本发明属于电池性能评价领域，具体涉及一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法及系统。
背景技术：
1、变电站后备直流电源用铅酸电池肩负着为变电站不间断供电的使命，准确估计电池健康状态有助于提升变电站运行稳定；当前变电站仍采用长时间恒流放电的方法估计电池健康状态，这种方法不仅增加了电池的离线时间，同时深度循环充放电也对电池造成一定损伤。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供了一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法及系统，通过电池内部变化机理的外表征特性判断电池健康状态，可有效减少电池健康状态时间，减少电池损伤，提升电池使用效率。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，包括：
4、基于电池浮充老化过程中发生的电池腐蚀和失水老化过程，得到电池的阻抗谱和内阻的变化曲线；
5、基于电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，计算得到各种老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数；
6、根据老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，确定特征频率阻抗虚部和内阻两种特征表征电池性能；
7、通过线性拟合获得阻抗虚部和内阻与电池性能之间的线性度大小；
8、根据特征频率阻抗虚部和内阻与电池性能变化的线性度大小，对线性变化特征采用拟合曲线计算得到电池性能，对非线性变化特征使用高斯回归算法计算得到电池性能；
9、分别设定拟合曲线计算得到的电池性能权重和高斯回归算法计算得到的电池性能权重，进而得到电池当前性能。
10、本发明进一步的改进在于，基于电池浮充老化过程中发生的电池腐蚀和失水老化过程，得到电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，包括：
11、通过实验剥离失水造成的阻抗谱和内阻变化曲线，电极腐蚀造成的阻抗谱虚部变化变化曲线；
12、其中，基于实验获得的阻抗谱变化曲线，忽略内阻变化，获得电极腐蚀造成的阻抗谱变化曲线；
13、根据下述公式计算忽略内阻获得电极腐蚀造成的阻抗谱变化曲线；
14、
15、式中，是忽略内阻处理之后的阻抗实部，下标n代表电池浮充周期数，real(zn)是不同浮充老化周期阻抗实部；real(zn_50.22)是第n个浮充老化周期频率为50.22hz阻抗实部，即第n个老化周期下电池内阻；real(zmin_50.22)代表所有老化周期中电池内阻的最小值。
16、本发明进一步的改进在于，基于电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，计算得到各种老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，其中皮尔逊相关系数计算方法如下：
17、
18、式中，ρx,y代表计算得到的相关系数；x代表各个频率下忽略内阻变化后的阻抗的虚部；y电池健康状态；σx为x的方差；σy为y的方差。
19、本发明进一步的改进在于，根据老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，确定特征频率阻抗虚部和内阻两种特征表征电池性能，其中电池性能采用放电设备恒流放电获得的容量与厂家给的电池额定容量的比值；
20、soh(％)＝100*qmax/cr
21、式中，qmax代表当前电池最大放电电量，由检测设备计算给出；cr代表电池额定容量，由厂家直接给出。
22、本发明进一步的改进在于，选择皮尔逊相关系数最大的频率阻抗虚部作为阻抗虚部特征。
23、本发明进一步的改进在于，通过线性拟合获得阻抗虚部和内阻与电池性能之间的线性度大小，包括：
24、分别计算内阻和阻抗虚部特征与电池性能之间的线性拟合曲线，同时计算线性系数，根据线性系数大小作为线性度大小。
25、本发明进一步的改进在于，根据特征频率阻抗虚部和内阻与电池性能变化的线性度大小，对线性变化特征采用拟合曲线计算得到电池性能，对非线性变化特征使用高斯回归算法计算得到电池性能，其中高斯回归算法使用marten 3/2函数作为核函数。
26、本发明进一步的改进在于，分别设定拟合曲线计算得到的电池性能权重和高斯回归算法计算得到的电池性能权重，进而得到电池当前性能，包括：
27、根据下述公式计算电池当前性能：
28、cothers＝gpr(x'others)
29、
30、ce＝0.8*cothers+0.2*ccorrosion
31、式中，x′other代表变电站实际测量电池的线性度低的特征数据；crated代表电池额定容量；rohm代表电池当前内阻；rold代表老化结束时电池的线性度高的特征；rnew代表新电池的线度高的特征；ce为计算获得的电池当前性能；0.2和0.8分别为设定拟合曲线计算得到的电池性能权重和高斯回归算法计算得到的电池性能权重。
32、一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计系统，包括：
33、曲线获取模块，基于电池浮充老化过程中发生的电池腐蚀和失水老化过程，得到电池的阻抗谱和内阻的变化曲线；
34、第一计算模块，基于电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，计算得到各种老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数；
35、第二计算模块，根据老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，确定特征频率阻抗虚部和内阻两种特征表征电池性能；
36、线性度获取模块，通过线性拟合获得阻抗虚部和内阻与电池性能之间的线性度大小；
37、第三计算模块，根据特征频率阻抗虚部和内阻与电池性能变化的线性度大小，对线性变化特征采用拟合曲线计算得到电池性能，对非线性变化特征使用高斯回归算法计算得到电池性能；
38、性能获取模块，分别设定拟合曲线计算得到的电池性能权重和高斯回归算法计算得到的电池性能权重，进而得到电池当前性能。
39、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时实现所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法的步骤。
40、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
41、本发明提供的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法及系统，有利于提升变电站后备电源用铅酸电池健康估计准确度，仅通过电池阻抗即可完成估计，相比于数小时的恒流放电方法时间极大缩短；基于内部老化机理可提升阻抗谱理解程度，有益于提升电池性能准确度，准确估计电池性能可减少电池浪费；相比于需要收集大量实际运行数据，本发明可通过实验获得数据即可计算，降低了数据收集难度。
1.一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，基于电池浮充老化过程中发生的电池腐蚀和失水老化过程，得到电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，包括：
3.根据权利要求1所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，基于电池的阻抗谱和内阻的变化曲线，计算得到各种老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，其中皮尔逊相关系数计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，根据老化机理与阻抗谱中各个频率阻抗虚部的皮尔逊相关系数，确定特征频率阻抗虚部和内阻两种特征表征电池性能，其中电池性能采用放电设备恒流放电获得的容量与厂家给的电池额定容量的比值；
5.根据权利要求4所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，选择皮尔逊相关系数最大的频率阻抗虚部作为阻抗虚部特征。
6.根据权利要求1所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，通过线性拟合获得阻抗虚部和内阻与电池性能之间的线性度大小，包括：
7.根据权利要求1所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，根据特征频率阻抗虚部和内阻与电池性能变化的线性度大小，对线性变化特征采用拟合曲线计算得到电池性能，对非线性变化特征使用高斯回归算法计算得到电池性能，其中高斯回归算法使用marten 3/2函数作为核函数。
8.根据权利要求1所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法，其特征在于，分别设定拟合曲线计算得到的电池性能权重和高斯回归算法计算得到的电池性能权重，进而得到电池当前性能，包括：
9.一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述的一种结合铅酸电池老化机理的电池性能估计方法的步骤。
