池OCV数据确定电极对准，其可为化学计量点的指示。

基于初始正化学计量系数yi、最终正化学计量系数yf、初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xi，可如下确定本文称为负/正或“N/P”的比。

N/P比是直流电源10的电池容量(Ah)的指示器。参考图9示出这种关系。

参考方程1和图2描述的锂平衡模型可有利地用于提供参考图1描述的直流电源10的实施例的使用中评估。该评估可包括通过监测状态来特征化直流电源10以确定直流电源10的起始点处的最小SOC与最大SOC之间的多个SOC状态中的每一个的正半电池OCV、负半电池OCV和全电池OCV。图3以图形地示出了用于正半电池OCV 310的特性曲线的示例，其中正半电池OCV是相对于SOC 305而示出。特性曲线优选地采用低充电/放电速率来确定。图4以图形地示出了用于负半电池OCV 410的特性曲线的示例，其中负半电池OCV 410是相对于SOC 405而示出，该SOC 405被绘制在水平轴上。特性曲线优选地采用低充电/放电速率来确定。

包括方程2的锂平衡模型可被转换为包括存储在控制器30的存储器存储装置中的算法和校准系数的可执行代码。可执行锂平衡模型以确定包括初始正化学计量系数yi、最终正化学计量系数yf、初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xf的多个状态，所有这些状态均与在直流电源的寿命开始点处的锂占用分数相关联。这些值可被存储在控制器30的存储器装置34中。

在采用直流电源10的系统的使用中操作期间，全电池OCV的使用中状态可通过直接监测或另一种合适的测量系统来确定。

控制器30可采用方程2的锂平衡模型和全电池OCV的使用中状态来执行优化例程，以确定初始正化学计量系数yi、最终正化学计量系数yf、初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xf。优化例程可为适当的例程，例如采用全电池OCV(即，Ucell(SOC))的使用中状态的最小二乘法最小化方法。优化例程采用全电池OCV的使用中状态以及相对于SOC的正半电池OCV和相对于SOC的负半电池OCV的值来确定使用中状态。

优化例程可被简化使得它找到最终的正化学计量系数yf和初始的负化学计量系数xi的使用中值。图7以图形方式示出了相对于电池容量(Ah)的最终正化学计量系数yf710和初始负化学计量系数xi 720的状态，该电池容量在x轴指示为705并且从左到右减小。电池容量(Ah)指示可被存储在直流电源10上的最大电能量。如所指示的，最终正化学计量系数yf 710和初始负化学计量系数xi 720均随着电池容量(Ah)的减小而减小。图8以图形方式示出了相对于电池电量(Ah)的初始正化学计量系数yi 810和最终负化学计量系数xf820的状态，该电池容量在x轴指示为805并且从左到右减小。如所指示的，初始正化学计量系数yi 810和最终负化学计量系数xf 820均随着电池容量(Ah)的减小而保持不变。因而，初始正化学计量系数yi 810和最终负化学计量系数xf 820可被预校准并存储在存储器装置34中，并且不必被确定为正在使用中。

初始正化学计量系数yi、最终正化学计量系数yf、初始负化学计量系数xi和最终负化学计量系数xf的使用中状态与直流电源10的电极对准相关联，并且可用于计算负正(“N/P”)比，例如，如参考方程4所述。N/P比可用于评估直流电源10，包括评估其使用寿命。

图9以图形方式示出了与参考图1描述的直流电源10的实施例的使用中服务相关联的数据，并且包括N/P比910和电池容量(Ah)920，其相对于使用寿命905(例如，以天为单位)绘制。N/P比的标度在左垂直轴上指示，且电池容量(Ah)的标度在右垂直轴上指示。水平线指示1.0的N/P比。电池容量920被示为随着使用寿命的增加而减小。N/P比长时间大于1.0，并且然后随着电池容量920的减小而开始减小。关键地，当电池容量920是其原始容量的约50％时，N/P比910降低到小于1.0的水平。电池容量920与N/P比910之间的这种关系已经被示为直流电源10的实施例的可重复特性，并且因此可用在车载例程中以非侵入地监测直流电源10。

本文描述的概念说明了计算系统的示例方法，该计算机上存储指令或从与该系统通信的远程控制器接收指令。这些概念可通过计算机算法、机器可执行代码、非暂时性计算机可读介质或被编程至合适的可编程逻辑装置(诸如一个或多个模块、与其通信的服务器、与计算系统和/或服务器通信的移动装置，或其组合)中的软件指令来实施。

根据本发明的实施例可被实施为设备、方法或计算机程序产品。因此，本发明可采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或将软件及硬件方面组合的实施例的形式，这些方面可在本文中称为“模块”或“系统”。另外，本发明可采取以有形表达介质实施的计算机程序产品的形式，该介质中实施计算机可用程序代码。

可利用一个或多个计算机可用或计算机可读介质的任何组合。例如，计算机可读介质可包括便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)装置、只读存储器(ROM)装置、可擦除可编程只读存储器(ROM)EPROM或闪存)装置、便携式光盘只读存储器(CDROM)、光存储装置和磁存储装置中的一个或多个。用于执行本发明的操作的计算机程序代码可以一种或多种程序设计语言的组合来编写。

实施例也可在云计算环境中实施，并且因而可位于远程。在本说明书和以下权利要求书中，“云计算”可被定义为用于实现对可配置计算资源的共享池(例如，网络、服务器、存储装置、应用程序和服务)的普遍、方便、按需网络存取的模型，这些可配置计算资源可经由虚拟化进行快速配置，并以最少的管理工作量或服务提供商交互进行发布，然后进行相应调整。云模型可由各种特性(例如，按需自助服务、广泛的网络存取、资源池、快速弹性、可计量的服务等)、服务模型(例如，软件即服务(“SaaS”)、平台即服务(”PaaS”)、基础架构即服务(“IaaS”)以及部署模型(例如，私有云、社区云、公共云、混合云等)构成。

流程图和流程图中的框图说明了根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能性和操作。关于这一点，流程图或框图中的每个框均可表示模块、代码段或部分，其包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意的是，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可由执行指定功能或作用的基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合来实施。这些计算机程序指令还可被存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实施流程图和/或框图的框或多个框中指定的功能或作用的指令的制品。

详述和图或图式支持并且描述本教导，但是本教导的范围仅仅是由权利要求限定。虽然已详细地描述了用于实行本教导的某些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践随附权利要求书中限定的本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于评估包括正电极和负电极的直流电源的方法，所述方法包括：

确定所述直流电源的寿命开始点处的全电池开路电压(OCV)、相关正半电池开路电压和相关负半电池开路电压；

经由控制器执行锂平衡模型以基于所述直流电源的所述寿命开始点处的所述全电池开路电压、所述正半电池开路电压和所述负半电池开路电压来确定与所述直流电源的电极对准相关联的多个开始状态；

确定所述全电池开路电压的使用中状态；

经由所述控制器采用所述锂平衡模型执行优化例程以基于所述全电池开路电压的所述使用中状态和与电极对准相关联的所述开始状态来确定与所述直流电源的所述电极对准相关联的使用中状态；

基于与所述直流电源的所述电极对准相关联的所述使用中状态来确定负正(“N/P”)比；以及

基于所述负正比来评估电池寿命。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定与电极对准相关联的所述多个开始状态包括确定与所述直流电源的所述寿命开始点处的锂占有分数相关联的初始正化学计量系数、最终正化学计量系数、初始负化学计量系数和最终负化学计量系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定与所述使用中电极对准相关联的所述使用中状态包括确定与所述直流电源使用中的锂占有分数相关联的初始正化学计量系数、最终正化学计量系数、初始负化学计量系数和最终负化学计量系数的使用中值。

4.根据权利要求3所述的方法，包括基于所述初始正化学计量系数、所述最终正化学计量系数、所述初始负化学计量系数和所述最终负化学计量系数的所述使用中值来确定所述负正比。

5.根据权利要求1所述的方法，其中采用低电荷率充电/放电曲线来确定用于确定所述正电极和所述负电极中的每一个的所述全电池开路电压和所述半电池开路电压的数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂平衡模型包括以下方程：

U_ceU(SOC)＝U_pos(y_f-SOC(y_f-y_i))-U_neg(x_f+SOC(x_i-x_f))

其中：

SOC是当前充电状态，

Ucell(SOC)是所述充电状态下的所述全电池开路电压，

Upos是所述充电状态下的所述正半电池开路电压，

Uneg是所述充电状态下的所述负半电池开路电压，

yi是所述初始正化学计量系数，

yf是所述最终正化学计量系数，

xi是所述初始负化学计量系数，并且

xf是所述最终负化学计量系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中采用所述锂平衡模型执行所述优化程序以确定与所述直流电源的所述电极对准相关联的使用中状态包括执行最小二乘法最小化方法以基于所述直流电源的所述全电池开路电压、所述正半电池开路电压和所述负半电池开路电压来确定用于yi、yf、xi、xf的值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述负正比评估电池寿命包括基于所述负正比来评估所述直流电源的剩余使用寿命。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于所述初始正化学计量系数和所述最终正化学计量系数的所述使用中值来确定正充电状态容量；以及

基于所述初始负化学计量系数和所述最终负化学计量系数的所述使用中值来确定负充电状态容量。

10.一种与被设置为监测直流电源的电压表通信的控制器，所述控制器包括指令集，所述指令集可执行以：

确定所述直流电源的寿命开始点处的全电池开路电压(OCV)、相关正半电池开路电压和相关负半电池开路电压；

执行锂平衡模型以基于所述直流电源的所述寿命开始点处的所述全电池开路电压、所述正半电池开路电压和所述负半电池开路电压来确定与所述直流电源的电极对准相关联的多个开始状态；

确定所述全电池开路电压的使用中状态；

采用所述锂平衡模型执行优化例程以基于所述全电池开路电压的所述使用中状态和与电极对准相关联的所述开始状态来确定与所述直流电源的所述电极对准相关联的使用中状态；

基于与所述直流电源的所述电极对准相关联的所述使用中状态来确定负正(“N/P”)比；以及

基于所述负正比来评估电池寿命。