一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法及系统与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、

2、庞大的市场规模和良好的政策环境下，车用退役动力电池包整包梯次利用于储能系统的方案被广泛认可，但由于车用退役动力电池包前期使用工况复杂、未知，梯次利用后电池性能变化呈现差异化、个性化且衰减规律难以预测等特点，导致行业内普遍对梯次储能系统电池整体安全性存在质疑和顾虑。同时目前大部分储能系统只具备数据上传、故障监控、安全报警等功能，更多的是针对电池发生安全问题后的补救措施，使得退役动力电池梯次储能系统安全风险被扩大。

技术实现思路

1、为了克服现有储能系统的电池安全问题无法实时监控的问题，本发明提供了一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法及系统。

2、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法，方法应用于终端设备，终端设备分别与数据库以及各个传感器连接，数据库中包括电池的各个信息参数，各个传感器分别与电池包上的电池连接，对于每个传感器，传感器用于测量电池的实时数据，传感器包括多个电压传感器、一个电流传感器和多个温度温度探测器，方法包括以下步骤：

3、终端设备通过数据库获取电池的各个信息参数，信息参数为电池标称容量、电池包额定容量和储能系统累计运行月天数中的至少一项；

4、终端设备通过各个传感器获取电池在预设时间段内的各个实时数据，预设时间段为电池完成充入/放出电量过程的总时长，预设时间段内包含了多个时间点，实时数据包括在每个时间点对应的电池充入/放出的总电流、在每个时间点对应的电池充入/放出的总电压、在每个时间点每个电压传感器测得的单体电压、在每个时间点各个单体电压中的最高电压以及最低电压、在每个时间点温度温度探测器测得的电池的温度、在每个时间点各个温度中的最高温度以及最低温度、在预设时间段内各个温度中的最高温度以及最低温度、在预设时间段内电池冲入的电量和在预设时间段内电池放出的电量；

5、终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，电池性能状态包括充/放电截止电压一致性、充/放电单体电压离群、充/放电截止压差、目标温差、目标温升、电池包当前可用容量、电池包当前可用能量、电池包健康状态和能量衰减率中的至少一项；

6、终端设备根据预设时间段内的电池性能状态，对电池的性能进行评估。

7、本发明提供的一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法的有益效果是：终端设备通过各个信息参数和各个实时数据，确定电池性能状态，从而通过对电池性能状态的监测，实时对电池性能进行评估，现有储能系统的电池安全问题无法实时监控的问题。

8、在上述技术方案的基础上，本发明的一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法还可以做如下改进。

9、进一步，上述若各个实时数据包括在每个时间点每个所述电压传感器测得的单体电压，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

10、对于每个时间点，终端设备根据每个电压传感器测得的单体电压，通过第一公式，确定充/放电截止电压一致性，其中，第一公式为：

11、

12、其中，s2表示充/放电截止电压一致性，n表示获取的单体电压的总数，vm表示每个单体电压对应的平均电压，v1、v2、…、vn表示每个电压传感器测得的单体电压。

13、采用上述进一步方案的有益效果是：通过每个时间点的单体电压对电池的充/放电截止电压一致性进行监测，避免电池充电或放电过程出现电压不稳定的情况。

14、进一步，上述若各个实时数据包括在每个时间点每个所述电压传感器测得的单体电压，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

15、对于每个时间点，终端设备根据每个电压传感器测得的单体电压，通过第二公式，确定电压的标准差，其中，第一公式为：

16、

17、其中，σ电压的标准差，n表示获取的单体电压的总数，vm表示每个单体电压对应的平均电压，v1、v2、…、vn表示每个所述电压传感器测得的单体电压；

18、若电池在充电/放电结束时的单体电压大于vm+3σ或小于vm-3σ，则确定充/放电单体电压离群。

19、采用上述进一步方案的有益效果是：通过电池在充电/放电结束时的单体电压，对充/放电单体电压离群进行监测，避免电池在充电或放电结束时的电压过低或过高。

20、进一步，上述若各个实时数据包括在每个时间点各个所述单体电压中的最高电压以及最低电压，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

21、对于每个时间点，终端设备根据各个所述单体电压中的最高电压以及最低电压，通过第三公式，确定充/放电截止压差，其中，第三公式为：

22、δv＝vmax-tmin；

23、其中，δv表示充/放电截止压差，vmax表示各个单体电压中的最高电压，vmin表示各个单体电压中的最低电压。

24、采用上述进一步方案的有益效果是：通过电池在每个时间点的单体电压，对电池的充/放电截止压差进行监测，避免电池在充电或放电过程中电压差出现异常。

25、进一步，上述若各个实时数据包括在每个时间点各个所述温度中的最高温度以及最低温度、在预设时间段内各个温度中的最高温度以及最低温度，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

26、对于每个时间点，终端设备根据该时间点的各个所述温度中的最高温度以及最低温度，根据第四公式，确定温差，其中，第四公式为：

27、δt＝tmax-tmin；

28、其中，δt表示温差，tmax表示每个时间点中各个所述温度中的最高温度，tmin表示每个时间点中各个所述温度中的最低温度；

29、对于预设时间段，终端设备根据在预设时间段内各个所述温度中的最高温度以及最低温度，根据第五公式，确定温升，其中，第五公式为：

30、δtn＝tn.max-tn.min；

31、其中，δtn表示温升，tn.max表示在时间段内各个温度中的最高温度，tn.min表示在预设时间段内各个温度中的最低温度。

32、采用上述进一步方案的有益效果是：通过电池在每个时间点的温差，以及每个预设时间段的温升对电池进行监测，避免电池在充电或放电过程中由于温度过高导致损坏。

33、进一步，上述若各个实时数据包括在每个时间点对应的电池充入/放出的总电流、预设时间段对应的时长和在预设时间段内电池冲入的电量和在预设时间段内电池放出的电量，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

34、终端设备根据预设时间段对应的时长和在每个时间点对应的电池充入/放出的总电流，通过第六公式，确定电池充入/放出的容量值，其中，第六公式为：

35、

36、其中，δc表示电池充入/放出的容量值，i表示在每个时间点电池充入/放出的总电流，t表示预设时间段，t1、…、tn表示预设时间段内的各个时间点；

37、终端设备根据电池标称容量和电池充入/放出的容量值，通过第七公式，确定电池包当前可用容量，其中，第七公式为：

38、

39、其中，c表示电池包当前可用容量，δsoc表示电池标称容量；

40、终端设备根据电池标称容量、在预设时间段内电池冲入的电量和在预设时间段内电池放出电量，通过第八公式，确定电池包当前可用能量，其中，第八公式为：

41、

42、其中，e表示电池包当前可用能量，δe表示在预设时间段内电池冲入的电量和在预设时间段内电池放出的电量的差值。

43、采用上述进一步方案的有益效果是：通过预设时间段内的总电流、预设时间段对应的时长、在预设时间段内电池充入的电量和在预设时间段内电池放出电量，对电池的充入/放出的容量值和电池包当前可用容量进行监测，以便于合理使用电量。

44、进一步，上述各个信息参数包括电池包额定容量，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

45、终端设备根据电池包当前可用容量和电池包额定容量，根据第九公式，确定电池包健康状态，其中，第九公式为：

46、

47、其中，soh表示电池包健康状态，c额表示电池包额定容量。

48、采用上述进一步方案的有益效果是：通过电池包当前可用容量和电池包额定容量，对电池包健康状态进行监测，便于对电池包的健康状态进行监测，合理更换电池。

49、进一步，各个信息参数包括储能系统累计运行月天数，终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，包括：

50、终端设备根据储能系统累计运行月天数和电池包健康状态，通过第十公式，确定能量衰减率，其中，第十公式为：

51、

52、其中，p表示能量衰减率，t'表示储能系统累计运行月天数。

53、采用上述进一步方案的有益效果是：通过储能系统累计运行月天数和电池包健康状态，对电池的能量衰减率进行监测，便于根据能量衰减率推测电池的使用寿命。

54、第二方面，本发明提供了一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的系统，包括：

55、信息参数获取模块，用于终端设备通过数据库获取电池的各个信息参数，信息参数为电池标称容量、电池包额定容量和储能系统累计运行月天数中的至少一项；

56、实时数据获取模块，用于终端设备通过各个所述传感器获取电池在预设时间段内的各个实时数据，预设时间段为电池完成充入/放出电量过程的总时长，预设时间段内包含了多个时间点，实时数据包括在每个时间点对应的电池充入/放出的总电流、在每个时间点对应的电池充入/放出的总电压、在每个时间点每个所述电压传感器测得的单体电压、在每个时间点各个所述单体电压中的最高电压以及最低电压、在每个时间点所述温度温度探测器测得的电池的温度、在每个时间点各个所述温度中的最高温度以及最低温度、在预设时间段内各个温度中的最高温度以及最低温度、在预设时间段内电池冲入的电量和在预设时间段内电池放出的电量；

57、电池性能状态获取模块，用于终端设备根据各个信息参数和各个实时数据，确定电池在预设时间段内的电池性能状态，电池性能状态包括充/放电截止电压一致性、充/放电单体电压离群、充/放电截止压差、温差、温升、电池包当前可用容量、电池包当前可用能量、电池包健康状态和能量衰减率中的至少一项；

58、评估模块，用于终端设备根据预设时间段内的电池性能状态，对电池的性能进行评估。

59、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现如上述的一种用梯次储能系统数据对电池进行评估的方法的步骤。