从电池群轨迹到单电芯保障：用于电池 SOH 监测的分层加权保形预测

arXiv:2610.41696v1 公告类型：新稿 摘要：保形预测给出的区间预测通常被解读为“90% 的覆盖率”，但在嵌套结构的电池数据中，这一数字保障的是电池群的平均水平，而非单个电芯。我们按照预注册的三级报告方案（电池群、批次、电芯），在 124 个公开的 LFP 电芯上测量了这一差距：合并覆盖率看似良好（不同数据划分下为 0.875–0.906），但表现最差电芯的覆盖率仅为 0.1%–2%；我们还针对标称水平进行了精确二项检验。随后，我们使用分层加权保形预测引擎弥补了部分差距，其权重仅使用在预测时冻结的辅助信息——签名特征、批次标签、循环索引——且从不使用残差。预注册的修复判据得到满足：电芯覆盖率的第 10 百分位数从 0.750 升至 0.830（弥补了 53% 的差距），最差电芯的覆盖率从 0.642 升至 0.694，同时无需暂缓任何预测，敏感性谱也保持平坦。对于该引擎未能修复的问题，我们明确了其发生条件，而非将其悬而未决：在实验规程发生漂移时，冻结权重在 SOH 尺度上的负面影响呈单调变化（绝对尺度的结果已完整报告），我们如实报告了这一结构性死路，而不是通过调参将其掩盖；此外，修复能力受到校准池中电池多样性的限制，这一点已在两个数据集上测量。在跨化学体系的外部数据集上，校准后区间的覆盖率骤降（0.286），而域内的基本模式得到复现（合并覆盖率为 0.933，最差电芯覆盖率为 0.686）。本研究的交付成果是一套报告方案——以实测工况为依据的三级保障、最差电芯统计量及暂缓预测比例——使逐电芯的区间声明在部署前即可接受审计。