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固体电子学研究与进展 2012年第5期32卷 451-455页

作者：刘海浪张瑞宾黄以平彭治国蔡卓康桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 桂林电子科技大学信息科技学院桂林541004 桂林电子科技大学教学实践部桂林541004

针对电子束辐照损伤效应对大功率LED寿命退化影响的问题提出了空间辐射环境的地面等效模拟试验方法,应用电子束辐照加速器对大功率LED进行了不同参数的辐照实验,并利用蒙特卡洛模拟方法研究了电子束在LED芯片中的射程和能量损失分布,最... 详细信息

针对电子束辐照损伤效应对大功率LED寿命退化影响的问题提出了空间辐射环境的地面等效模拟试验方法,应用电子束辐照加速器对大功率LED进行了不同参数的辐照实验,并利用蒙特卡洛模拟方法研究了电子束在LED芯片中的射程和能量损失分布,最后应用LED寿命测试系统对辐照前后的LED进行了加速老化实验,分析并预测了不同能量的电子束辐照对LED寿命的影响,为空间服役的大功率LED器件的寿命预测提供了理论依据。

关键词：电子束辐照蒙特卡洛辐照损伤寿命退化

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锂离子电池加速寿命预测及寿命退化研究

锂离子电池加速寿命预测及寿命退化研究

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作者：李锦陕西科技大学

学位级别：硕士

锂离子电池具有低成本、高能量密度和长循环寿命等优点,广泛应用于电动汽车、智能电网、航空航天等领域,在实际使用过程中,电池的性能会逐渐退化,提前获得电池的寿命对于系统的可靠运行具有重要意义。然而,伴随着具有长寿命电池的不断开... 详细信息

锂离子电池具有低成本、高能量密度和长循环寿命等优点,广泛应用于电动汽车、智能电网、航空航天等领域,在实际使用过程中,电池的性能会逐渐退化,提前获得电池的寿命对于系统的可靠运行具有重要意义。然而,伴随着具有长寿命电池的不断开发,在标称的工作条件下基于电池长期历史数据对其寿命进行预测需要较长的时间,这样会延迟对电池的性能反馈,不利于加快新技术的开发和验证。为此,本文从加速应力工作环境下加速电池充放电循环出发,使用能够表征电池退化的早期循环数据以减少所需的电池循环周期数来加快电池寿命预测,并采用优化充电策略减小电池在加速循环下产生的寿命退化加快的问题。本文的主要研究内容有以下四个方面。(1)锂离子电池工作原理及退化机理分析简要概述锂离子电池内部结构和充放电工作原理,介绍了锂离子电池容量、电压、充放电倍率等性能参数,从锂离子电池退化引起的固体电解质界面(SEI)生长、电解质氧化、锂镀层三个方面分析电池的退化机制,讨论了影响锂离子电池退化的内部因素和外部因素,分析增大充放电倍率能加速电池退化的原因。(2)基于极限梯度提升算法的锂离子电池寿命预测针对当前锂离子电池寿命预测时间长,成本高的问题,以在较大充电倍率下加速循环的锂离子电池为研究对象,从电池电压-容量曲线和容量增量曲线分析电池早期循环阶段与电池寿命退化密切相关的特征信息,并提取三个能够表征电池寿命退化的特征参数作为预测模型输入。为建立电池特征参数与电池寿命的映射关系,搭建集成学习的极限梯度提升(XGBoost)预测模型,通过关注预测值与真实值的残差不断提升模型的学习精度有效学习锂离子电池复杂的非线性行为,并由鲸鱼优化算法优化预测模型的超参数,提高模型的预测精度,预测结果显示加速循环下的电池早期循环数据可以较为精确的预测电池寿命,所搭建的极限梯度预测模型误差在4%以内。(3)基于贝叶斯算法的锂离子电池寿命退化改进针对加速应力下电池寿命退化加快的问题,根据电池自身的物理及化学反应特性,搭建锂离子电池电-老化耦合模型估计电池内部状态,由耦合模型确定电池在高倍率充电参数空间中电池寿命损耗的优化目标,并建立目标函数,运用贝叶斯算法的概率代理模型拟合目标函数,并计算均值和方差不断评估目标函数的后验分布,通过迭代寻优确定目标函数的最佳值,找到加速循环下寿命损耗最小的多级恒流充电策略,优化结果显示在该充电策略下锂离子电池充电结束时的寿命损耗为0.8497%,并与传统充电策略对比得到本文采用优化充电策略减小了加速循环导致的锂离子电池寿命退化。(4)锂离子电池加速寿命实验及寿命预测模型验证基于充电倍率这一加速因子对一组容量为1.1Ah的锂离子电池展开加速寿命实验,搭建电池寿命测试实验平台,根据实验要求设计锂离子电池充放电模块,对模块的主电路、采集电路、充放电电路等电路的原理及器件选型进行分析和介绍,绘制PCB线路板并完成充放电试验样机的制作。通过连接电池和上位机在恒温环境下对锂离子电池进行充放电测试,测试得到不同大充电倍率下的锂离子电池寿命信息,结合本文采用的极限梯度提升寿命预测模型对锂离子电池进行寿命预测,实验结果表明,预测误差小于7%,所采用的预测模型能够实现电池寿命的可靠预测。

关键词：锂离子电池早期循环数据寿命预测寿命退化极限梯度提升算法贝叶斯优化

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电子束辐照对大功率白光LED寿命退化影响

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桂林航天工业学院学报 2014年第1期19卷 16-19页

作者：张瑞宾桂林航天工业学院汽车工程系广西桂林541004

论文采用了理论与实验相结合的方法,研究了电子束辐照对大功率白光LED寿命退化的影响。在寿命/可靠性实验设备上,对辐照后的大功率LED进行电流加速老化实验,并结合相应的寿命模型,对其寿命进行了预测,通过与未受辐照的大功率LED的寿命... 详细信息

论文采用了理论与实验相结合的方法,研究了电子束辐照对大功率白光LED寿命退化的影响。在寿命/可靠性实验设备上,对辐照后的大功率LED进行电流加速老化实验,并结合相应的寿命模型,对其寿命进行了预测,通过与未受辐照的大功率LED的寿命进行对比,实验结果表明电子束辐照效应会对大功率LED寿命造成严重影响,使其寿命大幅衰减。

关键词：电子束辐照大功率LED 电流加速寿命退化

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