多次運行之階梯應力趨勢更新模型的建構並應用於可充式電池壽命評估 (統計所/徐南蓉教授&曾勝滄教授)

 

系所:統計與數據科學研究所            教師姓名:徐南蓉教授&曾勝滄教授

發表期刊:The Annals of Applied Statistics

標題:多次運行之階梯應力趨勢更新模型的建構並應用於可充式電池壽命評估

摘要:在製造產業中,如何能以有限成本及時評估高可靠度產品的壽命,是項具挑戰性的課題。本文以可充電鋰離子電池為例,提出一種多次運行k階梯加速應力之試驗設計,透過重複運行過程中施加不同的應力條件,收集並分析可重複使用之高可靠產品的壽命衰退過程。此研究中,電池容量隨充放電循環的變化趨勢被視為隨機過程,藉由導入趨勢更新過程模型(trend-renewal process, TRP)進行電池容量的衰退行為與加速應力之關聯性描述。並進一步使用累積曝露的馬可夫性質,將多次運行 k 階階梯應力 TRP 模型轉換為對應的 固定應力 TRP 模型,使參數估計問題得以簡化。藉由最大概似估計,我們可推論電池於正常使用條件下的性能終止時間,並量化其不確定性。研究結果顯示,所提出的方法能有效提升可重複使用產品的壽命評估之效率與準確性。