CN113655315B

CN113655315B - 超级电容剩余寿命综合评估方法、系统、装置及介质

Info

Publication number: CN113655315B
Application number: CN202110922652.0A
Authority: CN
Inventors: 王钢; 俞鹏飞; 汪隆君
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2021-08-12
Filing date: 2021-08-12
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2041-08-12
Also published as: CN113655315A

Abstract

本发明公开了一种超级电容剩余寿命综合评估方法、系统、装置及介质，其中方法包括：采集超级电容的电压、电流，以及环境温度；识别超级电容的每段日历区间和每个循环，计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，以及计算每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值；结合每段日历区间和每个循环，以及预设的损耗加速系数，计算超级电容当前时刻的寿命损耗总额；根据寿命损耗总额获得所述超级电容的剩余寿命。本发明综合了影响超级电容寿命损耗的日历和循环两种不同老化因素，更完整地考虑了实际工作条件，因此寿命损耗计算更加准确，从而更加准确地评估实际工况中超级电容的剩余寿命，可广泛应用于超级电容技术领域。

Description

超级电容剩余寿命综合评估方法、系统、装置及介质

技术领域

本发明涉及超级电容技术领域，尤其涉及一种超级电容剩余寿命综合评估方法、系统、装置及介质。

背景技术

超级电容器，也被称为双电层电容器(EDLCs)，通过提供比传统静电电容器和电解电容器更高的能量密度和比电池和燃料电池更高的功率密度，填补了能源存储技术的空白，被广泛应用于交通运输、电力、工业机械、消费电子等多个领域。

超级电容在使用过程中，随着充放电循环次数增加，其电荷存储性能会降低。超级电容在各类应用中多用于短时高功率能量释放与回收、备用电源等用途，一旦寿命终止，可能会导致整个应用系统无法工作。因此迫切需要对超级电容进行循环寿命预测，以实现故障预警和预防性维护，降低整个应用系统的故障发生率。

现有技术提出了一种考虑环境温度的超级电容循环寿命预测方法，该方法根据固定环境温度下超级电容的剩余循环次数。但是，该方法仅适用于环境温度恒定情况下的超级电容循环寿命预测，不能用于环境温度变化时的循环寿命预测。更重要的是，该方法忽略了实际中，超级电容的循环工况(放电深度、放电倍率等)是变化的，因此得到的结果适用性非常有限。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种超级电容剩余寿命综合评估方法、系统、装置及介质。

本发明所采用的技术方案是：

一种超级电容剩余寿命综合评估方法，包括以下步骤：

对处于实际循环工况下的超级电容，采集超级电容的电压、电流，以及环境温度；

根据电压的曲线，识别超级电容的每段日历区间和每个循环，计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，以及计算每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值；所述循环为充放电循环；

结合每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值，以及预设的损耗加速系数，计算超级电容当前时刻的寿命损耗总额；

根据寿命损耗总额获得所述超级电容的剩余寿命。

进一步，所述超级电容循环寿命预测方法还包括获取损耗加速系数的步骤，包括：

获取M*N个超级电容，在标准环境温度下对M*N个超级电容进行测试，获得超级电容的初始等效串联电阻和初始电容值；

将M*N个超级电容分为M组，每组超级电容在不同的工况环境下进行循环充放电试验，直到试验终止后，获得每个超级电容的循环寿命值；其中工况环境包括环境温度、放电深度和放电倍率三个因素；

根据每个超级电容的循环寿命值，计算每组超级电容的平均寿命，根据M组超级电容的平均寿命获得不同放电深度对应的第一损耗加速系数，以及不同放电倍率对应的第二损耗加速系数；

其中，所述循环寿命值为超级电容的循环次数。

进一步，所述超级电容的循环终止条件为：超级电容的等效串联电阻为初始等效串联电阻的两倍，或超级电容的电容值为初始电容值的0.7倍。

进一步，所述M为7，7组超级电容对应的不同工况环境，包括：

第一组：环境温度为25℃，放电电流为0.5*I_CMAX，放电结束电压为0.125*V_R；

第二组：环境温度为25℃，放电电流为0.5*I_CMAX，放电结束电压为0.375*V_R；

第三组：环境温度为25℃，放电电流为0.5*I_CMAX，放电结束电压为0.625*V_R；

第四组：环境温度为25℃，放电电流为0.5*I_CMAX，放电结束电压为0.875*V_R；

第五组：环境温度为25℃，放电电流为I_CMAX，放电结束电压为0.125*V_R；

第六组：环境温度为25℃，放电电流为1.5*I_CMAX，放电结束电压为0.125*V_R；

第七组：环境温度为25℃，放电电流为2*I_CMAX，放电结束电压为0.125*V_R；

其中，I_CMAX为最大连续电流，V_R为额定电压。

进一步，所述根据每个超级电容的循环寿命值，计算每组超级电容的平均寿命，根据M组超级电容的平均寿命获得不同放电深度对应的第一损耗加速系数，以及不同放电倍率对应的第二损耗加速系数，包括：

根据每个超级电容的循环寿命值，计算每组超级电容的平均寿命，各组超级电容的平均寿命为CL_{avek(k＝1,2,…,7)}；

设第一组工况环境为标准循环工况，超级电容的初始循环寿命CL₀＝CL _ave1；

根据第一组工况环境、第二组工况环境、第三组工况环境以及第四组工况环境下的超级电容的平均寿命，计算获得四个不同放电深度下对应的第一损耗加速系数，记为B_1＝1，B_2＝CL_ave2/CL_ave1，B_3＝CL_ave3/CL_ave1，B_4＝CL_ave4/CL_ave1；

根据第一组工况环境、第五组工况环境、第六组工况环境、第七组工况环境下的超级电容的平均寿命，计算获得四个不同放电倍率下对应的第二损耗加速系数，记为D_1＝1，D_2＝CL_ave5/CL_ave1，D_3＝CL_ave6/CL_ave1，D_4＝CL_ave7/CL_ave1。

进一步，所述寿命损耗总额通过以下公式计算获得：

其中，A、B、C分别表示超级电容对应于环境温度、放电深度和放电倍率的加速系数；T_r＝25℃，T’＝10℃；T_x表示环境温度；x表示循环的次数；y表示日历区间的段数；CL₀表示初始循环寿命；FL₀表示初始日历寿命；D表示超级电容在浮充区间对应于电压的加速系数；TL_y表示每段日历区间的时长；V_y表示浮充电压平均值，T_y表示日历区间的环境温度平均值。

进一步，B_x和C_x的表达式如下：

其中，DoD_x表示每个循环内的放电深度，IM_x表示每个循环内的放电倍率。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种超级电容剩余寿命综合评估系统，包括以下步骤：

工况采集模块，对处于实际循环工况下的超级电容，采集超级电容的电压、电流，以及环境温度；

因素计算模块，根据电压的曲线，识别超级电容的每段日历区间和每个循环，计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，以及计算每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值；

损耗计算模块，结合每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值，以及预设的损耗加速系数，计算超级电容当前时刻的寿命损耗总额；

寿命计算模块，根据寿命损耗总额获得所述超级电容的剩余寿命。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种超级电容剩余寿命综合评估装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。

本发明的有益效果是：本发明综合了影响超级电容寿命损耗的日历(环境温度和浮充电压)和循环(环境温度、放电深度和放电倍率)两种不同老化因素，更完整地考虑了实际工作条件，因此寿命损耗计算更加准确，从而更加准确地评估实际工况中超级电容的剩余寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1是本发明实施例中一种超级电容剩余寿命综合评估方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例中超级电容的RC等效电路模型示意图；

图3是本发明实施例中一种超级电容剩余寿命综合评估方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1和图3所示，本实施例提供一种超级电容剩余寿命综合评估方法，包括以下步骤：

S1、获取超级电容的损耗加速系数。

超级电容的RC等效电路模型如图2所示，该模型由一个理想电容器和一个表示超级电容中所有非理想现象的串联电阻组成。对于所有超级电容，其在使用过程中都会不断老化，表现为电容减小，串联电阻增大。其中，电容的降低是由于有机电解质的降解阻碍了电极的多孔性，电阻的增加则归因于多孔电极结构、固体电解质界面(SEI)层的形成以及电解质的导电性导致分布电阻的增加。当电容减小30％或串联电阻增大一倍时，超级电容寿命终止。

超级电容的工作形式(或老化因素)整体可分为两种，日历(相当于浮充)和循环。

在日历过程中，超级电容的老化速率主要与环境温度、浮充电压等有关系。通常，环境温度每升高10℃，超级电容老化速率便增大一倍。浮充电压每增大0.1V，超级电容老化速率便增大一倍。

在循环过程中，超级电容的老化速率主要与环境温度、放电深度、放电倍率等有关系。通常，环境温度每升高10℃，超级电容老化速率便增大一倍。放电深度和放电倍率增大对老化速率的影响程度与超级电容的具体规格有关，需要通过试验方式确定。

超级电容在出厂或使用开始时具有一个初始寿命Lp₀(设定为比例，为100％)，对应于标准日历工况(25℃，额定电压)时的初始日历寿命可记为FL₀(时间，单位为h)，可通过产品手册直接获得或换算获得；对应于标准循环工况(25℃，87.5％放电深度，1倍放电倍率)时的初始循环寿命可记为CL₀(循环数，单位为个)，可通过同规格产品的日历寿命试验和循环寿命试验测得。当超级电容开始使用时，其工况(包括日历时的环境温度、浮充电压和循环时的环境温度、放电深度、放电倍率)不断变化，因此在每段日历区间和每个循环的老化速率(或寿命损耗速率)也不同。如果对超级电容自开始使用以来的日历工况(环境温度和浮充电压)和循环工况(环境温度、放电深度和放电倍率)进行在线监测，分别计算超级电容在每段日历区间和每个循环的对应工作条件下的老化加速系数和寿命损耗，然后不断累加，即可得到超级电容从开始使用到当前时刻的寿命损耗总额Lp_loss(设定为比例，0～100％)，最后与初始寿命Lp₀(100％)相减，即可得到超级电容当前时刻的剩余寿命Lp_remain(设定为比例，0～100％)。通过换算，也可获得超级电容对应于标准日历工况的剩余日历寿命FL_remain和对应于标准循环工况的剩余循环寿命CL_remain。因此，通过工作条件(包括日历时的环境温度、浮充电压和循环时的环境温度、放电深度、放电倍率)在线监测与计算，即可以实时评估超级电容的剩余寿命。

其中，步骤S1中通过以下步骤S11-S13获取循环中的损耗加速系数：

S11、获取M*N个超级电容，在标准环境温度下对M*N个超级电容进行测试，获得超级电容的初始等效串联电阻和初始电容值。

在一些可选的实施例中，M为7，N为大于6的整数，这里需要注意的是，M和N的取值并不是固定的，可根据实际的需求选择，其中，M和N的值越大，试验结果越准确。

本实施例中，取同样品牌规格的数量为7N(建议N>6)的超级电容，在25℃环境下对7N只超级电容进行测试(不同厂家的超级电容测试方法不一致，因此具体测试流程以及参数设置等可根据产品手册所述进行。如产品手册无说明，则根据IEC 62576进行)，得到7N个超级电容的ESR(等效串联电阻)和C(电容值)，分别记为ESR_i0(i＝1,2,…,7N)和C_i0(i＝1,2,…,7N)。

S12、将M*N个超级电容分为M组，每组超级电容在不同的工况环境下进行循环充放电试验，直到试验终止后，获得每个超级电容的循环寿命值；其中工况环境包括环境温度、放电深度和放电倍率三个因素。

将7N个超级电容分为7组(第一组1<i≤N，第二组N+1<i≤2N，…，第7组6N+1<i≤7N)，均在25℃环境下进行恒流充放电循环试验，试验条件设置如表1所示。

表1恒流充放电循环试验条件设置

组别	充电电流	放电电流(倍率)	放电开始电压	放电结束电压
					1	I<sub>CMAX</sub>	0.5*I<sub>CMAX</sub>(1倍)	V<sub>R</sub>	0.125*V<sub>R</sub>
2	I<sub>CMAX</sub>	0.5*I<sub>CMAX</sub>(1倍)	V<sub>R</sub>	0.375*V<sub>R</sub>
					3	I<sub>CMAX</sub>	0.5*I<sub>CMAX</sub>(1倍)	V<sub>R</sub>	0.625*V<sub>R</sub>
4	I<sub>CMAX</sub>	0.5*I<sub>CMAX</sub>(1倍)	V<sub>R</sub>	0.875*V<sub>R</sub>
					5	I<sub>CMAX</sub>	I<sub>CMAX</sub>(2倍)	V<sub>R</sub>	0.125*V<sub>R</sub>
6	I<sub>CMAX</sub>	1.5*I<sub>CMAX</sub>(3倍)	V<sub>R</sub>	0.125*V<sub>R</sub>
					7	I<sub>CMAX</sub>	2*I<sub>CMAX</sub>(4倍)	V<sub>R</sub>	0.125*V<sub>R</sub>

其中，I_CMAX为最大连续电流，可通过产品手册获得，如有不同温度下的多个值，可取其中最低温度下的对应值；V_R为额定电压，可通过产品手册获得。

每1000个循环后，对7组样品做一次测试，获得其ESR和C，根据测试次数分别记为ESR_ij(i＝1,2,…,7N；j＝1,2,3,…j_max)和C_ij(i＝1,2,…,7N；j＝1,2,3,…j_max)。当ESR_ij＞2ESR_i0或C_ij＜0.7*C_i0时，第i个超级电容终止试验，且取CL_i＝1000*j作为第i个超级电容的循环寿命评估值。直到所有7N个超级电容的寿命CL_i(i＝1,2,…,7N)全部得到时，试验终止。

S13、根据每个超级电容的循环寿命值，计算每组超级电容的平均寿命，根据M组超级电容的平均寿命获得不同放电深度对应的第一损耗加速系数，以及不同放电倍率对应的第二损耗加速系数；其中，所述循环寿命值为超级电容的循环次数。

分组计算7组超级电容的平均寿命，分别记为CL_avek(k＝1,2,…,7)＝sum(CL_i，(k-1)N+1<i≤kN)/N。其中，CL₀＝CL _ave1作为该规格超级电容在标准循环工况(25℃，87.5％放电深度，1倍放电倍率)的初始循环寿命。计算不同放电深度对应的加速系数，分别记为B_1＝1，B_2＝CL_ave2/CL_ave1，B_3＝CL_ave3/CL_ave1，B_4＝CL_ave4/CL_ave1；计算不同放电倍率对应的加速系数，分别记为D_1＝1，D_2＝CL_ave5/CL_ave1，D_3＝CL_ave6/CL_ave1，D_4＝CL_ave7/CL_ave1。

S2、对处于实际循环工况下的超级电容，采集超级电容的电压、电流，以及环境温度。

对处于实际循环工况下的超级电容，从其开始使用时刻起，通过数据采集卡和传感器在线实时采集其电压v、环境温度T和电流i，传送到计算机及其存储单元。

S3、根据电压的曲线，识别超级电容的每段日历区间和每个循环，计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，以及计算每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值。

根据电压v的曲线识别每段日历区间和每个循环。规则为，当同时满足条件①电压v>0.9V_R；②电流i(绝对值)<0.01*I_CMAX时，该段识别为日历区间；其余则归为循环。

每段日历区间序号依次为y(y＝1,2,3,…)；计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，分别依次记为TL _y(y＝1,2,3,…)、V _y(y＝1,2,3,…)和T_y(y＝1,2,3,…)。

每个循环序号依次为x(x＝1,2,3,…)；计算每个循环内的放电深度＝(放电开始电压-放电结束电压)/额定电压，依次记为DoD_x(x＝1,2,3,…)；计算每个循环内的放电倍率＝放电电流平均值/0.5*I_CMAX，依次记为IM_x(x＝1,2,3,…)。其中，采集时指定放电电流方向为正，计算正值部分的平均值即为放电电流平均值。计算每个循环内的环境温度取平均值，对应依次记为T_x(x＝1,2,3,…)。

S4、结合每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值，以及预设的损耗加速系数，计算超级电容当前时刻的寿命损耗总额。

计算超级电容自开始使用到当前时刻的寿命损耗总额Lp_loss(设定为比例，0～100％)，基于公式：

其中，A、B、C、D分别表示超级电容对应于环境温度、放电深度、放电倍率和浮充电压的加速系数，T_r＝25℃，T’＝10℃，V_r为额定电压，由产品手册获得。A＝2，D＝2，B_x和C_x由如下分段函数给出：

S5、根据寿命损耗总额获得超级电容的剩余寿命。

将初始寿命Lp₀(100％)减去自开始使用到当前时刻的寿命损耗总额Lp_loss，即得到当前时刻的超级电容剩余寿命Lp_remain(设定为比例，0～100％)。通过换算，也可获得超级电容对应于标准日历工况的剩余日历寿命FL_remain＝Lp_remain*FL₀和对应于标准循环工况的剩余循环寿命CL_remain＝Lp_remain*CL₀。

综上所述，本实施例的方法相对于现有技术，具有如下有益效果：

(1)本实施例方法能够对处于由日历和循环共同组成工况下的超级电容，根据实际条件实时评估其剩余寿命。

(2)本实施例方法将日历和循环共同作为超级电容寿命损耗影响因素，其中日历考虑环境温度和浮充电压，循环考虑环境温度、放电深度和放电倍率，通过计算超级电容自开始使用以来每段日历区间和每个循环下的寿命损耗及累计，然后结合该款超级电容在标准日历工况(25℃，额定电压)和标准循环工况(25℃，100％放电深度，1倍放电倍率)寿命试验测得的产品寿命数据，实时计算超级电容在实际工作条件下的剩余寿命比例，并通过剩余日历时间和剩余循环次数两种形式给出剩余寿命评估结果。该方法综合了影响超级电容寿命损耗的日历(环境温度和浮充电压)和循环(环境温度、放电深度和放电倍率)两种不同老化因素，更完整地考虑了实际工作条件，因此寿命损耗计算更加准确，从而更加准确地评估实际工况中超级电容的剩余寿命。

本实施例还提供了一种超级电容剩余寿命综合评估系统，包括以下步骤：

本实施例的一种超级电容剩余寿命综合评估系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

本实施例还提供了一种超级电容剩余寿命综合评估装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现图1所示方法。

本实施例的一种超级电容剩余寿命综合评估装置，可执行本发明方法实施例所提供的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

本实施例还提供了一种存储介质，存储有可执行本发明方法实施例所提供的一种超级电容剩余寿命综合评估方法的指令或程序，当运行该指令或程序时，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据电压的曲线，识别超级电容的每段日历区间和每个循环，计算每段日历区间的时长、浮充电压平均值和环境温度平均值，以及计算每个循环内的放电深度、放电倍率和环境温度平均值；

根据寿命损耗总额获得所述超级电容的剩余寿命；

所述寿命损耗总额通过以下公式计算获得：

其中，A、B、C分别表示超级电容在循环内对应于环境温度、放电深度和放电倍率的加速系数；T_r＝25℃，T’＝10℃；T_x表示循环的环境温度平均值；x表示循环的次数；y表示日历区间的段数；CL₀表示初始循环寿命；FL₀表示初始日历寿命；D表示超级电容在浮充区间对应于电压的加速系数；TL_y表示每段日历区间的时长；V_y表示浮充电压平均值，T_y表示日历区间的环境温度平均值。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，所述超级电容循环寿命预测方法还包括获取损耗加速系数的步骤，包括：

其中，所述循环寿命值为超级电容的循环次数。

3.根据权利要求1所述的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，所述超级电容的循环终止条件为：超级电容的等效串联电阻为初始等效串联电阻的两倍，或超级电容的电容值为初始电容值的0.7倍。

4.根据权利要求2所述的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，所述M为7，7组超级电容对应的不同工况环境，包括：

其中，I_CMAX为最大连续电流，V_R为额定电压。

5.根据权利要求1所述的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，所述根据每个超级电容的循环寿命值，计算每组超级电容的平均寿命，根据M组超级电容的平均寿命获得不同放电深度对应的第一损耗加速系数，以及不同放电倍率对应的第二损耗加速系数，包括：

设第一组工况环境为标准循环工况，超级电容的初始循环寿命CL₀＝CL_ave1；根据第一组工况环境、第二组工况环境、第三组工况环境以及第四组工况环境下的超级电容的平均寿命，计算获得四个不同放电深度下对应的第一损耗加速系数，记为B_1＝1，B_2＝CL_ave2/CL_ave1，B_3＝CL_ave3/CL_ave1，B_4＝CL_ave4/CL_ave1；

6.根据权利要求1所述的一种超级电容剩余寿命综合评估方法，其特征在于，B_x和C_x的表达式如下：

7.一种超级电容剩余寿命综合评估系统，其特征在于，包括以下步骤：

寿命计算模块，根据寿命损耗总额获得所述超级电容的剩余寿命；

所述寿命损耗总额通过以下公式计算获得：

8.一种超级电容剩余寿命综合评估装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-6任一项所述方法。

9.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述方法。