電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法和裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法和裝置，包括：獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓；根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信息；根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。本方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中電池組串性能的劣化，為合理安排電池檢修維護(hù)了提供參考。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電池檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電池儲(chǔ)能單元由電池組串并聯(lián)組成，電池組串由大量電池串并聯(lián)組成，如圖1所示 是常見(jiàn)的電池組串構(gòu)成的儲(chǔ)能單元示意圖，運(yùn)行時(shí)電池組串的狀態(tài)由電池的狀態(tài)決定。電 池電壓是電池組串運(yùn)行時(shí)的主要參數(shù)，也是評(píng)估電池組串運(yùn)行狀態(tài)的重要依據(jù)。
[0003] 目前的電池組串狀態(tài)檢測(cè)主要采用定期檢修的方式，定期對(duì)待測(cè)的電池組串進(jìn)行 測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果與標(biāo)況下的電池組串的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確定電池組串的健康程度。 但是由于定期檢修期間電池組無(wú)法正常使用，并且無(wú)法隨時(shí)隨地對(duì)電池組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行 評(píng)估，一旦電池組在檢修日期之前發(fā)生故障，則會(huì)造成在沒(méi)有任何準(zhǔn)備的情況下突然斷電， 導(dǎo)致斷電時(shí)間長(zhǎng)，安全性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)方法和裝置，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程 中電池組串性能的劣化，為合理安排電池檢修維護(hù)了提供參考。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法，包括:獲取待 測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓;根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電 壓的一致性信息;根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0006] 通過(guò)本發(fā)明的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法，在電池組串正常運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù) 電池運(yùn)行電壓符合正態(tài)概率分布的電池個(gè)數(shù)以及電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)等一致性信息對(duì)一組電 池組串的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電池組串中的電池運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的 劣化和故障，提前采取合理的電池檢修策略，并能縮短電池檢修停電時(shí)間，有效避免突發(fā)故 障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間斷電影響生產(chǎn)，提高電池的使用效率。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置，包括:獲取 模塊，用于獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓;計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì) 算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信息;評(píng)估模塊，用于根據(jù)所述一致性信息評(píng) 估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0008] 通過(guò)本發(fā)明的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置，在電池組串正常運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù) 電池運(yùn)行電壓符合正態(tài)概率分布的電池個(gè)數(shù)以及電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)等一致性信息對(duì)一組電 池組串的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電池組串中的電池運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的 劣化和故障，提前采取合理的電池檢修策略，并能縮短電池檢修停電時(shí)間，有效避免突發(fā)故 障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間斷電影響生產(chǎn)，提高電池的使用效率。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0010] 圖1是常見(jiàn)的典型電池儲(chǔ)能單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法的流程圖；
[0012] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法的流程圖；
[0013] 圖4是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的6組電池組串的電壓、電流曲線(xiàn)示意圖；
[0014] 圖5是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的6組電池組串電壓極差、電流曲線(xiàn)示意圖；
[0015] 圖6是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的6組電池組串電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差、每組電池組串中電壓超 出3〇范圍的電池個(gè)數(shù)的曲線(xiàn)示意圖；
[0016] 圖7是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的6組電池組串電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系 數(shù)偏差U的曲線(xiàn)示意圖；
[0017] 圖8是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖9是本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法和裝置。
[0021] 本申請(qǐng)的實(shí)施例將以圖1所示的鋰電池儲(chǔ)能單元為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0022] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法的流程圖，如圖2所示，該方 法包括以下步驟：
[0023] 步驟201，獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓。具體地，例如可以通過(guò)電池 組串自帶的電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)在電池正常運(yùn)行使用的狀態(tài)下獲 取電池組串中各電池的運(yùn)行電壓。
[0024] 步驟202,根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信息。 [0025]步驟203,根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0026] 其中，待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信息可以通過(guò)電池電壓的波動(dòng)參數(shù)體 現(xiàn)，具體例如是待測(cè)電池組串中的電池電壓極差、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)以 及電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與平均值的偏差等。由于電池組串由大量電池串并聯(lián)組成，電池電 壓一致性是評(píng)估電池組串運(yùn)行狀態(tài)的重要依據(jù)，因此通過(guò)計(jì)算電池組串中各電池電壓的一 致性信息來(lái)評(píng)估電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，可以檢測(cè)到電池組串中狀態(tài)劣化的電池，從而根據(jù) 電池組串的運(yùn)行狀態(tài)提供相應(yīng)的維護(hù)檢修策略。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的 一致性信息，包括:計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差，并確定檢測(cè)范圍；計(jì)算所述 待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差;根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo) 準(zhǔn)差系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差是標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與電壓平均值的 偏差。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差，并確定檢測(cè)范 圍，包括:判斷所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差是否超出預(yù)設(shè)閾值;若超出，則將相關(guān) 的電池標(biāo)記為檢修電池并在后續(xù)檢測(cè)中剔除。這樣可以通過(guò)電壓極差的異常來(lái)識(shí)別出電池 組串中電壓異常的電池。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各個(gè)電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差之后，還 包括:獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，在獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)之 前，還包括:根據(jù)所述電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差和正態(tài)概率分布法確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍。
[0031 ]在一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，包括： 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值和/或所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)， 評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行 狀態(tài)，包括:確定所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值所在的區(qū)間；獲取所述確定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀 態(tài)，其中，不同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù) 評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，包括:確定所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的 電池的個(gè)數(shù)所在的區(qū)間；獲取所述確定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中，不同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同 的運(yùn)行狀態(tài)。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài) 之后，還包括:根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)所述待測(cè)電池組串采用對(duì)應(yīng)的檢修策略。
[0035] 當(dāng)電池組串由大量電池組成時(shí)，電池電壓服從正態(tài)概率分布，因此本申請(qǐng)通過(guò)分 析電池組串中電池運(yùn)行電壓的正態(tài)分布情況，來(lái)評(píng)估電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，從而根據(jù)電池 組串的運(yùn)行狀態(tài)提供相應(yīng)的維護(hù)檢修策略。
[0036]通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法，在電池組串正常運(yùn)行狀態(tài) 下，根據(jù)電池運(yùn)行電壓符合正態(tài)概率分布的電池個(gè)數(shù)以及電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)等一致性信息對(duì) 一組電池組串的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電池組串中的電池運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn) 電池的劣化和故障，提前采取合理的電池檢修策略，并能縮短電池檢修停電時(shí)間，有效避免 突發(fā)故障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間斷電影響生產(chǎn)，提高電池的使用效率。
[0037]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法的流程圖，如圖3所示，該方 法包括以下步驟：
[0038] 步驟301，獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓。
[0039]具體地，由大量電池組串組成的儲(chǔ)能單元常配合電池管理系統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，簡(jiǎn)稱(chēng)BMS)使用，因此可以通過(guò)預(yù)設(shè)的BMS在儲(chǔ)能單元正常運(yùn)行狀態(tài)下 獲取電池組串中各電池的運(yùn)行電壓，也可以通過(guò)其他可能的途徑獲取，本申請(qǐng)對(duì)此不做限 定。
[0040]步驟302,根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差。
[0041 ] 例如，某儲(chǔ)能單元有Μ組電池組串，每組電池組串由L只電池串聯(lián)組成，那么可以分 別對(duì)著Μ組電池組串進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算每個(gè)電池組串中L只電池的電壓極差，即電池電壓的最 大值減去最小值，來(lái)評(píng)價(jià)一組電池電壓的離散度。
[0042] 步驟303,判斷所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差是否超出預(yù)設(shè)閾值。
[0043] 其中，預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定。
[0044]若超出，則執(zhí)行步驟304,否則執(zhí)行步驟305。
[0045] 步驟304，將相關(guān)的電池標(biāo)記為檢修電池并在后續(xù)檢測(cè)中剔除。
[0046] 具體地，當(dāng)電池電壓的極差小于預(yù)設(shè)閾值A(chǔ)U時(shí)，該組串的電池電壓偏差能夠運(yùn)行 在較合理的范圍內(nèi)，不存在電池電壓偏差大的電池，當(dāng)電池電壓極差大于或等于預(yù)設(shè)閾值 A U時(shí)，說(shuō)明該電池組串內(nèi)存在與其他電池的電壓偏差較大的電池(一般為1~2只），應(yīng)在后 續(xù)評(píng)估中剔除該電池的電壓，并將該電池作為故障電池進(jìn)行檢修或更換。
[0047] 步驟305,計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0048]具體地，可通過(guò)公式1進(jìn)行計(jì)算。
[0050] 其中：m是電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差，δ是電池組串中電池電壓平均值，m是第i只電池電 壓，L是電池組串中串聯(lián)的電池只數(shù)。
[0051] 步驟306,根據(jù)所述電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差和正態(tài)概率分布法確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍。 [0052] 根據(jù)現(xiàn)有的理論研究，當(dāng)電池組串由大量電池組成時(shí)，電池電壓應(yīng)符合正態(tài)概率 分布，如公式2。
[0054] 其中，X是隨機(jī)變量，對(duì)應(yīng)電池電壓;f (X)是隨機(jī)變量X的概率密度;μ是隨機(jī)變量X 的期望，對(duì)應(yīng)電池組串的電池電壓平均值奴.σ是隨機(jī)變量X的方差，對(duì)應(yīng)電池組串的電池電 - ， 壓標(biāo)準(zhǔn)差US。
[0055] 本實(shí)施例以正態(tài)概率分布的3〇法則來(lái)確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍為(μ-3σ~μ+3σ)， 還可以根據(jù)實(shí)際需求以其他法則來(lái)確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍，在此不再一一列舉。
[0056]步驟307,獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)。
[0057]步驟308,根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn) 差系數(shù)偏差。其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差是標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與電壓平均值的偏差。
[0058]具體地，待測(cè)電池組串中的電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)可通過(guò)公式3計(jì)算，電池組串的電 池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與平均值的偏差計(jì)算如公式4。
[0060] 式中是電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù);us是電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差；δ是電池電壓平均值。
[0062] 式中：是電池組串的電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差；
[0063] 511是電池組串的電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)；
[0064] ξ是Μ組電池組串的電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)平均值。
[0065] 步驟309,根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值和/或所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范 圍的電池的個(gè)數(shù)，評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0066] 具體地，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，可以確 定所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值所在的區(qū)間，并獲取該偏差值所在區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中，不 同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)能從相對(duì)角度反映大 量電池電壓的離散程度，對(duì)于性能沒(méi)有發(fā)生變化的電池組串，電池電壓的離散度小，電池組 串的電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差U會(huì)在較小的范圍內(nèi)變化，而對(duì)于性能劣化的電池組串，電 池電壓的離散度會(huì)變大，U的變化范圍也會(huì)變大，劣化越嚴(yán)重，U的變化范圍越大。因此，當(dāng) 電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差U在規(guī)定范圍（ξδ-~ξι·+)內(nèi)時(shí)，電池組串運(yùn)行狀態(tài)正常，性能沒(méi)有 發(fā)生變化，當(dāng)U超出規(guī)定范圍（ξ:-~ξ:+)時(shí)，電池組串運(yùn)行狀態(tài)異常，性能發(fā)生劣化，應(yīng)采取 相應(yīng)的檢修維護(hù)措施。在具體的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際需求預(yù)先對(duì)ξδ值所在區(qū)間進(jìn)行劃 分，設(shè)置U所在的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，例如U在[U-~U+)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串運(yùn)行 狀態(tài)正常/健康，U在~ξ: 2+)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串處于亞健康狀態(tài)，U在[ξ:3-~ |r3+)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串劣化較為嚴(yán)重，ξδ在[| r4-~|r4+)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串健 康狀態(tài)惡劣，從而可以根據(jù)計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值ξ4平估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行 狀態(tài)。
[0067] 根據(jù)所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)評(píng)估所述待測(cè)電池組 串的運(yùn)行狀態(tài)，可以確定待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)所在的區(qū)間，并 獲取該個(gè)數(shù)所在區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中，不同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)概率 論，當(dāng)隨機(jī)變量X服從正態(tài)分布時(shí)，變量值落在預(yù)設(shè)范圍（μ-3σ~μ+3σ)之間的概率為 99.74%，幾乎是肯定事件，也就是所謂的"3 〇"法則。但對(duì)于實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的電池電壓，即 便電池組串運(yùn)行正常，也會(huì)有少量電池電壓落在?-范圍外。因此，對(duì)于實(shí) 際運(yùn)行的電池組串，當(dāng)電壓值落在范圍外的電池?cái)?shù)量η小于預(yù)設(shè)數(shù)量ms 時(shí)，可以認(rèn)為電池組串運(yùn)行狀態(tài)正常，性能沒(méi)有發(fā)生變化，當(dāng)電壓落在ιι+3ιι? ) 范圍外的電池?cái)?shù)量η大于或等于預(yù)設(shè)數(shù)量ms時(shí)，則認(rèn)為電池組串運(yùn)行狀態(tài)異常，性能發(fā)生了 劣化，應(yīng)采取相應(yīng)的檢修維護(hù)措施。在具體的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際需求預(yù)先對(duì)電壓落在 (G-:3%_M+3m5)范圍外的電池?cái)?shù)量η所在區(qū)間進(jìn)行劃分，設(shè)置η所在的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行 狀態(tài)，例如在[0~m)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串運(yùn)行狀態(tài)正常/健康，η在[m~η2)區(qū)間內(nèi)則 認(rèn)為該電池組串處于亞健康狀態(tài)，η在[η2~η3)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串劣化較為嚴(yán)重，η在 [η 3~η4)區(qū)間內(nèi)則認(rèn)為該電池組串健康狀態(tài)惡劣，從而可以根據(jù)電壓落在（ ?-3i% ~ + 3?#)范圍外的電池?cái)?shù)量η評(píng)估待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0068] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，還可以同時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值和電壓超出預(yù)設(shè)范圍 的電池個(gè)數(shù)來(lái)評(píng)估待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，各取值區(qū)間與電池組串運(yùn)行狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 如表1所示。
[0069] 表1
[0070]
[0071] 步驟310,根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)所述待測(cè)電池組串采用對(duì)應(yīng)的檢修策略。
[0072] 具體的，可以根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)該電池組串采取相應(yīng)的檢修維護(hù)措施。例如可以將 運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估結(jié)果分為健康、亞健康、嚴(yán)重、惡劣四個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同的檢修維護(hù)措施 如表2所示。對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)健康的電池組串，可以無(wú)需停電檢修，減少停電時(shí)間，提高生產(chǎn)效 率;對(duì)于亞健康的電池組串，可以在定期維護(hù)時(shí)測(cè)試充放電容量、效率等數(shù)據(jù)指標(biāo)，避免頻 繁測(cè)試，提高檢測(cè)效率;對(duì)于狀態(tài)劣化嚴(yán)重的電池組串，可以提高測(cè)試頻率、增加測(cè)試指標(biāo) 等，避免突發(fā)故障，還可以在定期維護(hù)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)均衡維護(hù)，以延長(zhǎng)電池使用壽命;對(duì)于狀 態(tài)惡劣的電池組串，應(yīng)該立即停電檢修或更換，以避免在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生突然斷電等故障。
[0073] 表 2
[0076] 舉例而言，以?xún)?chǔ)能單元有6組電池組串，每組電池組串由204只電池串聯(lián)組成為例， 各電池組串的電壓、電流曲線(xiàn)如圖4所示，下面對(duì)該儲(chǔ)能單元的6組電池組串的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn) 行評(píng)估：
[0077]首先，計(jì)算電池電壓極差。
[0078] 6組電池組串電壓極差、電流曲線(xiàn)如圖5所示，電池電壓極差的預(yù)設(shè)閾值A(chǔ)U為 60mV，從圖5中可以看出，沒(méi)有電池電壓極差超出預(yù)設(shè)閾值60mV的電池組串，因此不需要剔 除偏差大的電池電壓。
[0079]其次，計(jì)算電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差，以及電壓超出3〇范圍的電池個(gè)數(shù)。
[0080] 6組電池組串電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差、每組電池組串中電壓超出3σ范圍的電池個(gè)數(shù)的曲 線(xiàn)如圖6所示，運(yùn)行期間6組電池組串電壓超出3 〇范圍的電池個(gè)數(shù)的最大值如表。設(shè)電壓超 出3σ范圍的電池個(gè)數(shù)限值為1 〇，從表3可以看出，1#電池組串中電壓超出3σ范圍的電池個(gè)數(shù) 為187,遠(yuǎn)大于限值10,因此1#電池組串運(yùn)行狀態(tài)異常，性能發(fā)生了劣化。
[0081] 表 3
[0082]
[0083]然后，計(jì)算電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差偏差ξδ。
[0084] 6組電池組串電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)、電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差ξδ的曲線(xiàn)如圖7,運(yùn) 行期間6組電池組串電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差ξδ范圍如表4所示。設(shè)偏差ξδ的預(yù)定限值范圍 為-50%~50%，從表可以看出，1#電池組串偏差為-97%~93%，超出了預(yù)定的限值范圍， 因此1#電池組串運(yùn)行狀態(tài)異常，性能發(fā)生了劣化。
[0085] 表 4
[0088] 最后，綜合評(píng)估電池組串運(yùn)行狀態(tài)。
[0089] 電池組串狀態(tài)評(píng)估的參數(shù)區(qū)間對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表，由于1#電池組串在運(yùn)行期間電壓超 出3σ范圍的電池個(gè)數(shù)為187,大于100,電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差U范圍為-97%~93%，在_ 90 %~90 %外，因此1#電池組串的運(yùn)行狀態(tài)為惡劣，應(yīng)立即停機(jī)檢修。
[0090] 表 5
[0091]
[0092]需要理解的是，以上列舉的只是一種優(yōu)選的方案，以本申請(qǐng)的方法對(duì)電池組串運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的具體方法還可以有多種，在此不再一一列舉。
[0093 ]本發(fā)明的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法，通過(guò)在電池組串正常運(yùn)行狀態(tài)下獲取電 池組串的運(yùn)行電壓等數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行時(shí)電池電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池個(gè)數(shù)和/或電池電壓 標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差等一致性信息來(lái)評(píng)估電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電池組串中的電 池運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的劣化和故障，提前采取合理的電池檢修策略，并能縮短電池檢 修停電時(shí)間，有效避免突發(fā)故障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間斷電影響生產(chǎn)，提高電池的使用效率，此外，在 狀態(tài)評(píng)估的基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的檢修策略，有利于合理安排電池組串檢修、提高維護(hù)人員 工作效率。
[0094] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置， 可以用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例所描述的方法，如下面的實(shí)施例所述。由于電池組串運(yùn)行狀態(tài)的 評(píng)估裝置解決問(wèn)題的原理與電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法相似，因此電池組串運(yùn)行狀態(tài)的 評(píng)估裝置的實(shí)施可以參見(jiàn)電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。以下 所使用的，術(shù)語(yǔ)"單元"或者"模塊"可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí) 施例所描述的裝置較佳地以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可 能并被構(gòu)想的。
[0095] 圖8是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所 示，該裝置包括:獲取模塊100、計(jì)算模塊200和評(píng)估模塊300。
[0096] 具體地，獲取模塊100用于獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓。
[0097]計(jì)算模塊200用于根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致 性信息。
[0098]評(píng)估模塊300用于根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0099] 圖9是本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9 所示：
[0100] 所述計(jì)算模塊200包括:第一計(jì)算單元210、第二計(jì)算單元220和第三計(jì)算單元230。
[0101] 其中，第一計(jì)算單元210用于計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差，并確定檢 測(cè)范圍；第二計(jì)算單元220用于計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差;第三計(jì)算單元 230用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏 差，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差是標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與電壓平均值的偏差。
[0102] 進(jìn)一步的，所述第一計(jì)算單元210還用于在所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差 超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將相關(guān)的電池標(biāo)記為檢修電池并在后續(xù)檢測(cè)中剔除。
[0103] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括計(jì)數(shù)模塊400和確定模塊500。
[0104] 其中，計(jì)數(shù)模塊400用于獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè) 數(shù)。確定模塊500用于根據(jù)所述電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差和正態(tài)概率分布法確定電池電壓的預(yù)設(shè)范 圍。
[0105] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述評(píng)估模塊300具體用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值和/或所 述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)，評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
[0106] 本發(fā)明的電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置，通過(guò)在電池組串正常運(yùn)行狀態(tài)下獲取電 池組串的運(yùn)行電壓等數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行時(shí)電池電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池個(gè)數(shù)和/或電池電壓 標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差等一致性信息來(lái)評(píng)估電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)電池組串中的電 池運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的劣化和故障，提前采取合理的電池檢修策略，并能縮短電池檢 修停電時(shí)間，有效避免突發(fā)故障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間斷電影響生產(chǎn)，提高電池的使用效率，此外，在 狀態(tài)評(píng)估的基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的檢修策略，有利于合理安排電池組串檢修、提高維護(hù)人員 工作效率。
[0107] 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括 一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順 序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明 的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0108] 在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不 一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0109] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估方法，其特征在于，包括： 獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓； 根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信息； 根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池 組串中各電池電壓的一致性信息，包括： 計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差，并確定檢測(cè)范圍； 計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差； 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差， 其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差是標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與電壓平均值的偏差。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的 極差，并確定檢測(cè)范圍，包括： 判斷所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差是否超出預(yù)設(shè)閾值； 若超出，則將相關(guān)的電池標(biāo)記為檢修電池并在后續(xù)檢測(cè)中剔除。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各個(gè)電池電 壓的標(biāo)準(zhǔn)差之后，還包括： 獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè) 范圍的電池的個(gè)數(shù)之前，還包括： 根據(jù)所述電池電壓標(biāo)準(zhǔn)差和正態(tài)概率分布法確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述電池組 串的運(yùn)行狀態(tài)，包括： 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值和/或所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè) 數(shù)，評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值評(píng)估所述 待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，包括： 確定所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差值所在的區(qū)間； 獲取所述確定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中，不同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù) 設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)，包括： 確定所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)所在的區(qū)間； 獲取所述確定的區(qū)間對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中，不同的區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述一致性信息評(píng)估 所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)之后，還包括： 根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)所述待測(cè)電池組串采用對(duì)應(yīng)的檢修策略。10. -種電池組串運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取待測(cè)電池組串中各個(gè)電池的運(yùn)行電壓； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述運(yùn)行電壓計(jì)算所述待測(cè)電池組串中各電池電壓的一致性信 息； 評(píng)估模塊，用于根據(jù)所述一致性信息評(píng)估所述待測(cè)電池組串的運(yùn)行狀態(tài)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊，包括： 第一計(jì)算單元，用于計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差，并確定檢測(cè)范圍； 第二計(jì)算單元，用于計(jì)算所述待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差； 第三計(jì)算單元，用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算待測(cè)電池組串中電池電壓的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)以 及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)偏差是標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)與電壓平均值的偏差。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算單元還用于： 在所述待測(cè)電池組串中電池電壓的極差是否超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將相關(guān)的電池標(biāo)記為檢 修電池并在后續(xù)檢測(cè)中剔除。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括： 計(jì)數(shù)模塊，用于獲取所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括確定模塊，用于根據(jù)所述電池電 壓標(biāo)準(zhǔn)差和正態(tài)概率分布法確定電池電壓的預(yù)設(shè)范圍。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述評(píng)估模塊具體用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差 系數(shù)偏差值和/或所述待測(cè)電池組串中電壓超出預(yù)設(shè)范圍的電池的個(gè)數(shù)，評(píng)估所述待測(cè)電 池組串的運(yùn)行狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK105866689SQ201610184494
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】陳豪, 白愷, 馬步云, 董建明, 刁嘉, 李娜, 董文琦, 蔡建明
【申請(qǐng)人】華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司