[發明專利]一種電池組維護檢測方法

有效

• 申請號: 201310051650.4
• 申請日: 2013-02-15
• 公開（公告）號: CN103176138A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李勇琦;陳滿;黃曉東;鐘朝現;劉邦金;王浩;劉愛華;彭鵬;王文輝
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司調峰調頻發電公司;杭州高特電子設備有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王桂名

1.一種電池組維護檢測方法，電池組由若干電池單元串聯組成，該方法依次包括以下步驟：

（1）電池組B={B₁，B₂，…，B_s}，s是電池組中電池單元個數,s＞1；電池單元由一個以上單體電池并聯或串聯而成，首先根據電池組額定容量C、健康狀態SOH、自放電率sDisR、內阻R對電池組進行維護分析，挑選出異常的單體電池，當電池單元信息滿足以下任一條件時，則認為該電池單元為異常電池單元，需要進行替換維護：

①　電池單元i(i=1,…,s)的電池類型T_i≠T；

②　電池單元i(i=1,…,s)的額定容量C_i≠C；

③　電池單元i(i=1,…,s)的健康狀態；

④　電池單元i(i=1,…,s)的自放電率；

⑤　電池單元i(i=1,…,s)的內阻；?

其中的計算公式為；

的計算公式為；

的計算公式為；

其中，閾值d₁取值范圍為0%-10%，d₂取值范圍為0%-5%，d₃取值范圍為1-1.5；

（2）排除掉步驟（1）中需要替換維護的電池單元后，得到的電池單元集合B＇={B＇₁，B＇₂，…，B＇_m}，1＜m≤s；選取電池組充放電過程中a個不同時刻的電壓數據作為進一步的分析數據，a為大于1的整數；任意一個時刻的電壓數據都包括m個電壓值，將檢測所得的電壓數據整理成如下矩陣：

V=vol11vol12....vol1(a-1)vol1avol21vol22....vol2(a-1)vol2a................vol(m-1)1vol(m-1)2....vol(m-1)(a-1)vol(m-1)avolm1volm2....volm(a-1)volma]]>

vol_ij為第i個電池單元第j時刻的電壓值，1≤i≤m，1≤j≤a；

（3）對步驟（2）中的電壓數據矩陣V進行歸一化處理，得到電壓數據矩陣V1，如下：

V1=v11v12....v1(a-1)v1av21v22....v2(a-1)v2a....................v(m-1)1v(m-1)2....v(m-1)(a-1)v(m-1)avm1vm2....vm(a-1)vma]]>

v_ij為第i個電池單元第j時刻的一種相對電壓值，1≤i≤m，1≤j≤a；

（4）計算任意兩個電池單元間相對電壓值的歐氏距離，歐式距離公式如下：

dij=Σk=1a(vik-vjk)2]]>

d_ij為第i個電池單元與第j個電池單元間的相對電壓差值，1≤i≤m，1≤j≤m；

根據步驟（3）中的電壓數據矩陣V1和歐氏距離公式，得到電池組的距離矩陣D：

D=0d12....d1(m-1)d1md210....d2(m-1)d2m................d(m-1)1d(m-1)2....0d(m-1)mdm1dm2....dm(m-1)0]]>；

（5）計算任意兩個電池單元間相對電壓值的相關系數，相關系數計算公式如下：

rij=1aΣk=1a{|[vik-vi‾]|×[vjk-vj‾]|}1aΣk=1a[vik-vi‾]2×1aΣj=1a[vjk-vj‾]2]]>

為第i個電池單元相對電壓值的平均值，為第j個電池單元相對電壓值的平均值；

根據步驟（3）中的電壓數據矩陣V1和相關系數計算公式，得到電池組的相關系數矩陣r：

r=1r12....r1(m-1)r1mr211....r2(m-1)r2m................r(m-1)1r(m-1)2....1r(m-1)mrm1rm2....rm(m-1)1]]>；

r_ij為第i個電池單元與第j個電池單元間的相關系數，0≤r_ij≤1；

（6）計算任意兩個電池單元間的性能系數，性能系數計算公式如下：

wij=l1×(dmax-dij)+l2×rij]]>，dmax=max1≤i≤m{dij}1≤j≤m]]>；

所述的l₁，l₂為兩電池單元間歐氏距離與相關系數的權重值，同時滿足0≤l₁≤1，0≤l₂≤1，l₁+l₂=1；

根據步驟（4）和（5）得到的距離矩陣D和相關系數矩陣r，并結合性能系數計算公式，得到電池組性能系數矩陣W：

W=w11w12....w1m-1)w1mw21w22....w2(m-1)w2m....................w(m-1)1w(m-1)2....w(m-1)(m-1)w(m-1)mwm1wm2....wm(m-1)wmm]]>；

（7）設定每個電池單元為一個類，即類的個數為m，同時設定一個性能系數閾值d₄，，遍歷電池組性能系數矩陣W的上三角形部分或下三角形部分；若w_ij＞d₄，將第i個電池單元和第j個電池單元歸為一類，即類的個數減一，若w_ij＞d₄且w_jk＞d₄時，將第i個電池單元、第j個電池單元和第k個電池單元歸為一類。

最終得到相對于電壓的電池單元分類集合Q={Q₁,Q₂…Q_x}，1≤x≤m；即對任意一個電池單元B＇_i,i=1,…,m，有且僅有一個Q_j,1≤j≤x，使得B＇_i∈Q_j；

設定閾值d₅，d₅為正整數且1＜d₅＜s/2，遍歷電池單元分類集合Q，若Q_j的電池單元個數小于d₅時，則將Q_j中所有的電池單元都認為是異常電池單元，需要進行替換維護，反之，不需要替換維護。