【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能电池管理，具体涉及一种基于温度场分析的电池故障识别系统与方法。
技术介绍
1、新能源领域如储能电站、电动汽车的快速发展，使大量的锂离子动力电池或铅酸蓄电池等电化学电池被应用。电动汽车、储能电站等环境均需要采用大量的电池组成高压，特别时大型储能电站使用的电池数量尤其多。不论是使用电池数量多储能电站，又或是使用少量电池的装置，电池的安全尤其重要。在众多故障类型中，热失控故障是电池运行过程中最关键的故障之一，管理不当最终可能导致严重安全后果，严重影响电池的高效安全应用。
2、热失控是指电池内部出现放热连锁反应引起电池温升速率急剧变化的过热现象。随着锂电池能量密度的提高和大容量锂电池的推广，其热失控发生后的危害也越来越严重，因此电池故障的早期识别尤为必要。对电池的温度故障早期进行有效监测和诊断对避免和缓解电池灾难性故障至关重要。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的难题，本专利技术的目的是提供一种基于温度场分析的电池故障识别方法，该方法通过单体电池的多温度传感器形成的温度场数据数组进行分析，结合温升速率、温度传感器分布等相关特征分析，针对存在热失控隐患的电池故障进行早期识别。
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
3、一种基于温度场分析的电池故障识别系统，由数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块、温度故障系数模块、温度故障告警模块组成。
4、其中，数据采集模块与单体电池上两个以上温度传感器、电
5、作为优选，温度传感器可以内置单体电池内部，或外置贴于单体电池壳体表面。
6、作为优选，数据存储模块分别对各个传感器的数据进行数组存储，包括：各个温度数据数组、电池组的电流数组，数组为固定长度数组。
7、作为优选，数据计算模块根据各个传感器的数据数组计算温度故障系数的影响参数，影响参数包括：温度数据数组的平均值与温升速率、电流数据数组绝对值的平均值。
8、作为优选，温度故障系数模块根据各个温度传感器的数据数组分别获取故障系数，故障系数为温度故障系数的影响参数分别与各自系数相乘后相加的值。
9、作为优选，温度故障告警模块结合各个温度故障系数与各个温度传感器分布，判断所述单体电池是否达到电池故障的，包括：
10、最高温度故障系数超过设置值后，当每个温度故障系数均大于最高温度故障系数与距离系数比值，即进行告警；
11、或各个温度传感器的故障系数平均值大于设置，即进行告警：
12、其中：距离系数比值为最高温度故障系数的传感器与其他传感器物理距离除以各个传感器最大物理距离。
13、一种基于温度场分析的电池故障识别方法，该方法包括以下的步骤：
14、s1，数据采集模块通过单体电池上两个以上温度传感器获取温度数据，以及电流传感器获取电池组电流数据；
15、s2，数据存储模块对每个温度传感器的温度数据以及电流数据按时序依次存储，分别形成温度数组 t n [l]、电流数组 i[l]，其中 l表示数组队列长度，即记录了 l个时刻， n表示温度传感器编号；
16、s3，数据计算模块获取影响参数，对每个温度传感器温度数组分别计算平均值记为以及温升速率记为 vt n以及对电流数组内电流数据先求绝对值后计算平均值记为；
17、s4，温度故障系数模块以步骤s3中计算的数据，即影响参数，对每个温度传感器分别计算故障系数 p n；
18、s5，温度故障告警模块以步骤s4中计算的故障系数，根据故障阈值d以及各个温度传感器分布情况，判断该单体电池是否产生故障告警。
19、作为优选，步骤s1中，所述温度传感器可以内置单体电池内部，或外置贴于单体电池壳体表面。
20、作为优选，步骤s3中，所述温升速率 vt n采样最小二乘法计算，计算公式如式(1)所示：
21、 (1)
22、其中， t n｜i表示第 n个温度传感器温度数组 t n [l]中第 i个温度数据；表示第 n个温度传感器温度数组 t n [l]的平均值； t i表示温度数组中第 i个温度数据获取对应的时间，表示温度数组中所有温度数据获取对应时间的平均值。
23、作为优选，所述步骤s4中，通过步骤s3计算的数据对每个温度传感器计算温度故障系数 p n ，计算公式如式(2)所示：
24、 (2)
25、其中，a为平均温度影响参数系数，a∈[0.005，0.1]，b为温升速率影响参数系数，b∈[0.1，2],c为电流影响参数系数，c∈[-1，0）。
26、作为优选，所述步骤s5还包括以下步骤：
27、s51，当存在 p m> d时，d∈（0,10]，进入步骤s52，否则进入步骤s53，其中， p m为各温度传感器中最大的故障系数；
28、s52，判断其他温度传感器是否均满足条件，则故障告警，若不满足，则不告警； d m-n计算公式如式（3）所示：
29、（3）
30、其中， d 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，该系统由数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块、温度故障系数模块、温度故障告警模块组成；
2.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述温度传感器内置单体电池内部，或外置贴于单体电池壳体表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述影响参数包括：温度数据数组的平均值以及温升速率、电流数据数组绝对值的平均值。
4.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述故障系数为温度故障系数的影响参数分别与各自系数相乘后相加的值。
5.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述温度故障告警模块的判断方法为最高温度故障系数超过设置值后，当每个温度故障系数均大于最高温度故障系数与距离系数比值；或各个温度传感器的故障系数平均值大于设置；即进行告警：
6.一种基于温度场分析的电池故障识别方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种基
7.根据权利要求6所述的一种基于温度场分析的电池故障识别方法，其特征在于，步骤S1中，所述温度传感器可以内置单体电池内部，或外置贴于单体电池壳体表面。
8.根据权利要求6所述的一种基于温度场分析的电池故障识别方法，其特征在于，步骤S3中，所述温升速率VTn采样最小二乘法计算，计算公式如式(1)所示：
9.根据权利要求7所述的一种基于温度场分析的电池故障识别方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过步骤S3计算的数据对每个温度传感器计算温度故障系数Pn，计算公式如式(2)所示：
10.根据权利要求6所述的一种基于温度场分析的电池故障识别方法，其特征在于，所述步骤S5中，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，该系统由数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块、温度故障系数模块、温度故障告警模块组成；
2.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述温度传感器内置单体电池内部，或外置贴于单体电池壳体表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述影响参数包括：温度数据数组的平均值以及温升速率、电流数据数组绝对值的平均值。
4.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述故障系数为温度故障系数的影响参数分别与各自系数相乘后相加的值。
5.根据权利要求1所述的一种基于温度场分析的电池故障识别系统，其特征在于，所述温度故障告警模块的判断方法为最高温度故障系数超过设置值后，当每个温度故障系数均大于最高温度故障系数与距离系数比值；或各个温度传感器的故障...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，华思聪，杨天山，
申请(专利权)人：杭州高特电子设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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