储能电池剩余寿命的在线预测方法及其装置与流程

本技术涉及电池，尤其涉及一种储能电池剩余寿命的在线预测方法及其装置。

背景技术：

1、储能电池的剩余寿命是指当电池容量或能量衰减到某一指定值时储能电池剩余的循环次数，其受电池的充放电功率、充放电深度和环境温度等多种因素影响。在储能电池实际运行过程中，掌握其剩余寿命可以为运行策略优化、系统运维和经济性评价提供依据，但目前无论是储能电池管理系统，还是储能电站的监控系统，都缺少相应的剩余寿命预测功能，对储能电池的剩余寿命研究主要还停留在实验室中，通过开展电池在固定充放电功率和充放电深度下的循环实验，建立电池容量（能量）衰减速率与循环次数的关系，从而来进行储能电池的剩余寿命预测。但在不同应用场景下，储能电池的运行工况相差很大，即使在同一个储能电池中，电池每次的充放电深度也在不断变化，同时，由于储能电池的容量（能量）衰减与充放电深度之间是一种非线性关系，因此，当前在实验室采用固定充放电深度下建立的剩余寿命预测模型，无法很好的满足工程应用的需求。

技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本技术的一个目的在于提出一种储能电池剩余寿命的在线预测方法，通过获取多个相同的采样储能电池分别在不同采样充放电深度下对应的储能电池采样数据，并根据储能电池采样数据建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量、充放电深度之间的映射关系；获取目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度和单次累计放电能量，并根据单次累计放电能量、单次放电深度和映射关系，获取目标储能电池的单次能量衰减率和目标储能电池的平均单次能量衰减率；根据目标储能电池每次放电过程对应的单次能量衰减率，获取目标储能电池当前时刻对应的当前能量衰减率；获取目标储能电池对应的预设最大能量衰减率，并结合当前能量衰减率和平均单次能量衰减率，获取目标储能电池的剩余寿命，其中，剩余寿命指的是目标储能电池剩余的充放电循环次数。

3、本技术的第二个目的在于提出一种储能电池剩余寿命的在线预测装置。

4、本技术的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本技术的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。

6、本技术的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。

7、为达上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种储能电池剩余寿命的在线预测方法，包括：获取多个相同的采样储能电池分别在不同采样充放电深度下对应的储能电池采样数据，并根据储能电池采样数据建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量、充放电深度之间的映射关系；获取目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度和单次累计放电能量，并根据单次累计放电能量、单次放电深度和映射关系，获取目标储能电池的单次能量衰减率和目标储能电池的平均单次能量衰减率；根据目标储能电池每次放电过程对应的单次能量衰减率，获取目标储能电池当前时刻对应的当前能量衰减率；获取目标储能电池对应的预设最大能量衰减率，并结合当前能量衰减率和平均单次能量衰减率，获取目标储能电池的剩余寿命，其中，剩余寿命指的是目标储能电池剩余的充放电循环次数。

8、根据本技术的一个实施例，根据储能电池采样数据建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量、充放电深度之间的映射关系，包括：对储能电池采样数据进行拟合，建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量和充放电深度之间的映射关系，其中，每个采样储能电池对应一个采样充放电深度，储能电池采样数据包括每个采样储能电池对应的采样充放电深度、每个采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的采样能量衰减率和采样累计放电能量。

9、根据本技术的一个实施例，获取多个相同的采样储能电池分别在不同采样充放电深度下对应的储能电池采样数据，包括：以特定功率对多个采样储能电池分别在不同采样充放电深度下进行循环充放电，针对任一采样储能电池，在经过设定循环次数后，对该采样储能电池进行能量标定，记录该采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的标定放电能量，标定放电能量为标定时采样储能电池从满电状态到电量耗尽状态放出的能量总和；获取采样储能电池的额定能量；针对任一采样储能电池，根据该采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的标定放电能量和额定能量，获取在该充放电深度下采样储能电池的采样能量衰减率；根据多个采样充放电深度、在每个采样充放电深度下采样储能电池的采样能量衰减率和采样累计放电能量，生成储能电池采样数据。

10、根据本技术的一个实施例，获取目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度，包括：在目标储能电池运行时的每个单次放电过程中，获取目标储能电池的放电起始时刻以及在放电起始时刻时目标储能电池的起始荷电状态，以及获取目标储能电池的放电终止时刻及在放电终止时刻时目标储能电池的终止荷电状态；将起始荷电状态与终止荷电状态的差值作为目标储能电池在当次放电过程对应的单次放电深度。

11、根据本技术的一个实施例，平均单次能量衰减率的获取方法，包括：获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的每次放电过程对应的所有单次能量衰减率的和值；获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的放电总次数；将和值与放电总次数的商作为平均单次能量衰减率。

12、根据本技术的一个实施例，平均单次能量衰减率的获取方法，包括：对目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度求平均，以获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的平均放电深度；对目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次累计放电能量求平均，以获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的平均单次累计放电能量；根据平均放电深度、平均单次累计放电能量和映射关系，获取平均单次能量衰减率。

13、根据本技术的一个实施例，根据目标储能电池每次放电过程对应的单次能量衰减率，获取目标储能电池当前时刻对应的当前能量衰减率，包括：获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的每次放电过程对应的所有单次能量衰减率的和值，并将和值作为当前能量衰减率。

14、为达上述目的，本技术第二方面实施例提出了一种储能电池剩余寿命的在线预测装置，包括：关系建立模块，用于获取多个相同的采样储能电池分别在不同采样充放电深度下对应的储能电池采样数据，并根据储能电池采样数据建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量、充放电深度之间的映射关系；第一获取模块，用于获取目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度和单次累计放电能量，并根据单次累计放电能量、单次放电深度和映射关系，获取目标储能电池的单次能量衰减率和目标储能电池的平均单次能量衰减率；第二获取模块，用于根据目标储能电池每次放电过程对应的单次能量衰减率，获取目标储能电池当前时刻对应的当前能量衰减率；第三获取模块，用于获取目标储能电池对应的预设最大能量衰减率，并结合当前能量衰减率和平均单次能量衰减率，获取目标储能电池的剩余寿命，其中，剩余寿命指的是目标储能电池剩余的充放电循环次数。

15、根据本技术的一个实施例，关系建立模块，还用于：对储能电池采样数据进行拟合，建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量和充放电深度之间的映射关系，其中，每个采样储能电池对应一个采样充放电深度，储能电池采样数据包括每个采样储能电池对应的采样充放电深度、每个采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的采样能量衰减率和采样累计放电能量。

16、根据本技术的一个实施例，关系建立模块，还用于：以特定功率对多个采样储能电池分别在不同采样充放电深度下进行循环充放电，针对任一采样储能电池，在经过设定循环次数后，对该采样储能电池进行能量标定，记录该采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的标定放电能量，标定放电能量为标定时采样储能电池从满电状态到电量耗尽状态放出的能量总和；获取采样储能电池的额定能量；针对任一采样储能电池，根据该采样储能电池在其对应的采样充放电深度下的标定放电能量和额定能量，获取在该充放电深度下采样储能电池的采样能量衰减率；根据多个采样充放电深度、在每个采样充放电深度下采样储能电池的采样能量衰减率和采样累计放电能量，生成储能电池采样数据。

17、根据本技术的一个实施例，第一获取模块，还用于：在目标储能电池运行时的每个单次放电过程中，获取目标储能电池的放电起始时刻以及在放电起始时刻时目标储能电池的起始荷电状态，以及获取目标储能电池的放电终止时刻及在放电终止时刻时目标储能电池的终止荷电状态；将起始荷电状态与终止荷电状态的差值作为目标储能电池在当次放电过程对应的单次放电深度。

18、根据本技术的一个实施例，第一获取模块，还用于：获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的每次放电过程对应的所有单次能量衰减率的和值；获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的放电总次数；将和值与放电总次数的商作为平均单次能量衰减率。

19、根据本技术的一个实施例，第一获取模块，还用于：对目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次放电深度求平均，以获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的平均放电深度；对目标储能电池从首次放电到当前时刻在每次放电过程中的单次累计放电能量求平均，以获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的平均单次累计放电能量；根据平均放电深度、平均单次累计放电能量和映射关系，获取平均单次能量衰减率。

20、根据本技术的一个实施例，第二获取模块，还用于：获取目标储能电池从首次放电到当前时刻的每次放电过程对应的所有单次能量衰减率的和值，并将和值作为当前能量衰减率。

21、为达上述目的，本技术第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以实现如本技术第一方面实施例所述的储能电池剩余寿命的在线预测方法。

22、为达上述目的，本技术第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于实现如本技术第一方面实施例所述的储能电池剩余寿命的在线预测方法。

23、为达上述目的，本技术第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如本技术第一方面实施例所述的储能电池剩余寿命的在线预测方法。

24、本技术至少实现以下有益效果：

25、本技术通过开展采样储能电池在不同放电深度下的充放电实验，建立储能电池对应的能量衰减率、累计放电能量、充放电深度之间的映射关系，再依据目标储能电池实际运行过程中每次的单次放电深度和单次累计放电能量，对目标储能电池的当前衰减率进行估算，以对其剩余寿命进行准确的在线预测。