基于聚类分析的锂电池单元配组方法技术

本发明专利技术涉及一种基于聚类分析的锂电池单元配组方法，包括下述步骤：（1）首先根据电池类型、额定容量对电池单元进行分类，电池类型、额定容量都相同为一组，分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合都可以进入下一步的配组；（2）选取健康状态、自放电率、内阻、开路电压、充电效率、循环次数中的一个以上因素组合对电池单元集合进行配组；上述分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合完成配组或者进入下一步的配组。本发明专利技术综合评估了影响电池性能的各种因素，改善了电池初始性能一致性，同时也有效的降低了电池使用过程中电池性能突变的概率，提高了电池单元使用效率，同时延长了成组电池单元的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂电池单元配组方法，尤其是涉及一种，可应用于各种电池单元分选配组，有效地分选出性能一致性较好的电池单元。
技术介绍
锂电池以其高的质量比和体积比容量、高输出电压、低自放电率、宽使用温度范围、可快速充放电和无记忆效应等优点，已经成为便携式电子设备以及环保型电动汽车的理想电源。所以近几年来锂电池的市场发展非常迅速，市场需求量逐年增加。但在电动汽车、混合动力车和储能电站等应用中单体电池无法满足功率、能量、容量等要求。合适的电流范围内要想获得更高的功率必须把电池串联组合以获得更高的工作电压。提高电源容量必须把电池串联或并联组合。电池组中各单体电池之间存在的初始性能不一致性，电池组中性能较差的单体电池会导致性能较好的电池不能发挥性能，将使某些单体电池容量加速衰减，从而使电池组过早失效。所以在搭建锂电池系统时需要事先进行配组，使得成组的锂电池单元性能一致性较高，进而提高成组锂电池系统的寿命与使用效率。单体锂电池性能差异包括以下主要方面初始性能一致性的差异；使用过程中导致电池性能差异性的扩大。单体锂电池初始性能一致性的差异通常来源于制造过程中积累的误差。解决方法一是提高制造工艺的水平；二是通过电池配组将性能一致性好的电池分选出来再组合使用。使用过程中导致电池性能差异性的扩大，解决方法主要通过电源管理系统对电池组进行状态管理和均衡管理来抑制电池性能差异的扩大，同时好的配组方法能很好的预防使用过程中差异的扩大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种。本专利技术所采用的技术方案为一种，包括下述步骤(1)对于需要进行配组的电池单元集合B= (BijB2ii--BsJ进行配组，sum是需要进行配组的总的电池单元个数，sum> 1 ；首先根据电池类型、额定容量对电池单元进行分类，电池类型、额定容量都相同为一组，分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合都可以进入下一步的配组，元素个数为1的电池单元集合说明该集合中的电池单元不能和其它任意电池单元成组使用，独立成组；(2)基于上一步得到的电池单元集合B' = (B1Ay-BJ,!!!为进入这一步需要进一步进行配组的电池单元个数，1 < m彡sum ；选取健康状态、自放电率、内阻、开路电压、充电效率、循环次数中的一个以上因素组合对电池单元集合B'进行配组，对选取的各个因素分别进行归一化处理，得到原始数据阵X 权利要求1.一种，其特征在于包括下述步骤(1)对于需要进行配组的电池单元集合B={B1;B2....BsJ进行配组，sum是需要进行配组的总的电池单元个数，sum > 1 ；首先根据电池类型、额定容量对电池单元进行分类，电池类型、额定容量都相同为一组，分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合都可以进入下一步的配组，元素个数为1的电池单元集合说明该集合中的电池单元不能和其它任意电池单元成组使用，独立成组；(2)基于上一步得到的电池单元集合B'= (B1A2^uBJ,!!!为进入这一步需要进一步进行配组的电池单元个数，1 < m ^ sum ；选取健康状态、自放电率、内阻、开路电压、充电效率、循环次数中的一个以上因素组合对电池单元集合B'进行配组，对选取的各个因素分别进行归一化处理，得到原始数据阵X xIlxI 2.... X\{n-\)xInX2lX22.... X2(n-\)X2nχ = .... ........ ....X{m-\)\ X{m-\)2 ···· X{m-\)(n-\) X{m-\)n _ XmlXm2 + + + + Xm(n-\)Xmn _xlu为第1个电池单元第u个因素的归一化后的数值，l^m, I^u ^n ;n代表上面选取了 η个因素组合对电池单元进行配组，然后按下式计算任意两电池单元间的距离dkh = VwI ( ! - xM f +W2(Xk2 -xHlf.....+ Wn(Xkn- Xhn dkh为第k个电池单元与第h个电池单元间的距离，1彡k彡m，1彡h彡m ;Wi (1彡i彡η) 为电池单元各因素占的权值，各权值根据各因素的重要性进行设置，W^w2. ... +Wn = 1且任意权值都大于0 ；然后由任意两电池单元间的距离得到对应的距离矩阵D如下 0 du + + + + dXm ^210.... d2(m-\)d2mD = .... ........ ....^(m-l)l ^(m-l)2 + + + +0^ (m-\)m_ dml dm2 .... dm(m-\) 0 _设定一个距离阈值dQ，0 <d0< 1，遍历矩阵D的上三角形部分或下三角形部分，当Clij < Cltl，则第i个电池单元与第j个电池单元归为一类；当Clij < d0, dkJ < Cltl，则第i个电池单元，第j个电池单元，第k个电池单元归为一类；du为第i个电池单元与第j个电池单元间的距离，dkj为第k个电池单元与第j个电池单元间的距离；1彡i彡m，l彡j彡m， 1 < k < m，且 i 乒 j 乒 k ；上述分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合完成配组或者进入下一步的配组。2.根据权利要求1所述的一种，其特征在于所述的电池单元由一个以上单体电池并联或串联而成，且每个电池单元属性一致；所述的电池单元属性包括电池基本属性和电池串并联结构，所述的电池基本属性包括电池类型、电池标称容量和电池标称电压，所述的电池串并联结构包括电池并联数量及电池串联级数。3.根据权利要求1所述的一种，其特征在于其还包括步骤(3)(3)对步骤(2)产生的新一组电池单元B" = (B1, B2. . . . BJ进行配组，ζ为需要进一步进行配组的电池单元个数，1 < ζ < m且ζ为整数；选取a点电压数据作为配组数据，a为大于1的整数；任意一点电压数据都包括ζ个电压值，每个电压值对应的SOC值相同，并且充放电状态相同；初始设定每一个电池单元为一类，即Ci = (B1I，i = 1，2，. . .，z，Ci为第i个电池单元类，类的个数ζ' = ζ ； 任意两类Ch，Ck的距离dkh的计算方法如下 当类Ch，Ck都只包含一个电池单元时，设Ch = {BJ，Ck = {Bj}4.根据权利要求1所述的一种，其特征在于其还包括步骤⑶、⑷和(6)(3)对步骤(2)产生的新一组电池单元B" = (B1, B2.... BJ进行配组，ζ为需要进一步进行配组的电池单元个数，1 < ζ < m且ζ为整数；选取a点电压数据作为配组数据，a为大于1的整数；任意一点电压数据都包括ζ个电压值，每个电压值对应的SOC值相同，并且充放电状态相同；初始设定每一个电池单元为一类，即Ci = {BJ，i = 1，2，. . .，z，Ci为第i个电池单元类，类的个数ζ' = ζ ； 任意两类Ch，Ck的距离dkh的计算方法如下 当类Ch，Ck都只包含一个电池单元时，设Ch = {BJ，Ck = {Bj}5.根据权利要求1所述的一种，其特征在于其还包括步骤(3)、(4)、(5)和(6)(3)对步骤(2)产生的新一组电池单元B" = (B1, B2. . . . BJ进行配组，ζ为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，郑益，
申请(专利权)人：杭州高特电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：