一种电池组的健康状态评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池组的健康状态评估方法及系统，所述方法包括：通过预设的

【技术实现步骤摘要】
一种电池组的健康状态评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能电池评估
，尤其涉及一种电池组的健康状态评估方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着我国锂离子电池产业的高速发展，锂离子电池已广泛应用于电动汽车和储能电站等领域
。
电池健康状态的准确评估是系统安全稳定运行的重要保障，健康状态估不准将影响电池的使用性能，甚至引发热失控等安全问题
。
在实际应用中，通常由大量电池单体串并联构成电池组以满足电池系统对大容量
、
高功率的需求
。
因此，开展锂离子电池组的健康状态评估更加符合实际需求
。
[0003]然而电池单体在成组前便存在初始性能差异，同时在电池组循环老化过程中由于各单体电池的温度
、
电压和机械应力的差异造成其内部性能变化程度不同，从而进一步扩大单体间的不一致性
。
因此，电池组的性能衰退不仅由其内部单体老化造成，还受到单体间不一致性差异的影响
。
[0004]此外，相比于电池单体，电池组的工作过程更加复杂，可监测参数的数量
、
种类都有所减少
。
目前针对锂离子电池组健康状态估计的研究中仍存在基于实际场景中难以获取的电池宽
SOC
区间或完整充放电曲线提取特征以及通过大样本数据建模等问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种电池组的健康状态评估方法及系统，提高电池组健康状态评估的准确性及效率
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种电池组的健康状态评估方法，包括：
[0007]获取待评估电池组的历史充放电运行数据，并通过预设的
SOC
区间阈值从所述历史充放电运行数据中获取第一
SOC
区间内的充放电运行数据；所述充放电运行数据包括所述第一
SOC
区间内电池组的充电数据及所述第一
SOC
区间内电池组充放电制式切换时刻点的电池组运行数据；
[0008]根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的健康指标提取公式获得所述待评估电池组对应的健康指标；
[0009]通过预设的特征选择方法对所述健康指标进行特征筛选，获得所述待评估电池组对应的健康指标特征集；
[0010]将所述健康指标特征集输入到预设的电池组健康状态评估模型，对所述待评估电池组进行健康状态评估，获得所述待评估电池组对应的评估结果
。
[0011]本专利技术公开了一种电池组的健康状态评估方法，首先获取待评估电池组的历史充放电运行数据，并从所述历史充放电运行数据中筛选获得部分
SOC
区间内的充放电运行数据，一方面降低数据处理量，提高评估效率，一方面基于稳定的充放电运行数据进行健康状态评估，可保证评估结果的准确性，在获得删选后的历史运行数据后，通过预设的健康指标
提取公式对筛选后的充放电运行数据进行健康指标提取，以使根据提取后的健康指标进行评估，进一步提高评估的效率，然后对所述健康指标进行特征筛选，以便于解决健康指标冗余造成的模型过拟合，提高评估的准确性，最后利用预设的评估模型对输入的特征集进行健康状态评估，获得所述电池组的健康状态评估结果
。
[0012]作为优选例子，在所述获取待评估电池组的历史充放电运行数据，并通过预设的
SOC
区间阈值从所述历史充放电运行数据中获取第一
SOC
区间内的充放电运行数据，包括：
[0013]获取所述待评估电池组的放电截止电压及充电截止电压，并根据所述放电截止电压及充电截止电压获取所述待评估电池组的历史充放电运行数据；
[0014]根据预设的
SOC
区间阈值抽取所述待评估电池组对应的历史充放电运行数据中位于所述
SOC
区间阈值内的所述第一
SOC
区间内电池组的充电数据；
[0015]根据所述
SOC
区间阈值，获得所述历史充放电运行数据中的电流值的切换时刻，并获取所述切换时刻对应的历史充放电运行数据，获得所述第一
SOC
区间内电池组充放电制式切换时刻点的电池组运行数据
。
[0016]本专利技术以电池组的充电截止电压及放电截止电压为循环节点，获得所述电池组完整运行过程中的历史充放电运行数据，在通过预设的
SOC
区间阈值从所述历史充放电运行数据中抽取部分运行数据，一方面利用稳定的运行数据进行评估，提高评估的准确性，一方面降低数据的处理量，提高评估的效率
。
[0017]作为优选例子，在所述根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的健康指标提取公式获得所述待评估电池组对应的健康指标，包括：
[0018]根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的第一健康指标提取公式获得表征所述待评估电池组整体性衰退趋势的第一健康指标；
[0019]根据所述待评估电池组内每个单体电池在所述第一
SOC
区间内分别对应的充放电运行数据，通过预设的第二健康指标提取公式获得表征所述单体电池间不一致性差异的第二健康指标
。
[0020]本专利技术利用预设的不同的健康指标提取公式分别提取表征所述电池组整体性能衰退趋势和所述电池组内单体间不一致性差异的健康指标，以使通过整体及单体间的差异性对所述电池组进行评估，提高评估的全面性，进而提高评估结果的准确性
。
[0021]作为优选例子，在所述通过预设的第一健康指标提取公式获得表征所述待评估电池组整体性衰退趋势的第一健康指标，包括：
[0022]获取所述第一
SOC
区间内所述待评估电池组的平均电压，所述平均电压的计算公式如下：
[0023][0024]其中，所述
U
pack
是电池组电压
、I
是电池组充电电流，是电池组在
t1‑
t2充电过程中部分
SOC
区间内的平均电压；
[0025]获取所述第一
SOC
区间内所述待评估电池组的容量标准差
stdQ
pack
和容量差分标准差
stddQ
pack
，获取过程如下：
[0026]获取待评估电池组在所述第一
SOC
区间内对应的电压范围
[V
pack_min
,V
pack_max
]并将
所述电压范围按照
V
interval
等间隔分段：
[0027]V
pack_segment
＝
[V
pack_min
,V
pack本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池组的健康状态评估方法，其特征在于，包括：获取待评估电池组的历史充放电运行数据，并通过预设的
SOC
区间阈值从所述历史充放电运行数据中获取第一
SOC
区间内的充放电运行数据；所述充放电运行数据包括所述第一
SOC
区间内电池组的充电数据及所述第一
SOC
区间内电池组充放电制式切换时刻点的电池组运行数据；根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的健康指标提取公式获得所述待评估电池组对应的健康指标；通过预设的特征选择方法对所述健康指标进行特征筛选，获得所述待评估电池组对应的健康指标特征集；将所述健康指标特征集输入到预设的电池组健康状态评估模型，对所述待评估电池组进行健康状态评估，获得所述待评估电池组对应的评估结果
。2.
如权利要求1所述的一种电池组的健康状态评估方法，其特征在于，所述获取待评估电池组的历史充放电运行数据，并通过预设的
SOC
区间阈值从所述历史充放电运行数据中获取第一
SOC
区间内的充放电运行数据，包括：获取所述待评估电池组的放电截止电压及充电截止电压，并根据所述放电截止电压及充电截止电压获取所述待评估电池组的历史充放电运行数据；根据预设的
SOC
区间阈值抽取所述待评估电池组对应的历史充放电运行数据中位于所述
SOC
区间阈值内的所述第一
SOC
区间内电池组的充电数据；根据所述
SOC
区间阈值，获得所述历史充放电运行数据中的电流值的切换时刻，并获取所述切换时刻对应的历史充放电运行数据，获得所述第一
SOC
区间内电池组充放电制式切换时刻点的电池组运行数据
。3.
如权利要求1所述的一种电池组的健康状态评估方法，其特征在于，所述根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的健康指标提取公式获得所述待评估电池组对应的健康指标，包括：根据所述第一
SOC
区间内的充放电运行数据，通过预设的第一健康指标提取公式获得表征所述待评估电池组整体性衰退趋势的第一健康指标；根据所述待评估电池组内每个单体电池在所述第一
SOC
区间内分别对应的充放电运行数据，通过预设的第二健康指标提取公式获得表征所述单体电池间不一致性差异的第二健康指标
。4.
如权利要求3所述的一种电池组的健康状态评估方法，其特征在于，所述通过预设的第一健康指标提取公式获得表征所述待评估电池组整体性衰退趋势的第一健康指标，包括：获取所述第一
SOC
区间内所述待评估电池组的平均电压，所述平均电压的计算公式如下：其中，所述
U
pack
是电池组电压
、I
是电池组充电电流，是电池组在
t1‑
t2充电过程中
部分
SOC
区间内的平均电压；获取所述第一
SOC
区间内所述待评估电池组的容量标准差
stdQ
pack
和容量差分标准差
stddQ
pack
，获取过程如下：获取待评估电池组在所述第一
SOC
区间内对应的电压范围
[V
pack_min
,V
pack_max
]
并将所述电压范围按照
V
interval
等间隔分段：
V
pack_segment
＝
[V
pack_min
,V
pack_min
+V
interval
,V
pack_min
+V
interval
*2,...,V
pack_max
]
通过安时积分法计算所述待评估电池组在所述电压范围内的容量序列：
Q
pack_segment(i)
＝
[Q2‑
Q1,Q3‑
Q2,...,Q
n
‑
Q
n
‑1],(i
＝
1,2,...,N)
其中，
1,2,...,n
对应于电池组电压区间范围内的相应电压点；
1,2,...,N
对应于电池组的循环数，
Q
pack_segment(i)
为第
i
次循环下电池组的容量序列；将所述待评估电池组在不同循环下的容量序列与第一次循环下容量序列相减获得容量差分序列：
Q
pack_segment_difference(i)
＝
Q
pack_segment(i)
‑
Q
pack_segment(1)
,(i
＝
1,2,...,N)
其中，
Q
pack_segment_difference(i)
为电池组在第
i
次循环下的容量差分序列；分别求取不同循环下所述待评估电池组容量序列
Q
pack_segment
的标准差
stdQ
pack
和所述待评估电池组容量差分序列
Q
pack_segment_difference<...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷二涛，金莉，马凯，张浚坤，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：