一种用于锂电池故障检测系统技术方案

一种用于锂电池故障检测系统，涉及锂电池技术领域，所述系统包括：试验数据采集模块、试验数据处理模块、试验辨识参数求解模块、实际检测数据采集模块、实际检测数据处理模块、实际检测辨识参数求解模块以及辨识参数对比模块。本发明专利技术一方面，采用最小二乘法辨识系统参数，无需获知系统参数本身的物理意义，只需进行求解并与各种第一类型的系统参数进行对比，获知当前待检测锂电池的第一类型；另一方面，该检测系统简单，优化锂电池检测系统，提高锂电池检测的速度，并实现能够直观检测出故障类型；可以广泛应用到电池故障检测，也可以应用到电池合格检测。

A Fault Detection System for Lithium Batteries

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池故障检测系统
本专利技术涉及锂电池
，特别是涉及一种用于锂电池故障检测系统。
技术介绍
锂电池具有比能量大、循环寿命长、自放电率低、无污染等优点而被广泛应用在各个领域。目前，电池自行车、混合动力汽车以及全电动汽车对电池的功率和容量提出了新的要求，电动车辆的普及严重依赖于蓄电池能量的储存能力。锂电池使用过程中具有很高的库伦效率，并且随着锂电池价格下降，将使其在电动车领域占有巨大市场。另外，锂电池已经更加广泛的应用在各种便携式设备中，例如手机、便携式计算机等。锂电池在生产和使用过程中会存在故障，因此对锂电池进行故障检测是很有必要的，目前市场上存在的锂电池检测系统较为复杂，较难直观的检测出锂电池存在的故障类型。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于锂电池故障检测系统，旨在优化锂电池检测流程，提高锂电池检测的速度，并实现能够直观检测出故障类型。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于锂电池故障检测系统，所述系统包括：试验数据采集模块，用于取至少三种第一类型的试验锂电池，分别实时采集所述试验锂电池的第一测试数据G(n,m)；所述第一测试数据包括开路电压Vb(n,m)、电容电压Vs(n,m)、电池端电压V(n,m)以及工作电流I(n,m)；所述n为所述第一类型的编号，所述n为为正整数；所述m为所述第一测试数据的序号，所述m为正整数；试验数据处理模块，用于根据所述第一测试数据G(n,m),获得第一输出数据列Yn(m)和第一输入矩阵Φ(n,m)；所述第一输出数据列Yn(m)满足：Yn(m)＝(Vb(n,1),Vb(n,2),Vb(n,m))T；第一输入矩阵Φ(n,m)满足：试验辨识参数求解模块，用于求解各个所述第一类型的所述试验锂电池所对应的试验辨识参数ηn；所述实验辨识参数ηn满足：其中所述ηn为列向量，所述ηn包括两个子项；所述实际检测数据采集模块，用于在实际检测过程中，实时采集待检测锂电池的第二测试数据G(z)；所述第二测试数据包括开路电压Vb(z)、电容电压Vs(z)、电池端电压V(z)以及工作电流I(z)；所述z为所述第二测试数据的序号，所述z为正整数；实际检测数据处理模块，用于根据所述第二测试数据G(z),获得第二输出数据列Y(z)和第二输入矩阵Φ(z)；所述第二输出数据列Y(z)满足：Y(z)＝(Vb(1),Vb(2),…Vb(z))T；第二输入矩阵Φ(z)满足：实际检测辨识参数求解模块，用于求解在实际检测的所述待检测锂电池所对应实际检测辨识参数λ；所述实际检测辨识参数λ满足：其中所述λ为列向量，所述λ包括两个子项；所述辨识参数对比模块，用于将所述待检测锂电池所对应的所述实际检测辨识参数λ与所述试验辨识参数ηn进行一一对比，获得对比值K(n)；所述对比值K(n)最小值时所对应的所述第一类型为所述待检测锂电池的实际状态。在一具体实施方式中，所述第一类型包括故障类型和正常类型。在一具体实施方式中，所述故障类型包括：电池容量变小、电池内阻过大、电池充电不充分、电池自放电过大、电池有损伤和锂电池连接线连接异常。在一具体实施方式中，所述试验数据采集模块和所述实际检测数据采集模块中实时采集数据的采集周期为0.5-5S。在一具体实施方式中，所述辨识参数对比模块包括：对比值求解单元，用于求解所述对比值K(n)；所述对比值K(n)满足：对比值求解单元，用于根据所述对比值求解单元求解的所述对比值K(n)，选取出Kmin＝min(k(n))；确定待检测锂电池状态单元，用于根据所述Kmin,确定所述待检测锂电池的所述第一类型。本专利技术的有益效果是：在本专利技术中，通过采集各个第一类型下的试验锂电池的第一测试数据，经辨识求解各试验锂电池所对应的试验辨识参数；再采集待检测锂电池的第二测试数据，经辨识求解待检测锂电池所对应的实际检测辨识参数，最后将实际检测辨识参数和各个第一类型下所对应的试验辨识参数进行对比，从而确定待检测锂电池的第一类型。一方面，采用最小二乘法辨识系统参数，无需获知系统参数本身的物理意义，只需进行求解并与各种第一类型的系统参数进行对比，获知当前待检测锂电池的第一类型；另一方面，该检测系统简单，优化锂电池检测系统，提高锂电池检测的速度，并实现能够直观检测出故障类型；可以广泛应用到电池故障检测，也可以应用到电池合格检测。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式的一种用于锂电池故障检测系统的结构示意图；图2是本专利技术一具体实施方式的锂电池等效电路图。具体实施方式如图1-2所示，在本专利技术第一实例中，提供一种用于锂电池故障检测系统，所述系统包括：试验数据采集模块100，用于取至少三种第一类型的试验锂电池，分别实时采集所述试验锂电池的第一测试数据G(n,m)；所述第一测试数据包括开路电压Vb(n,m)、电容电压Vs(n,m)、电池端电压V(n,m)以及工作电流I(n,m)；所述n为所述第一类型的编号，所述n为为正整数；所述m为所述第一测试数据的序号，所述m为正整数；试验数据处理模块200，用于根据所述第一测试数据G(n,m),获得第一输出数据列Yn(m)和第一输入矩阵Φ(n,m)；所述第一输出数据列Yn(m)满足：Yn(m)＝(Vb(n,1),Vb(n,2),…Vb(n,m))T；所述第一输入矩阵Φ(n,m)满足：试验辨识参数求解模块300，用于求解各个所述第一类型的所述试验锂电池所对应的试验辨识参数ηn；所述实验辨识参数ηn满足：其中所述ηn为列向量，所述ηn包括两个子项；所述实际检测数据采集模块400，用于在实际检测过程中，实时采集待检测锂电池的第二测试数据G(z)；所述第二测试数据包括开路电压Vb(z)、电容电压Vs(z)、电池端电压V(z)以及工作电流I(z)；所述z为所述第二测试数据的序号，所述z为正整数；实际检测数据处理模块500，用于根据所述第二测试数据G(z),获得第二输出数据列Y(z)和第二输入矩阵Φ(z)；所述第二输出数据列Y(z)满足：Y(z)＝(Vb(1),Vb(2),…Vb(z))T；所述第二输入矩阵Φ(z)满足：实际检测辨识参数求解模块600，用于求解在实际检测的所述待检测锂电池所对应实际检测辨识参数λ；所述实际检测辨识参数λ满足：其中所述λ为列向量，所述λ包括两个子项；所述辨识参数对比模块700，用于将所述待检测锂电池所对应的所述实际检测辨识参数λ与所述试验辨识参数ηn进行一一对比，获得对比值K(n)；所述对比值K(n)最小值时所对应的所述第一类型为所述待检测锂电池的实际状态。值得一提的是，锂电池的等效电路图如图2所示，Vb为开路电压、Vs为电容电压、V为电池端电压、I为工作电流、Re为电池内阻、Rs为极化内阻以及CS为极化电容。在本实施例中，所述第一类型包括故障类型和正常类型。在本实施例中，所述故障类型包括：电池容量变小、电池内阻过大、电池充电不充分、电池自放电过大、电池有损伤和锂电池连接线连接异常。在本实施例中，所述试验数据采集模块100和所述实际检测数据采集模块400中实时采集数据的采集周期为0.5-5S。在本实施例中，所述辨识参数对比模块700包括：对比值求解单元701，用于求解所述对比值K(n)；所述对比值K(n)满足：对比值最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池故障检测系统，其特征在于，所述系统包括：试验数据采集模块，用于取至少三种第一类型的试验锂电池，分别实时采集所述试验锂电池的第一测试数据G(n,m)；所述第一测试数据包括开路电压Vb(n,m)、电容电压Vs(n,m)、电池端电压V(n,m)以及工作电流I(n,m)；所述n为所述第一类型的编号，所述n为为正整数；所述m为所述第一测试数据的序号，所述m为正整数；试验数据处理模块，用于根据所述第一测试数据G(n,m),获得第一输出数据列Yn(m)和第一输入矩阵Φ(n,m)；所述第一输出数据列Yn(m)满足：Yn(m)＝(Vb(n,1),Vb(n,2),…Vb(n,m))

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池故障检测系统，其特征在于，所述系统包括：试验数据采集模块，用于取至少三种第一类型的试验锂电池，分别实时采集所述试验锂电池的第一测试数据G(n,m)；所述第一测试数据包括开路电压Vb(n,m)、电容电压Vs(n,m)、电池端电压V(n,m)以及工作电流I(n,m)；所述n为所述第一类型的编号，所述n为为正整数；所述m为所述第一测试数据的序号，所述m为正整数；试验数据处理模块，用于根据所述第一测试数据G(n,m),获得第一输出数据列Yn(m)和第一输入矩阵Φ(n,m)；所述第一输出数据列Yn(m)满足：Yn(m)＝(Vb(n,1),Vb(n,2),…Vb(n,m))T；所述第一输入矩阵Φ(n,m)满足：试验辨识参数求解模块，用于求解各个所述第一类型的所述试验锂电池所对应的试验辨识参数ηn；所述实验辨识参数ηn满足：其中所述ηn为列向量，所述ηn包括两个子项；所述实际检测数据采集模块，用于在实际检测过程中，实时采集待检测锂电池的第二测试数据G(z)；所述第二测试数据包括开路电压Vb(z)、电容电压Vs(z)、电池端电压V(z)以及工作电流I(z)；所述z为所述第二测试数据的序号，所述z为正整数；实际检测数据处理模块，用于根据所述第二测试数据G(z),获得第二输出数据列Y(z)和第二输入矩阵Φ(z)；所述第二输出数据列Y(z)满足：Y(z)＝(Vb(1),Vb...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文楷，
申请(专利权)人：莆田市烛火信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35