电池簇健康度在线监测方法及相关装置与流程

    技术2025-11-19  2


    本发明涉及储能领域,特别涉及一种电池簇健康度在线监测方法及相关装置。


    背景技术:

    1、锂离子电池在制造过程中不可避免的会存在差异,随着使用时间以及工况不同会使得电芯间的不一致性进一步加大,电池簇内的电芯会发生过充或者过放问题,带来一定的安全隐患。因此,如何及时准确地检测电池簇的健康度成为了本领域人员亟待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、鉴于上述问题,本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电池簇健康度在线监测方法及相关装置。

    2、第一方面,一种电池簇健康度在线监测方法,包括:

    3、从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,其中,所述工作电压为充电过程或者在放电过程的电压,所述工作电流为充电过程或者放电过程的电流,所述第一单体电芯为所述电池簇所包括的各单体电芯中一个单体电芯;

    4、根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量,其中,所述电池簇的转换能量为所述电池簇在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;

    5、根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量,其中,所述第一单体电芯的转换能量为所述第一单体电芯在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;

    6、根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性,其中,所述电芯不一致性表征所述电池簇的各单体电芯的性能的不一致程度。

    7、可选的,在某些可选的实施方式中,在所述从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流之前,所述方法还包括:

    8、若所述电池簇为运行时间小于预设运行阈值的电池簇,则从所述电池簇包括的各单体电芯中选择满足第一条件的单体电芯作为所述第一单体电芯,其中,所述第一条件为:单体电芯的电压最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均电压且单体电芯的容量最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均容量;

    9、若所述电池簇为运行时间大于所述预设运行阈值的电池簇,则从所述电池簇包括的各单体电芯中选择满足第二条件的单体电芯作为所述第一单体电芯,其中,所述第二条件为:单体电芯的温度最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均温度。

    10、可选的,在某些可选的实施方式中,所述根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量,包括:

    11、计算所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流的第一乘积;

    12、对所述第一乘积进行定积分计算,得到所述电池簇的转换能量,其中,所述定积分的积分上限为所述电池簇的充电过程或者放电过程的持续时间。

    13、可选的,在某些可选的实施方式中,所述根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量,包括:

    14、计算所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流的第二乘积;

    15、对所述第二乘积进行定积分计算,得到所述第一单体电芯的转换能量,其中,所述定积分的积分上限为所述第一单体电芯的充电过程或者放电过程的持续时间。

    16、可选的,在某些可选的实施方式中,所述根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性,包括:

    17、将所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量进行线性拟合并求导,得到第一斜率;

    18、若所述第一斜率存在增大的情况,则确定所述电池簇的单体电芯不一致性加剧;

    19、若所述第一斜率保持稳定不变,则确定所述电池簇的单体电芯不一致性平稳。

    20、可选的,在某些可选的实施方式中,所述方法还包括:

    21、记录所述电池簇在多个充放电周期的充电能量和放电能量,其中,一个充放电周期对应一个充电能量和一个放电能量,一个充放电周期的充电起始soc与放电截止soc一致,不同充放电周期的充电起始soc一致,不同充放电周期的放电截止soc一致;

    22、针对任一所述充放电周期,计算所述电池簇在所述充放电周期的充电能量和放电能量的能量差,得到所述电池簇在所述充放电周期的能量变化;

    23、将各所述充放电周期的能量变化依次累加在一起,每次多累加一个充放电周期的能量变化,每次累计得到一个对应的累计变化能量;

    24、将各所述累计变化能量与对应累计的充放电周期的周期数量拟合并求导,得到第二斜率;

    25、若所述第二斜率存在增大的情况,则确定所述电池簇的能量效率下降;

    26、若所述第二斜率保持稳定不变,则确定所述电池簇的能量效率保持平稳。

    27、第二方面,一种电池簇健康度在线监测装置,包括:数据获得单元、电池簇计算单元、单体电芯计算单元和不一致性确定单元;

    28、所述数据获得单元,用于从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,其中,所述工作电压为充电过程或者在放电过程的电压,所述工作电流为充电过程或者放电过程的电流,所述第一单体电芯为所述电池簇所包括的各单体电芯中一个单体电芯;

    29、所述电池簇计算单元,用于根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量,其中,所述电池簇的转换能量为所述电池簇在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;

    30、所述单体电芯计算单元,用于根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量,其中,所述第一单体电芯的转换能量为所述第一单体电芯在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;

    31、所述不一致性确定单元,用于根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性,其中,所述电芯不一致性表征所述电池簇的各单体电芯的性能的不一致程度。

    32、可选的,在某些可选的实施方式中,所述装置还包括:第一选择单元和第二选择单元;

    33、所述第一选择单元,用于在所述从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流之前,若所述电池簇为运行时间小于预设运行阈值的电池簇,则从所述电池簇包括的各单体电芯中选择满足第一条件的单体电芯作为所述第一单体电芯,其中,所述第一条件为:单体电芯的电压最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均电压且单体电芯的容量最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均容量;

    34、所述第二选择单元,用于若所述电池簇为运行时间大于所述预设运行阈值的电池簇,则从所述电池簇包括的各单体电芯中选择满足第二条件的单体电芯作为所述第一单体电芯,其中,所述第二条件为:单体电芯的温度最接近所述的电池簇的所有单体电芯的平均温度。

    35、第三方面,一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的电池簇健康度在线监测方法。

    36、第四方面,一种电子设备,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行上述任一项所述的电池簇健康度在线监测方法。

    37、借由上述技术方案,本发明提供的一种电池簇健康度在线监测方法及相关装置,可以从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,其中,所述工作电压为充电过程或者在放电过程的电压,所述工作电流为充电过程或者放电过程的电流,所述第一单体电芯为所述电池簇所包括的各单体电芯中一个单体电芯;根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量,其中,所述电池簇的转换能量为所述电池簇在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量,其中,所述第一单体电芯的转换能量为所述第一单体电芯在充电过程的充电能量或者在放电过程的放电能量;根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性,其中,所述电芯不一致性表征所述电池簇的各单体电芯的性能的不一致程度。由此可以看出,本发明可以基于电池管理系统中的数据,在线准确判断电池簇的单体电芯不一致性情况,计算结果比较准确且及时。

    38、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。


    技术特征:

    1.一种电池簇健康度在线监测方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流之前,所述方法还包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量,包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性,包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    7.一种电池簇健康度在线监测装置,其特征在于,包括:数据获得单元、电池簇计算单元、单体电芯计算单元和不一致性确定单元;

    8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第一选择单元和第二选择单元;

    9.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的电池簇健康度在线监测方法。

    10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;其中,所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行如权利要求1至6中任一项所述的电池簇健康度在线监测方法。


    技术总结
    本发明涉及储能领域,本发明公开电池簇健康度在线监测方法及相关装置,从电池管理系统中获得电池簇的工作电压、所述电池簇的工作电流、第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流;根据所述电池簇的工作电压和所述电池簇的工作电流,计算得到所述电池簇的转换能量;根据所述第一单体电芯的工作电压和所述第一单体电芯的工作电流,计算得到所述第一单体电芯的转换能量;根据所述电池簇的多个转换能量和所述第一单体电芯的多个转换能量,确定所述电池簇的单体电芯不一致性。本发明可以基于电池管理系统中的数据,在线准确判断电池簇的单体电芯不一致性情况,计算结果比较准确且及时。

    技术研发人员:郜振亚,谈群,朱玺,柳文广
    受保护的技术使用者:华自科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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