一种动力电池的健康评估系统、方法及电子设备技术方案

本说明书公开了一种动力电池的健康评估系统、方法及电子设备，包括：数据接入模块，用于对电池实际状态数据进行接入并存储；数据预处理模块，用于对电池实际状态数据进行预处理；数据计算模块，用于对电池实际状态数据进行充电片段切分并查找充电工况；模型评估模块，用于利用训练好的容量修正模型处理若干实际充电SOC片段对应的实际充电工况和标准工况，并基于处理结果得到工况修正系数，并据此对若干实际充电SOC片段的实际充电电量进行修正；基于若干实际充电SOC片段及其修正充电电量得到实际充电容量；基于本车运行初期的电池初期状态数据计算车辆的额定充电容量；利用实际充电容量和额定充电容量的比值进行电池健康度SOH评估。康度SOH评估。康度SOH评估。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池的健康评估系统、方法及电子设备


[0001]本说明书涉及车辆
，尤其涉及一种动力电池的健康评估系统、方法及电子设备。

技术介绍

[0002]随着新能源车辆保有量的快速增长，动力电池作为新能源车的核心部件，也越来越受到人们的关注。众所周知，随着动力电池的使用，其容量在逐渐衰减，而当电池容量衰减较大时，便会明显影响用户驾车体验。例如，行驶较短距离就没电了，充电次数也越来频繁等。因此，准确评估电池的健康度具有重要意义。
[0003]目前，在评估电池的健康度方面，一般是根据动力电池的实际容量和标定的额定容量为基础进行健康度评估。而动力电池的充电场景复杂多变，例如容量值计算与电流大小，温度高低等工况均有关系，但现有技术中并未考虑实际工况产生的影响，从而导致电池健康度评估的误差较大。

技术实现思路

[0004]本说明书提供了一种动力电池的健康评估系统、方法及电子设备，通过对电池实际状态数据进行充电片段切分，得到若干实际充电SOC片段并查找出其对应充电工况。一方面利用容量修正模型参考充电工况对充电容量进行修正，从而消除因充电工况不同引发的容量误差影响，提高评估的准确度。另一方面使用累计充电时段的若干充电SOC片段综合计算电池的实际充电容量，使本说明书动力电池的健康度评估不仅仅依赖于一个充电片段，从而消除因单个片段的误差波动，使评估结果更加准确。
[0005]为解决上述技术问题，本说明书提供了一种动力电池的健康评估系统，所述系统包括：
[0006]数据接入模块，用于对电池实际状态数据进行接入并存储；
[0007]数据预处理模块，用于在所述动力电池在累计充电时段达到累积时长阈值时，对所述电池实际状态数据进行预处理，所述预处理包括：数据解析、数据转换、数据清洗；
[0008]数据计算模块，用于对所述电池实际状态数据进行充电片段切分，得到若干实际充电SOC片段；从所述电池实际状态数据中查找所述若干实际充电SOC片段对应的充电工况；
[0009]模型评估模块，用于利用训练好的容量修正模型处理所述若干实际充电SOC片段对应的实际充电工况和标准工况，并基于处理结果得到所述若干实际充电SOC片段在所述标准工况下各自对应的工况修正系数；利用所述若干实际充电SOC片段各自对应的工况修正系数对所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量进行修正；基于所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量得到实际充电容量；基于本车运行初期的电池初期状态数据计算所述车辆的额定充电容量；利用所述实际充电容量和额定充电容量的比值进行电池健康度SOH评估。
[0010]优选的，所述电池实际状态数据包括：车辆标识、上报时间、车辆状态、充放电状态、总电压、总电流、SOC、温度；
[0011]所述数据预处理模块，具体包括：
[0012]数据解析模块，用于将所述电池实际状态数据从非结构化数据解析为结构化数据；
[0013]数据转换模块，用于对所述电池实际状态数据进行单位转换和业务数据转换；
[0014]数据清洗模块，用于对所述电池实际状态数据进行异常点修复和/或异常点删除。
[0015]优选的，在异常点修复时，所述数据清洗模块，具体用于在中间时刻和前后时刻的第一时间差均小于第一差值阈值时，将所述中间时刻的电池实际状态数据修复为所述前后时刻的电池实际状态数据；
[0016]在异常点修复时，所述数据清洗模块，具体用于：
[0017]删除所述电池实际状态数据中超出对应取值范围的第一离群点；
[0018]利用求导的方式依次遍历所述电池实际状态数据，获得所述电池实际状态数据与前后相邻数据的邻间变化量；并利用变化量阈值对所述邻间变化量进行检测，以确定出第二离群点或所述第二离群点对应的离群区间；利用预设数值作为判断标准对所述第二离群点或所述离群区间进行处理；和/或按照区间划分标准对所述电池实际状态数据进行区间划分，得到若干区间；从所述若干区间中确定所述离群区间；利用预设数值作为判断标准对所述离群区间进行处理。
[0019]优选的，所述数据计算模块，包括：
[0020]片段切分模块，用于计算相邻两个电池实际状态数据的第三时间差，若所述第三时间差大于等于第三差值阈值，将相邻两个电池实际状态数据分别作为片段端点进行切分；若所述第三时间差小于第三差值阈值，将相邻两个电池实际状态数据归属为同一实际充电SOC片段；
[0021]片段修补模块，用于针对每个实际充电SOC片段，判断所述实际充电SOC片段内相邻两个电池实际状态数据的第四时间差是否在第四差值阈值和第三差值阈值之间；若是，则在相邻两个电池实际状态数据内按照预设间隔时间进行线性插位，并计算所述线性插位对应的SOC取值；其中，所述第四时间差阈值小于所述第三时间差阈值；
[0022]特征计算模块，用于对插值后的所述若干实际充电SOC片段进行头尾片段去除；并计算去除后的所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量。
[0023]优选的，所述模型评估模块，包括：
[0024]模型构建模块，用于采集和本车同一车型同一电池组型号的所有车辆在固定阈值周期内充电时产生的充电容量样本数据，以及对应工况样本数据；利用所述充电容量样本数据和所述工况样本数据对机器学习算法进行拟合训练，得到所述容量修正模型。
[0025]优选的，所述模型评估模块，还包括：
[0026]容量修正模块，用于将所述若干实际充电SOC片段对应的实际充电工况和所述修正工况分别输入所述容量修正模型中处理，分别得到所述若干实际充电SOC片段在各自实际充电工况下的第一预测充电容量，以及所述标准工况下的第二预测充电容量；将所述第二预测充电容量分别和所述若干实际充电SOC片段各自对应的第一预测充电容量相比，得到所述若干实际充电SOC片段各自对应的工况修正系数；利用所述若干实际充电SOC片段各
自对应的工况修正系数对所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量进行修正，得到所述若干实际充电SOC片段各自对应的修正充电电量；以及还用于将所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量的加权比作为所述实际充电容量；
[0027]额定容量计算模块，用于采集所述电池初期充电状态数据，并得到所述电池初期充电状态数据对应的若干初期充电SOC片段及其初期充电电量；利用所述若干初期充电SOC片段及其初期充电电量确定所述额定充电容量；
[0028]电池健康度评估模块，用于利用所述实际充电容量和额定充电容量的比值进行电池健康度SOH评估。
[0029]优选的，所述额定容量计算模块，还用于利用所述容量修正模型处理所述若干初期充电SOC片段对应的初期充电工况和标准工况，并基于处理结果得到所述若干初期充电SOC片段在所述标准工况下各自对应的工况修正系数，利用所述若干初期充电SOC片段各自对应的工况修正系数对所述若干初期充电SOC片段各自对应的初期充电电量进行修正；基于所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量得到额定充电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的健康评估系统，所述系统包括：数据接入模块，用于对电池实际状态数据进行接入并存储；数据预处理模块，用于在所述动力电池在累计充电时段达到累积时长阈值时，对所述电池实际状态数据进行预处理，所述预处理包括：数据解析、数据转换、数据清洗；数据计算模块，用于对所述电池实际状态数据进行充电片段切分，得到若干实际充电SOC片段；从所述电池实际状态数据中查找所述若干实际充电SOC片段对应的充电工况；模型评估模块，用于利用训练好的容量修正模型处理所述若干实际充电SOC片段对应的实际充电工况和标准工况，并基于处理结果得到所述若干实际充电SOC片段在所述标准工况下各自对应的工况修正系数；利用所述若干实际充电SOC片段各自对应的工况修正系数对所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量进行修正；基于所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量得到实际充电容量；基于本车运行初期的电池初期状态数据计算所述车辆的额定充电容量；利用所述实际充电容量和额定充电容量的比值进行电池健康度SOH评估。2.如权利要求1所述的健康评估系统，所述电池实际状态数据包括：车辆标识、上报时间、车辆状态、充放电状态、总电压、总电流、SOC、温度；所述数据预处理模块，具体包括：数据解析模块，用于将所述电池实际状态数据从非结构化数据解析为结构化数据；数据转换模块，用于对所述电池实际状态数据进行单位转换和业务数据转换；数据清洗模块，用于对所述电池实际状态数据进行异常点修复和/或异常点删除。3.如权利要求2所述的健康评估系统，在异常点修复时，所述数据清洗模块，具体用于在中间时刻和前后时刻的第一时间差均小于第一差值阈值时，将所述中间时刻的电池实际状态数据修复为所述前后时刻的电池实际状态数据；在异常点修复时，所述数据清洗模块，具体用于：删除所述电池实际状态数据中超出对应取值范围的第一离群点；利用求导的方式依次遍历所述电池实际状态数据，获得所述电池实际状态数据与前后相邻数据的邻间变化量；并利用变化量阈值对所述邻间变化量进行检测，以确定出第二离群点或所述第二离群点对应的离群区间；利用预设数值作为判断标准对所述第二离群点或所述离群区间进行处理；和/或按照区间划分标准对所述电池实际状态数据进行区间划分，得到若干区间；从所述若干区间中确定所述离群区间；利用预设数值作为判断标准对所述离群区间进行处理。4.如权利要求1或3所述的健康评估系统，所述数据计算模块，包括：片段切分模块，用于计算相邻两个电池实际状态数据的第三时间差，若所述第三时间差大于等于第三差值阈值，将相邻两个电池实际状态数据分别作为片段端点进行切分；若所述第三时间差小于第三差值阈值，将相邻两个电池实际状态数据归属为同一实际充电SOC片段；片段修补模块，用于针对每个实际充电SOC片段，判断所述实际充电SOC片段内相邻两个电池实际状态数据的第四时间差是否在第四差值阈值和第三差值阈值之间；若是，则在相邻两个电池实际状态数据内按照预设间隔时间进行线性插位，并计算所述线性插位对应的SOC取值；其中，所述第四时间差阈值小于所述第三时间差阈值；
特征计算模块，用于对插值后的所述若干实际充电SOC片段进行头尾片段去除；并计算去除后的所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量。5.如权利要求1所述的健康评估系统，所述模型评估模块，包括：模型构建模块，用于采集和本车同一车型同一电池组型号的所有车辆在固定阈值周期内充电时产生的充电容量样本数据，以及对应工况样本数据；利用所述充电容量样本数据和所述工况样本数据对机器学习算法进行拟合训练，得到所述容量修正模型。6.如权利要求1或5所述的健康评估系统，所述模型评估模块，还包括：容量修正模块，用于将所述若干实际充电SOC片段对应的实际充电工况和所述修正工况分别输入所述容量修正模型中处理，分别得到所述若干实际充电SOC片段在各自实际充电工况下的第一预测充电容量，以及所述标准工况下的第二预测充电容量；将所述第二预测充电容量分别和所述若干实际充电SOC片段各自对应的第一预测充电容量相比，得到所述若干实际充电SOC片段各自对应的工况修正系数；利用所述若干实际充电SOC片段各自对应的工况修正系数对所述若干实际充电SOC片段各自对应的实际充电电量进行修正，得到所述若干实际充电SOC片段各自对应的修正充电电量；以及还用于将所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量的加权比作为所述实际充电容量；额定容量计算模块，用于采集所述电池初期充电状态数据，并得到所述电池初期充电状态数据对应的若干初期充电SOC片段及其初期充电电量；利用所述若干初期充电SOC片段及其初期充电电量确定所述额定充电容量；电池健康度评估模块，用于利用所述实际充电容量和额定充电容量的比值进行电池健康度SOH评估。7.如权利要求6所述的健康评估系统，所述额定容量计算模块，还用于利用所述容量修正模型处理所述若干初期充电SOC片段对应的初期充电工况和标准工况，并基于处理结果得到所述若干初期充电SOC片段在所述标准工况下各自对应的工况修正系数，利用所述若干初期充电SOC片段各自对应的工况修正系数对所述若干初期充电SOC片段各自对应的初期充电电量进行修正；基于所述若干实际充电SOC片段及其修正充电电量得到额定充电容量。8.一种动力电池的健康评估方法，所述方法包括：获取电池实际状态数据；在所述动力电池在累计充电时段达到累积时长阈值时，对所述电池实际状态数据进行预处理，所述预处理包括：数据解析、数据转...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱中凯，纪术旺，王思淼，徐宇杰，魏峥，陈真真，
申请(专利权)人：斑马网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：