电池组的安全预警方法及装置

本发明涉及能源领域，特别是涉及一种电池组的安全预警方法及装置。

背景技术：

1、随着日益严重的环境污染与能源危机，新能源电动汽车的发展受到了各国广泛的关注。为了满足电池汽车的正常使用，通常将几十上百块单体电池通过串/并联的方式组合起来，即使在成组前每个单体电池的参数都经过严格的筛选分类，当电池的数量足够大时，累计的差异就显而易见，而这些差异会随着电池组的使用进一步增大。同时，电池组在使用过程中会产生热量，由于单体电池间的内阻不一致性以及并联连接导致的各支路电流不一致从而出现单体电池间的温度差别，极端的温度会破坏电池的结构以及使电解质失效，从而降低电池的可用容量，甚至造成热失控。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池组的安全预警的方法及装置，确定出现故障的单体电池，避免因单体电池出现故障后无法确定具体的位置，导致整个电池组受到损伤无法工作。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池组的安全预警方法，包括：

3、获取电池组的信息，所述信息包括所述电池组的总电压、所述电池组的总电流、所述电池组的soc、所述电池组中的单体电池的电压及所述单体电池的温度；

4、根据所述电池组的信息得到所述单体电池的内阻及容量；

5、根据所述单体电池的电压、温度、内阻及容量得到所述单体电池的得分；

6、根据所述得分确定出现故障的单体电池。

7、优选的，根据所述电池组的信息得到所述单体电池的内阻，包括：

8、根据公式计算所述单体电池的内阻，其中ri为第i个单体电池的内阻，uia及uib分别表示所述电池组的充电电流切换前后的第i个单体电池的电压，ia及ib分别表示电流切换前后的第i个单体电池的电流，ia及ib为所述电池组的soc在预设范围内的电流，所述电池组包括m个单体电池，0<i<m。

9、优选的，根据所述电池组的信息得到所述单体电池的容量，包括：

10、根据公式qi＝rcci+qs计算所述单体电池的容量，其中qi为所述单体电池的容量，rcci为所述单体电池的剩余充电容量，qs为所述电池组的充电容量；

11、根据公式qs＝i1(t2-t1)+i2(t3-t2)计算所述电池组的充电容量，其中t1为所述电池组开始充电的时间，t2为所述电池组的充电电流切换的时间，t3为所述电池组结束充电的时间，i1为所述电池组充电电流切换之前的电流，i2为所述电池组充电电流切换之后的电流；

12、根据公式rcci＝i2δti计算所述单体电池的剩余充电容量，其中δti为第i个单体电池的剩余充电时间；

13、根据公式δti＝t0-t1计算第i个单体电池的剩余充电时间，其中t0为所述单体电池的电压最接近所述电池组的初始电压的最大值的电压值对应的时刻。

14、优选的，根据所述电池组的信息得到所述电池组的得分之前，还包括：

15、计算所述单体电池的电压的标准差σ(v)、内阻的标准差σ(r)、温度的标准差σ(t)及容量的标准差σ(q)；

16、根据所述单体电池的电压的标准差σ(v)、内阻的标准差σ(r)及容量的标准差σ(q)及公式得到所述单体电池的电压的变异系数cv(v)、内阻的变异系数cv(r)及容量的变异系数cv(q)，根据公式计算标准差，其中为cv变异系数，σ为标准差，μ为平均值，xi为所述单体电池在充电阶段的第i时刻的参数值，0＜i≤m。

17、优选的，根据所述单体电池的电压、温度、内阻及容量得到所述单体电池的得分之前，还包括：

18、将所述电池组中的所有单体电池的评价因子生成原始矩阵，所述电池组中包括m个所述单体电池，每个所述单体电池包括n个评价因子，所述评价因子包括所述单体电池的电压、温度、内阻及容量，原始矩阵为其中xj＝(x1j,x2j,…xmj)t,j＝1,2,…n，0＜i≤m，0＜j≤n；

19、根据所述原始矩阵得到相关系数矩阵其中

20、根据所述相关系数矩阵r计算所述原始矩阵x的特征值λ及特征向量a；

21、根据所述原始矩阵x及所述特征向量a及公式fj＝a1jx1+a2jx2+…+anjxn计算第一得分fj，其中0＜j≤n；

22、根据第一得分fj及所述特征值λ及公式计算所述单体电池的单个评价因子的得分；

23、在n＝4时，w1为所述单体电池的电压得分wv，w2为所述单体电池的温度得分wt，w3为所述单体电池的内阻得分wr，w4为所述单体电池的容量得分wq。

24、优选的，根据所述相关系数矩阵r计算所述原始矩阵x的特征值λ及特征向量a之后，还包括：

25、根据所述特征值λ及公式计算方差贡献值αk；

26、根据所述特征值λ及公式计算累计方差贡献值α(k)；

27、判断所述方差贡献值αk及所述累计方差贡献值α(k)是否均达到预设数值；

28、在均达到预设数值时，进入根据所述原始矩阵x及所述特征向量a及公式fj＝a1jx1+a2jx2+…+anjxn计算第一得分fj的步骤。

29、优选的，根据所述单体电池的电压、温度、内阻及容量得到所述单体电池的得分，包括：

30、根据公式计算所述单体电池的电压的变异系数cv(v)、内阻的变异系数cv(r)及容量的变异系数cv(q)的不一致性评分；其中cv为变异系数，t为所述评价因子的阈值；

31、根据公式计算所述单体电池的温度的标准差的不一致性评分；其中σ为标准差；

32、根据公式gs＝gv×wv+gt×wt+gr×wr+gq×wq计算所述单体电池的得分。

33、优选的，根据所述得分确定出现故障的单体电池，包括：

34、将所述电池组按照位置对多个所述单体电池进行排序；

35、选取相邻的固定数量的单体电池计算固定数量的所述单体电池的得分；

36、依次替换部分单体电池，计算替换后的固定数量的所述单体电池的得分；

37、根据所述得分确定出现故障的所述单体电池。

38、优选的，根据所述得分确定出现故障的单体电池，包括：

39、随机选取固定数量的所述单体电池，计算固定数量的所述单体电池的得分；

40、筛选得分低于预设数值的单体电池；

41、计算得分低于预设数值发生的概率，并生成概率分布图；

42、根据概率分布图确定出现故障的所述单体电池。

43、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电池组的安全预警装置，包括：

44、存储器，用于存储计算机程序；

45、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述电池组的安全预警方法的步骤。

46、本技术提供了一种电池组的安全预警的方法及装置，应用于能源领域。获取电池组的信息，信息包括电池组的总电压、电池组的总电流、电池组的soc、电池组中的单体电池的电压及单体电池的温度；根据电池组的信息得到单体电池的内阻及容量；根据单体电池的电压、温度、内阻及容量得到单体电池的得分；根据得分确定出现故障的单体电池。通过获取到电池组的信息，对电池组的信息进行数据处理的到单体电池的得分，根据单体电池的得分确定出现故障的单体电池，避免因单体电池出现故障后无法确定具体的位置，导致整个电池组受到损伤无法工作。