电池设计 · Battery Design

充电策略

上传 1–3 种已测策略,给候选策略排出验证顺序

已有同批次1–3种代表性策略的完整寿命数据,即可对相同任务下的候选策略进行初步排序。计算不使用候选策略的寿命结果或前100圈数据。

  • 1–3种基准策略
  • 可合并重复电芯
  • 候选无需寿命标签
  • 超出范围明确提示

先核对适用条件,再生成候选排序

系统先检查任务条件、协议字段和基准覆盖。条件满足时输出排序,信息不足时说明还需要补充哪些实验。

  1. 01确认任务核对SOC窗口、充放电条件、温度和时间要求
  2. 02检查基准合并重复电芯,评估1–3种已测策略的覆盖情况
  3. 03生成排序只使用候选协议参数和工况,不读取候选寿命
  4. 04给出建议标明优先验证、需要确认或暂不排序

上传策略数据,生成候选优先级

对于尚未完成模型验证的新电芯,可选择最接近的公开参考分支试算。结果会明确标为探索性建议,并提示需要补充的验证。

  1. 1任务条件完整
  2. 21–3种已测策略
  3. 3至少2条候选

尚未选择文件。可以先载入示例查看完整流程。

查看数据要求与适用范围

任务字段:dataset_id、life_unit、cell_design_id、task_id、temperature_c、minimum_charge_fraction、maximum_charge_time_min。

协议字段:charge_c1、charge_c2、discharge_c、起止与切换SOC、电压上下限、CV时长、充电时长;可选charged_ah和max_temperature_c。系统会按倍率与SOC重新核对最短充电时间。

基准与重复:每行用role标记已测基准(support)或待排序候选(candidate)。可提供1–3种基准;同一策略的重复电芯使用相同strategy_id和不同replicate_id,寿命按中位数汇总。候选策略的measured_life_value必须留空。

参考分支:ISU NMC分支使用weeks,固定0.5C放电、4.2/2.5V、CV 0分钟和起始SOC 0;UConn LFP分支使用EFC,固定3.6/2.0V、CV 0分钟和终止SOC 1,支持固定CCCV、SOH降额和两阶段协议。若数据不符合所选分支的固定条件,系统会停止计算并说明原因;候选使用了基准未覆盖的协议结构时,只给探索性排序。

ISU示例:25°C、charge C-rate 0.5–2.5、DOD 0.9583–0.9816。该样例是公开数据历史回放。

数据处理说明CSV 在浏览器里解析,只把解析后的任务条件与策略参数提交计算;提交内容随任务保存在你的历史记录中,原始文件不上传。

候选排序

等待数据
—
基准策略
—
候选策略
—
已覆盖协议族
—
可用基准配对

完成计算后,这里会显示当前首位以及是否需要补充验证。

上传格式正确的CSV后,这里将显示候选顺序、任务条件检查和适用范围。

结果用于候选初筛和实验排期,不代表绝对寿命或安全结论。候选策略的寿命与前100圈数据不参与本次计算。

公开数据验证与适用边界

这一评估流程已在5个公开数据集上回放。每项任务仅使用3条基准策略,并采用与数据条件相匹配的模型分支;不同数据集的指标不作直接横向比较。

指标说明
  • 策略对排序正确率:只统计实测寿命差异超过5%的候选策略对,越高越好
  • Spearman排名相关系数:预测顺序与实测顺序的一致程度,越接近1越好
  • 首选命中:预测第一名是否为实测第一名
  • EFC:等效满循环,UConn基准寿命的计量单位
主案例

UConn:3条基准策略,排序4条候选

从固定CCCV、SOH降额和两阶段协议中各选1条已测策略作为基准,预测另外4条候选的相对顺序。候选实测寿命只在预测完成后用于核对。

候选策略
4
3 条基准之外的留出候选
寿命差异>5%的策略对
5 / 5
排序正确的配对 / 可比较的配对
Spearman
0.80
预测顺序与公开实测顺序的一致程度
首选命中
命中
预测第一名是否为实测第一名
基准策略 · 3条已测策略

三条基准只按协议类型和参数覆盖选择,不查看另外4条候选的寿命结果。

  • G3固定 CCCV用于批次校准
  • G8SOH 降额用于批次校准
  • G13两阶段快充用于批次校准
预测排名协议公开实测排名核对结果
01G5固定 CCCV第 1 名名次一致
02G7SOH 降额第 2 名名次一致
03G6SOH 降额第 3 组(近似并列)实测近似并列
04G15两阶段快充第 3 组(近似并列)实测近似并列

公开实测寿命差不超过5%的候选按近似并列处理,不强行判定先后。

本案例的预测结果在读取候选实测排序前已经固定。模型 three-support-structured-rank 2.0.0-uconnsha256 f2a4d3172f65b343…

预测输入仅包括3条基准策略的寿命,以及所有策略的协议参数和工况;4条候选的寿命与前100圈数据均未使用。

  • 一条曲线仍只能提供探索性推荐。
  • 当前未提供经过覆盖率验证的预测区间。
  • P2D风险筛查待目标电芯参数化,不展示析锂安全通过。
基准设计

三条基准策略怎么选

基准选择只看协议参数和任务边界,不查看候选寿命;优先覆盖不同协议结构,再拉开参数跨度。

先统一任务边界

先统一起止SOC、电压窗口、放电条件和环境,避免把缩短充电任务或一味降低倍率造成的寿命提升误认为策略优势。

多协议族优先覆盖

若候选中包含固定CCCV、降额或多阶段等不同协议结构,3条基准应尽量分别覆盖。

单一协议族拉开跨度

若所有候选属于同一种协议结构,则在参数范围内选择温和、中间和高应力三个代表点。

覆盖外候选先确认

候选超出公开参考数据或3条基准的参数范围时,先补实验确认,不给确定性推荐。

公开验证

多数据集验证结果

5个公开数据集、10个验证任务、114条候选策略。每项任务仅使用3条基准策略,其余候选的寿命和前100圈数据均不参与预测。

查看各数据集指标
公开数据集
5
UConn、Attia、ISU、KIT、Severson
独立验证任务
10
每项任务仅用 3 条基准
候选策略
114
寿命与前 100 圈均不参与预测
1个任务 · 4条候选
UConn LFP
适配验证

跨批次评估,覆盖3种协议结构;作为官网主案例。

100.0%策略对排序正确率 · 5对0.80Spearman
1个任务 · 6条候选
Attia 2020
适配验证

最终实测快充策略;整体顺序较好,首选仍需复核。

88.9%策略对排序正确率 · 9对0.77Spearman
1个任务 · 11条候选
ISU-ILCC NMC
适配验证

固定0.5C放电、近似全DOD,仅比较充电倍率。

87.0%策略对排序正确率 · 46对0.74Spearman
4个任务 · 31条候选
KIT
探索验证

分别在0、10、25和40°C评估;首选稳定性仍需提高。

82.1%策略对排序正确率 · 106对0.80Spearman
3个任务 · 62条候选
Severson
严格跨批次

三个批次分别整批留出;Batch 2和3的整体排序仍需改进。

70.1%策略对排序正确率 · 595对0.54Spearman

各数据集的电芯、工况和任务不同,指标不作直接横向排名。KIT的首选命中仍不稳定;Severson Batch 2和Batch 3需要补充基准后再用于完整排序。

边界识别

哪些情况需要补充验证

当存在批次差异、基准信息不足或温度迁移时,结果会明确标记需要补充验证,不强行给出确定结论。

查看任务明细与原因
任务候选策略对正确率Spearman首选判断
Severson Batch 11986.3%0.83命中通过
Severson Batch 23864.5%0.28未命中需补充验证
Severson Batch 3562.5%0.50命中需补充验证:仅首选命中
KIT 0°C892.9%0.95未命中排序较好,首选未命中
KIT 10°C983.3%0.87未命中需补充验证
KIT 25°C693.3%0.94命中通过
KIT 40°C863.0%0.43未命中需补充验证
需补充验证Severson Batch 238条候选策略;寿命差异超过5%的策略对中,排序正确率为64.5%,Spearman为0.28,首选未命中。
观察到什么

为避免信息泄漏,验证时已从训练批次中剔除与目标批次同名的充电协议。目标批次只提供3条基准,且不少候选的参数超出源数据范围,因此现有信息不足以稳定重建该批次的协议—寿命关系。目前只能确认这是跨批次迁移问题,不能把误差归因于某一种老化机理。

处理方式

增加覆盖不同参数区间的同批次基准;对覆盖外候选给出不确定性提示或停止推荐,再评估批次差异和非线性响应。

需补充验证Severson Batch 35条候选策略;寿命差异超过5%的策略对中,排序正确率为62.5%,Spearman为0.50。首选命中,但其余4条存在明显错序。
观察到什么

3条基准中有两条实测寿命分别为867和866.5圈,几乎相同,因此只能形成2个可用配对。候选策略已有4–8只重复电芯,结果较弱不能主要归因于单电芯噪声;更直接的原因是3条基准不足以识别两段倍率与切换SOC之间的非线性关系。

处理方式

当基准寿命近似并列时,先追加第4或第5条信息量较高的基准,再输出完整排序。在此之前只能确认首选命中,不能认为整体排序通过。

需补充验证KIT 40°C8条候选策略;寿命差异超过5%的策略对中,排序正确率为63.0%,Spearman为0.43,首选未命中。
观察到什么

该组数据同时改变充电倍率、放电倍率和SOC/DoD,并非严格相同的充电任务。高温下,协议与温度的相互影响也无法用3条基准稳定识别。由于输入中没有实测温升、电压曲线或阻抗,其他温度下学到的关系不能直接迁移到40°C。

处理方式

先固定放电条件和SOC窗口,再比较充电策略;同时补充40°C基准和实测热—电特征。在此之前不输出确定的首选策略。

适用范围与当前边界

  • 当起止SOC、放电条件、环境和充电任务可比时,可用1–3种代表性策略为候选排序。3种基准且覆盖充分时证据最完整;只有1–2种时,结果主要用于安排下一项实验。
  • 全新电芯可基于最接近的公开分支获得探索性排序,但不能视为该设计已经完成模型验证。当前不提供绝对寿命、安全认证或热失控结论。
  • 结果用于候选初筛和实验排期,不代表绝对寿命或安全结论。候选策略的寿命与前100圈数据不参与本次计算。
  • 各数据集的电芯、工况和任务不同,指标不作直接横向排名。KIT的首选命中仍不稳定;Severson Batch 2和Batch 3需要补充基准后再用于完整排序。