动力锂离子电池安全性能无损诊断的方法与流程

本发明涉及一种电池性能诊断方法，具体地说是一种动力锂离子电池安全性能无损诊断的方法，属于电池性能诊断方法领域。

背景技术：

锂离子电池具有工作电压大、能量密度高、自放电率低、使用寿命长、无记忆效应、对环境友好等特点,自1991年投入市场以来一直备受瞩目,在手机、笔记本电脑、电动工具、电动自行车等中小型电池领域应用广泛。随着科技的发展以及环境问题的日益严重，锂离子电池越来越多的应用在电动汽车、储能等大型电池领域。动力锂离子电池作为新能源汽车的核心零部件，除了提高能量密度与充放电倍率等性能外，保证电池安全可靠使用也非常重要。

目前，关于锂离子电池引发的安全事故频有发生，如三星手机爆炸事故，特斯拉电动汽车着火事故等，虽然发生事故的电池都已经由电池检测机构证明安全,但仍引起了多起着火事故。安全事故的发生造成消费者的恐慌，对生产商经济效益产生巨大影响，因此，保证电池安全，能够正常可靠的运行就变得尤为迫切。国标gbt31485-2015、gbt31467-2015等规定了电池安全要求以及试验方法，在电池出厂前对其进行一系列破坏性安全试验，并未规定电池在使用过程中的安全检测办法。现有技术对电池应用过程中的监控只针对表观现象，可信度低，无法保证电池使用过程中的绝对安全。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明设计了一种动力锂离子电池安全性能无损诊断的方法，实时与历史数据结合的柔性评估与分级，可以兼容不同的数据来源与数据类型，实现电池的多维度评估，且评估时间短、运算简单。

本发明的技术方案为：

动力锂离子电池安全性能无损诊断的方法，包括线上数据分析和线下检测两部分；

所述线上数据分析具体步骤包括：

步骤一，评估结果安全等级确定及等级划分要求，此安全等级及划分要求与国家和企业对安全的要求有关，需根据国家和企业要求划定和修正；

步骤二，动力锂离子电池运行数据采集，采集途径包括但不限于车辆监控平台、充电桩、移动监测设备等，采集数据按车型等分类采集；

步骤三，动力锂离子电池运行数据筛选，提取特征参数，特别是电压、电流、温度、阻值、报警统计、行驶里程等，并对运行数据进行预处理，得到压降速率、压差、温差、温升、过充次数、快充频率、故障次数、平均充放电深度等统计量作为步骤四的参数；

步骤四，运用数据挖掘算法将步骤三中统计量进行运算，得到训练模型，数据挖掘算法包括knn算法、深层神经网络算法等；

步骤五，采集动力锂离子电池待评估车辆运行数据，进行特征参数提取与预处理得到统计量，采集途径包括但不限于车辆监控平台、充电桩、移动监测设备等；

步骤六，将步骤五得到统计量带入步骤四中模型，得到安全性能评估结果。

所述线下检测具体步骤包括：

步骤一，对动力锂离子电池进行绝缘检测、气密性检测、电芯鼓胀检测、电芯漏液检测、环境仓中静置试验、接插件插拔力检测、bms过流、过充保护功能检测、快充口检查等检测：

步骤二，建立各检测相合格标准，此标准会根据实际情况进行修正；

步骤三，输出各检测相试验结果，并根据合格标准对结果进行分析；

步骤四，通过层次分析法将各元素进行分类，形成判断矩阵并计算元素的相对权重；

步骤五，根据各检测相分析结果以及对应的相对权重，得出动力锂离子电池线下检测安全评估结果。

最后，得到动力锂离子电池安全评估结果，具体步骤包括：

步骤一，评估方法选取：动力锂离子电池评估根据实际情况选取线上数据分析方法或者线下检测方法，也可二者相结合进行评估；

步骤二，根据不同评估方法的评估结果判断动力锂离子电池安全情况。

本发明的优点在于：通过采集运行数据和对动力锂离子电池进行非破坏性试验，实时评估电池安全状态，评估结果准确率高，且填补了安全性能评估空白。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的线上数据评估示意图；

图2为本发明实施例的线下数据评估示意图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，一种动力锂离子电池安全性能无损诊断的方法，包括线上数据分析、线下检测两部分；

所述线上数据分析的具体步骤包括：

步骤一，线上数据分析进行安全性能评估，评估结果安全等级确定及等级划分要求，此安全等级及划分要求与国家和企业对安全的要求有关，需根据国家和企业要求划定和修正；

此车型安全等级根据安全状态划分a、b、c、d四个等级；

步骤二，选取某一车型不同安全等级的50个车载动力锂离子电池，通过线下检测设备进行数据采集；

步骤三，分别提取50个车载动力锂离子电池数据中电压、电流、温度、阻值、报警统计、行驶里程等信息，并对提取数据进行预处理，得到压降速率、压差、温差、温升、过充次数、快充频率、故障次数、平均充放电深度等统计量，作为步骤四的参数；

步骤四，运用knn算法将步骤三中统计量进行运算，得到训练模型；

步骤五，通过车辆监控平台采集此车型某一待评估车辆运行数据，参照步骤三进行特征参数提取与数据预处理，得到压降速率1.4375mv/h，压差23mv，温差1℃、温升4℃、过充次数0次、快充频率2次/月、故障次数0次/月、平均放电截止soc为36%、平均充电截止soc为92%；

步骤六，将步骤五得到统计量带入步骤四中模型，得到安全性能评估结果为a级；

所述线下检测具体步骤包括：

步骤一，对此车型某一待评估车辆进行绝缘检测、气密性检测、电芯鼓胀检测、电芯漏液检测、环境仓中静置试验、接插件插拔力检测、bms过流、过充保护功能检测、快充口检查等检测：

步骤二，建立此车型各检测相合格标准，合格标准与车型有关且会根据实际情况进行修正，此车型标准如下；

步骤三，输出此待评估动力锂离子电池各检测相试验结果，并根据合格标准对结果进行分析，划分三个等级a、b、c，结果如下；

步骤四，通过层次分析法将各元素进行分类，形成判断矩阵并计算元素的相对权重，结果如下；

判断矩阵的建立采用德尔菲法，权重比例可根据国家和企业要求进行调整。

步骤五，根据各检测相分析结果以及对应的相对权重，得出此待评估动力锂离子电池线下检测安全评估结果为a；

动力锂离子电池安全评估结果，具体步骤包括：

步骤一，评估方法选取：某车型三元动力锂离子电池评估采用线上数据分析和线下检测相结合方式进行评估；

步骤二，线上数据分析得到安全性能评估结果为a，线下检测得到安全性能评估结果为a，综合以上结果，此待评估动力锂离子电池安全，可继续正常使用。