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基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法技术

技术编号:41286415 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-11 09:34
本发明专利技术公开了一种基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,该方法首先对电池施加交流电信号,并测量其响应从而获得电池的电化学阻抗谱,接着利用DRT对EIS数据进行时间尺度辨识,从而获得电池在不同频率下的电阻和电容分布情况,最后从辨识结果中提取关键特征,实现无模型化内短路故障和析锂故障联合诊断。该方法不需要建立实际电池模型,实现了无模型化的故障诊断;不依赖于电池组内其他单体,克服了复杂系统及复杂模型导致的不确定性及计算复杂度高等问题。本发明专利技术适用于电动汽车、储能系统以及电动工具等电池单体和成组应用场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池内短路故障和析锂故障识别方法,具体涉及一种基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法。


技术介绍

1、锂电池广泛应用于各种领域,如移动设备、电动汽车、储能系统等。然而,锂电池在充放电过程中可能出现析锂故障,即锂金属在电池内部产生枝晶或枝晶长大。当析锂故障发生到一定程度时会引起电池内部短路故障,引发严重的安全事故,如过热、起火、爆炸等。因此,对锂电池析锂故障和内短路故障进行及时、准确的诊断具有重要的安全意义。目前,对于锂电池析锂故障和内短路故障的检测与诊断主要依赖于电池内部电阻、电压、温度等参数的监测。然而,这些方法往往需要离线测试或使用复杂的仪器设备,限制了其实时性和便携性。因此,需要开发新的诊断技术和方法来更准确、及时地识别和定位锂电池内部的析锂故障。

2、drt(distributed resistive and capacitive network,分布式电阻电容网络)分析法是一种用于电化学系统的动力学特性研究的方法。它通过将电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,eis)数据转换为能够描述电阻和电容分布的分布函数,从而提供了更详细的信息。传统的eis实验测量得到的阻抗谱是复阻抗随频率变化的曲线或数据点。然而,这些数据无法直接反映电化学系统内部的细节和动态行为。drt分析通过使用数值算法和数学模型,将阻抗谱转换为能够表示电阻和电容分布的连续函数,从而提供了对电化学系统内部过程的更深入理解。在drt分析中,阻抗谱被认为是由具有不同电阻和电容值的子系统组成的分布网络所导致。drt分析通过拟合与实际测量数据最佳匹配的分布函数,以获得电阻和电容的分布信息。这些分布函数可以包含多个参数,每个参数表示一个具体的电阻或电容值,并且可以根据需要进行调整和优化。drt分析可以帮助研究人员揭示电化学系统中的界面效应、催化反应动力学、电荷传输过程等关键信息。它在电催化、电池、腐蚀等领域的研究中得到广泛应用,并且对于设计和优化电化学系统具有重要意义。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,解决由于模型复杂导致的不确定性及计算复杂而导致两类故障难以区分等问题。

2、实现本专利技术目的的技术解决方案为:第一方面,本专利技术提供一种基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,包括以下步骤:

3、步骤1、对待测电池施加恒电流的小幅正弦波交流信号,并利用阻抗分析仪记录电池的阻抗响应;记录电池的eis数据;

4、步骤2、对步骤1所获得的电池的eis数据进行drt分析,得到电池eis的时间尺度辨识结果;

5、步骤3、分析drt谱图的各峰值位置及大小变化,若峰1、峰2向中频区偏移,同时两个峰值均发生下降的情况,而峰4未发生峰值点偏移,则判定为析锂故障;若峰4向中频区偏移且数值减小,则判定为内短路故障,以此实现无模型化电池内短路故障和析锂故障诊断。

6、第二方面,本专利技术提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法的步骤。

7、第三方面,本专利技术提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

8、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:(1)本专利技术提供了一种基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,能够根据正弦波信号下采集得到的电池eis数据,通过drt分析进行时间尺度辨识,选择内短路和析锂关键特征,从而判断电池单体是否存在内短路和析锂故障,进一步实现电池故障的早期诊断。(2)本专利技术所提出的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,不需要建立实际电池模型,实现了无模型化的故障诊断。(3)本专利技术所提出的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,不依赖于电池组内其他单体,克服了复杂系统及复杂模型导致的不确定性及计算复杂度高等问题。

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【技术保护点】

1.一种基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,步骤1具体为:

3.根据权利要求1所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,步骤2采用DRT分析方法对获得的EIS数据进行时间尺度辨识,具体为:

4.根据权利要求3所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,建立弛豫分布函数与EIS数据的函数关系式;

5.根据权利要求4所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,计算弛豫分布函数的离散形式;

6.根据权利要求5所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,计算离散拟合后的DRT;

7.根据权利要求1所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,步骤3具体为:

8.根据权利要求1所述的基于DRT分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,在执行步骤1前进行电池模拟故障,具体为:

9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,步骤1具体为:

3.根据权利要求1所述的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,步骤2采用drt分析方法对获得的eis数据进行时间尺度辨识,具体为:

4.根据权利要求3所述的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,建立弛豫分布函数与eis数据的函数关系式;

5.根据权利要求4所述的基于drt分析的电池内短路故障和析锂故障联合诊断方法,其特征在于,计算弛豫分布函数的离散形式;

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙金磊陈思文幸世优郭一龙王若宇王书航吴雨灏
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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