NASA电池数据集详解：老化、工况与预测分析

“NASA电池数据集是针对电池老化研究的一个重要数据资源，包含多个电池编号的详细测试数据。这些数据集主要用于分析电池在不同环境条件和工作模式下的老化过程，以及预测电池的状态-of-charge (SOC)和剩余使用寿命(RUL)。” NASA电池数据集详尽地记录了电池在多种测试条件下的行为，这些条件包括但不限于温度变化和不同的充放电模式。数据集中的每个电池编号对应一系列实验，例如BatteryAgingARC-FY08Q4，BatteryAgingARC_25_26_27_28_P1，BatteryAgingARC_25-44等，涵盖了不同的电池编号范围。这些实验通常在室温和高温环境下进行，以研究温度对电池性能和老化的影响。 在实验过程中，电池经历了恒定电流(CC)充电和放电阶段。充电阶段以1.5A的电流持续到电池电压达到4.2V，随后进入恒定电压(CV)模式，直至充电电流降至20mA。放电阶段则根据电池编号的不同，有不同的终止电压，如5号电池的2.7V，2.5V，2.2V和2.5V，以及25至28号电池的2.0V，2.2V，2.5V和2.7V。 除了常规的充放电测试，数据集还包含了电化学阻抗谱(EIS)测量，这有助于研究电池内部参数随老化的变化。EIS测量可以揭示电池内部电阻和电容的变化，对于理解和预测电池性能衰退至关重要。 实验的终止条件是电池达到寿命终止标准，即额定容量下降30%，从2Ahr降至1.4Ahr。这意味着当电池的性能显著下降时，实验结束，这为评估电池的老化程度提供了依据。 数据集的主要用途在于预测电池的SOC和RUL。通过对不同工况下电池性能的分析，研究人员可以建立模型来预测电池在实际应用中的状态和剩余使用寿命，这对于电池管理系统(BMS)的设计和优化至关重要。 在BatteryAgingARC_25-44的实验中，25、26、27和28号电池在放电阶段采用了4A、50%占空比的0.05Hz方波负载，这种负载方式模拟了更复杂的使用场景，增加了数据分析的复杂性和实用性。 NASA电池数据集为电池老化研究提供了丰富的数据资源，不仅涵盖了基本的充放电循环，还包括了高级的EIS测量，这使得研究人员能够深入理解电池老化机理，从而开发出更高效、更耐用的电池技术。同时，这个数据集也是学术界和工业界进行电池性能建模和预测的重要工具。