本发明专利技术涉及大型储能电池的热失控预警方法及系统、电子设备、介质，该方法包括步骤：实时接收检测到的储能电池中电芯的温度、电压；获取电芯当前的运行状态；将运行状态、电压、温度作为膨胀力预测模型的输入，得到当前状态下对应的膨胀力数值；实时接收检测到的电芯的膨胀力数值；将接收到的膨胀力数值与当前状态下对应的膨胀力数值进行比对；若膨胀力差异不大于第一阈值，则对SOC和SOH进行更新；若膨胀力差异不大于第二阈值，则当异常次数累计超过预设值时，进行电芯异常报警；若膨胀力差异大于第二阈值，则进行电芯异常报警。本发明专利技术对电芯的膨胀力进行监测，建立电芯数据库进行自动参数学习，能判断与预警电芯失效或电芯热失控等风险。风险。风险。
【技术实现步骤摘要】
大型储能电池的热失控预警方法及系统、电子设备、介质
[0001]本专利技术涉及储能电池
，特别涉及大型储能电池的热失控预警方法及系统、电子设备、介质。
技术介绍
[0002]热失控指的是由各种诱因引发的链式反应现象，导致电池在短时间内散发出大量热量和有害气体，严重时甚至会引起电池着火和爆炸。电化学储能舱火灾抑制方案以“早发现，早处置”为原则，在热失控初级阶段进行预警和精准抑制处理，能将电化学储能舱的损失尽可能减小。
[0003]大多数的电池热失控预警仅包含电压、电流和温度三个维度的数据采集和监测，从数据上无法直观预测系统中电芯的状态以及进行失效预警，在失效之前无法及时感知风险，会有明显的时差问题以及检测误差。
[0004]为了解决上述问题，目前有的方案通过检测电池膨胀相关的参数进行告警。如：申请公开号为CN115079030A，专利技术名称为电池系统预警方法、装置、电子设备及存储介质的中国专利技术专利公开了获取电池系统当前的实际环境参数以及实际预警参数；其中，实际预警参数包括当前的电池膨胀力以及电池膨胀力变化率；根据实际环境参数，查找各环境参数下的预警阈值，得到实际环境参数下的预警阈值；其中，各环境参数下的预警阈值是通过构建电池系统仿真模型，选取多个环境参数输入电池系统仿真模型，进行仿真测试得到的；若至少一个实际预警参数超出实际环境参数下对应的预警阈值，则执行告警处理。上述专利技术通过将电池初始预紧力、电池温度、电池荷电状态、电池健康度输入电池系统仿真模型，得到电池系统正常工作时的工作参数值，因为电池充电和放电涉及到复杂的化学和物理过程，在不同工作条件下精确估计SOC、SOH非常复杂和困难，并且电池随着使用时间的积累、环境的影响，其内部结构逐步老化，SOC、SOH也会发生变化，初始的SOC、SOH无法表征电池当前的真实水平，需要及时更新，否则不准确的环境参数值会对膨胀力预测值估算结果造成很大的误差；上述专利技术公开的多组环境参数仅为有限条件下的有限数量的部分实验数据，无法准确表征电池初始预紧力、电池温度、电池荷电状态、电池健康度与膨胀力之间的真实数学规律，也就无法达到对膨胀力进行准确预估的效果；并且大型储能电池多数用在大型工厂中，其工作中断会造成工厂进行中的工程项目被中断，影响工厂的生产，在此实际应用场景下，需要降低预警的误判率，保证工厂工程的稳定进行。
技术实现思路
[0005]为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，本专利技术的第一目的是提供大型储能电池的热失控预警方法，包括以下步骤：S1、实时接收温度检测单元检测到的储能电池中电芯的温度，以及电压检测单元检测到的储能电池中电芯的电压；S2、获取储能电池中电芯当前的运行状态；
S3、将所述运行状态、接收到的电压、温度作为膨胀力预测模型的输入，得到当前状态下对应的膨胀力数值；S4、实时接收压力检测单元检测到的储能电池中电芯的膨胀力数值；S5、将接收到的膨胀力数值与当前状态下对应的膨胀力数值进行比对，计算得到膨胀力差异值；S6、判断膨胀力差异值是否大于第一阈值；S7、否则将所述运行状态、接收到的电压、温度、膨胀力数值作为电芯SOC
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SOH预测模型的输入，获得对应的SOC和SOH，并对电芯当前的SOC和SOH进行更新；S8、是则判断膨胀力差异值是否大于第二阈值；S9、否则对异常次数进行计数，并跳转至所述S1步骤重复执行，直至异常次数累计超过预设值，进行电芯异常报警；S10、是则进行电芯异常报警。
[0006]进一步地，所述S4步骤包括以下步骤：将电芯的测试位置划分为若干子区域；建立电芯的每个子区域与电芯的测试图形中子单元的对应关系；实时接收电芯的每个子区域对应的压力传感器采集的膨胀力数值。
[0007]进一步地，所述S4步骤还包括以下步骤：将电芯的子区域对应的膨胀力以颜色的方式在电芯的测试图形中的子单元进行显示；其中，膨胀力以同一种颜色显示，并且膨胀力的大小与颜色的深浅程度存在正相关关系。
[0008]进一步地，所述S5步骤还包括以下步骤：将接收到的电芯的每个子区域对应的膨胀力数值与当前状态下对应的膨胀力数值进行比对，计算得到电芯的每个子区域的膨胀力差异值，将最大的膨胀力差异值作为最终的膨胀力差异值。
[0009]进一步地，所述S3步骤中的膨胀力预测模型的构建包括以下步骤：控制多组SOC、SOH电芯样品的温度；对电芯样品进行多种预设状态下的充放电测试，并记录电芯的膨胀力；将电芯的温度、电压、膨胀力处理生成数据库；在数据库中，统计电芯的膨胀力在温度、电压二维空间的分布；将电芯的膨胀力在温度、电压二维空间的分布趋势进行拟合，得到膨胀力预测模型。
[0010]进一步地，所述S7步骤中的电芯SOC
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SOH模型的构建包括以下步骤：判断电芯的温度、电压、膨胀力是否有效；否则跳转至所述控制多组SOC、SOH电芯样品的温度步骤继续执行；是则在数据库中，统计SOC、SOH在温度、电压、膨胀力三维空间的分布；计算温度、电压、膨胀力分别对SOC、SOH的偏微分；将SOC、SOH各自与对应的偏微分计算结果进行拟合，得到电芯SOC
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SOH预测模型。
[0011]进一步地，在所述统计SOC、SOH在温度、电压、膨胀力三维空间的分布步骤之前还包括以下步骤：
若电芯处于充放电末端，则采集膨胀力数据，并判断图形数据是否完整；是则跳转至所述统计SOC、SOH在温度、电压、膨胀力三维空间的分布步骤；否则跳转至所述采集膨胀力数据，并判断图形数据是否完整步骤；其中，电芯处于充放电末端的判断过程包括以下步骤：计算电芯的每个子区域的膨胀力变化速率，电芯的每个子区域的膨胀力变化速率为采集到的电芯的每个子区域的膨胀力与容量的微分；将计算出的电芯的每个子区域的膨胀力变化速率在电芯的测试图形中对应的子单元进行显示；获取电芯的运行状态；判断电芯充电状态下的膨胀力变化速率是否小于0；是则判定电芯处于充电末端；否则判定电芯不处于充电末端；判断电芯放电状态下的膨胀力变化速率是否大于预设值；是则判定电芯处于放电末端；否则判定电芯不处于放电末端所述判断图形数据是否完整包括以下步骤：判断所有以颜色显示的子单元是否构成完整的电芯的测试图形；是则判定图形数据完整；否则判定图形数据不完整。
[0012]本专利技术的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现上述方法。
[0013]本专利技术的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现上述方法。
[0014]本专利技术的第四目的是提供实现上述方法的大型储能电池的热失控预警系统，包括主控制器、电压检测单元、温度检测单元、压力检测单元、通讯隔离单元，所述主控制器通过所述通讯隔离单元与外部设备通讯，所述电压检测单元用于检测电芯的电压，所述温度检测单元用于检测电芯的温度，所述压力检测单元用于检测电芯的膨胀力，所述主控制器用于存储膨胀力预测模型、电芯SOC...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、实时接收温度检测单元检测到的储能电池中电芯的温度，以及电压检测单元检测到的储能电池中电芯的电压；S2、获取储能电池中电芯当前的运行状态；S3、将所述运行状态、接收到的电压、温度作为膨胀力预测模型的输入，得到当前状态下对应的膨胀力数值；S4、实时接收压力检测单元检测到的储能电池中电芯的膨胀力数值；S5、将接收到的膨胀力数值与当前状态下对应的膨胀力数值进行比对，计算得到膨胀力差异值；S6、判断膨胀力差异值是否大于第一阈值；S7、否则将所述运行状态、接收到的电压、温度、膨胀力数值作为电芯SOC
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SOH预测模型的输入，获得对应的SOC和SOH，并对电芯当前的SOC和SOH进行更新；S8、是则判断膨胀力差异值是否大于第二阈值；S9、否则对异常次数进行计数，并跳转至所述S1步骤重复执行，直至异常次数累计超过预设值，进行电芯异常报警；S10、是则进行电芯异常报警。2.如权利要求1所述的大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于，所述S4步骤包括以下步骤：将电芯的测试位置划分为若干子区域；建立电芯的每个子区域与电芯的测试图形中子单元的对应关系；实时接收电芯的每个子区域对应的压力传感器采集的膨胀力数值。3.如权利要求2所述的大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于，所述S4步骤还包括以下步骤：将电芯的子区域对应的膨胀力以颜色的方式在电芯的测试图形中的子单元进行显示；其中，膨胀力以同一种颜色显示，并且膨胀力的大小与颜色的深浅程度存在正相关关系。4.如权利要求2所述的大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于，所述S5步骤还包括以下步骤：将接收到的电芯的每个子区域对应的膨胀力数值与当前状态下对应的膨胀力数值进行比对，计算得到电芯的每个子区域的膨胀力差异值，将最大的膨胀力差异值作为最终的膨胀力差异值。5.如权利要求3所述的大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于：所述S3步骤中的膨胀力预测模型的构建包括以下步骤：控制多组SOC、SOH电芯样品的温度；对电芯样品进行多种预设状态下的充放电测试，并记录电芯的膨胀力；将电芯的温度、电压、膨胀力处理生成数据库；在数据库中，统计电芯的膨胀力在温度、电压二维空间的分布；将电芯的膨胀力在温度、电压二维空间的分布趋势进行拟合，得到膨胀力预测模型。6.如权利要求5所述的大型储能电池的热失控预警方法，其特征在于：所述S7步骤中的电芯SOC
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SOH模型的构建包括以下步骤：
判断电芯的温度、电压、膨胀力是否有效；否则跳转至所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王中照，许旭乾，施敏捷，
申请(专利权)人：苏州精控能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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