[發明專利]儲能系統電池單體故障識別方法和儲能系統

在審

• 申請號: 202310215724.7
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116203424A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 盧愷;陳曉虎;程倩倩
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R31/396;G01R31/385;H02J7/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉子輝

本發明提供了一種儲能系統電池單體故障識別方法和儲能系統。該儲能系統電池單體故障識別方法包括：設定單體電壓偏移閾值上限；獲取各個電池單體的單體電壓V_n_i，其中n為電池模塊數量，i為一個電池模塊內的電池單體編號；對電池單體進行橫向對比，獲取同一電池模塊內的單體電壓相對于同一電池模塊內的單體電壓平均值的偏差△V_n_i；對電池單體進行縱向對比，計算各電池模塊內同編號的電池單體的偏差與同編號的電池單體的偏差中位數之間的差值，若差值大于單體電壓偏移閾值上限，則判斷該差值所對應的電池單體故障。本發明的儲能系統電池單體故障識別方法，能夠精準識別電池單體的電壓偏移量，及時發現儲能系統內電池單體故障，提高系統安全性。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體而言，涉及一種儲能系統電池單體故障識別方法和儲能系統。

背景技術

一個儲能系統至少包括多個電池模塊，每個電池模塊是由諸多電池單體進行串聯或并聯組成的，且每個電池模塊均配置有一個電池管理系統，用于采集電池模塊電壓、電流和溫度信息，并估算電池的荷電狀態(SOC，State?of?Charge)和壽命狀態(SOH，State?ofHealth)，同時對電芯的故障進行識別和診斷。

相關技術中公開了一種動力電池一致性安全狀態評估方法，通過獲取待評估車輛的大量歷史運行數據，對每個充電數據片段的單體電壓計算標準差特征和方差熵一致性特征，得到特征值，獲取充放電次數，然后將特征值構造成特征矩陣，對特征矩陣進行預設算法的無監督訓練，得到混淆矩陣；根據混淆矩陣構建動力電池一致性安全狀態量化計算模型，通過對動力電池的一致性安全狀態進行量化評估，能夠更直觀地從大量的歷史運行數據分析發現風險因素。此種方法需動態識別車輛在運行一段時間后對其內部一致性進行評估，需要大量的歷史數據對模型進行優化。且現狀行業內常用的BMS電池單體故障診斷方法均是通過設置電池單體與平均電壓的上限值進行判斷，當單體電壓超過平均電壓過多，則判定為故障，此種方法雖然簡單，但是存在諸多誤判和漏判的情形，其主要原因在于電池模塊在成組后其因電池單體外部的電路的差異(含電連接件電路和采樣線電路)，即便所有單體的出廠狀態均相同，電池單體在組裝成電池模塊后，BMS采集到的單體仍然存在一致性差異，因此當其中初始電壓過高或過低的電池單體若出現故障，電壓下降或上升時，其單體電壓仍未偏移平均電壓的上限值，BMS系統無法即時識別故障，存在很大的安全隱患。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種儲能系統電池單體故障識別方法和儲能系統，能夠精準識別電池單體的電壓偏移量，及時發現儲能系統內電池單體故障，提高系統安全性。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種儲能系統電池單體故障識別方法，包括：

設定單體電壓偏移閾值上限；

獲取各個電池單體的單體電壓V_n_i，其中n為電池模塊數量，i為一個電池模塊內的電池單體編號；

對電池單體進行橫向對比，獲取同一電池模塊內的單體電壓相對于同一電池模塊內的單體電壓平均值的偏差△V_n_i；

對電池單體進行縱向對比，計算各電池模塊內同編號的電池單體的偏差與同編號的電池單體的偏差中位數之間的差值，若差值大于單體電壓偏移閾值上限，則判斷該差值所對應的電池單體故障。

進一步地，對電池單體進行橫向對比，獲取同一電池模塊內的單體電壓相對于同一電池模塊內的單體電壓平均值的偏差△V_n_i的步驟包括：

獲取第n個電池模塊內的平均單體電壓：ave_v_n＝(v_1+v_2+...v_i)/i；

計算同一電池模塊內的單體電壓V_n_i相對于平均單體電壓的偏差，其中△V_n_i＝V_n_i-ave_v_n。

進一步地，對電池單體進行縱向對比，計算各電池模塊內同編號的電池單體的偏差與同編號的電池單體的偏差中位數之間的差值，若差值大于單體電壓偏移閾值上限，則判斷該差值所對應的電池單體故障的步驟包括：