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CN112002949A - 一种动力电池主动均衡的监测管理方法及系统 - Google Patents

一种动力电池主动均衡的监测管理方法及系统 Download PDF

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CN112002949A CN202010847075.9A CN202010847075A CN112002949A CN 112002949 A CN112002949 A CN 112002949A CN 202010847075 A CN202010847075 A CN 202010847075A CN 112002949 A CN112002949 A CN 112002949A
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Abstract

本公开涉及一种动力电池主动均衡的监测管理方法及系统。本公开提供的一种动力电池主动均衡的监测管理方法，根据可监测到的电池电芯评估指标值得到参考电池电芯标准值，再依据参考电池电芯标准值进行相关处理，以标准电池电芯分位数为依据设立上下限并计算各电池电芯的偏差，按偏差大小进行相应处理。依据算法进行各电池电芯分类，避免按标准划分带来的主观性，分类内电池相似度最高，偏差值计算以分位数为依据，能有效避免极端值对标准分类产生影响。本公开的技术方案具有一定灵活性，权重值和分位数上下限均可根据实际情况进行调整，方便检测出可能存在异常的电池，辅助系统运维人员及时准确发现问题，提高了电池的监测精度。

Description

一种动力电池主动均衡的监测管理方法及系统
技术领域
本公开涉及互联网能源管理技术领域，尤其涉及一种动力电池主动均衡的监测管理方法及系统。
背景技术
随着互联网技术的不断发展，大规模使用使得能源互联网这一趋势开始变为现实，新电改背景下“互联网+”时代已经席卷而来，随之改变的还有传统动力电池市场。
针对低速车产品中的动力电池管理对于产品的性能影响较大，在实践中，需要对每组动力电池的运营情况进行即时采集和分析，实现主动管理的方法管理动力电池。
现有技术中的动力电池管理方法不合理，造成动力电池管理不到位，或者，无法进行有效的监测，造成动力电池稳定性差、使用寿命短。
发明内容
本公开提供一种动力电池主动均衡的监测管理方法，解决了现有技术中动力电池管理方法不合理的技术问题。
解决上述技术问题采用的一些实施方案包括：
在第一方面，一种动力电池主动均衡的监测管理方法，包括以下步骤：
采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
通过对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值，电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时进行异常处理，电池电芯的实际值未超出对应该电池电芯的偏差值时继续监测。
本公开提供的一种动力电池主动均衡的监测管理方法，根据可监测到的电池电芯评估指标值得到参考电池电芯标准值，再依据参考电池电芯标准值进行相关处理，以标准电池电芯分位数为依据设立上下限并计算各电池电芯的偏差，按偏差大小进行相应处理。依据算法进行各电池电芯分类，避免按标准划分带来的主观性，分类内电池相似度最高，偏差值计算以分位数为依据，能有效避免极端值对标准分类产生影响。本公开的技术方案具有一定灵活性，权重值和分位数上下限均可根据实际情况进行调整，方便检测出可能存在异常的电池，辅助系统运维人员及时准确发现问题，提高了电池的监测精度。
作为优选，所述采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值包括：
采集电池电芯评估信息，通过电池电芯量化评估体系计算电池电芯在某一指标下的参数值为所述电池电芯量化评估指标值。
本方案中，采用电池电芯量化评估体系进行相关计算，提高了相关数据的客观性，进而提高了动力电池的监测精度。
作为优选，所述电池电芯评估信息包括静态数据信息和动态数据信息。
本方案中，静态数据和动态数据均作为电池电芯评估信息，提高了电池电芯评估信息的精度。
作为优选，根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值包括：对所述电池电芯量化评估指标参考值进行聚类获取所述参照标准电池电芯值。
本方案中，聚类算法的应用提高了参照标准电池电芯值的客观性，优化了动力电池主动均衡的监测管理方法精度。
作为优选，根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值包括：计算实际电池电芯值与参照标准电池电芯值的相似性，根据相似性获取标准电池电芯值。
本方案中，标准电池电芯值具有较高的精度，优化了动力电池主动均衡的监测管理方法的性能。
作为优选，根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值包括：根据标准电池电芯值的分位数获取所述电池电芯的偏差值。
本方案中，偏差值计算合理，优化了动力电池主动均衡的监测管理方法的精度。
作为优选，所述异常处理包括异常记录和主动调整。
本方案中，异常处理可以记录数据并进行相应的调整，延长了电池的使用寿命。
在第二方面，本公开提供了一种动力电池主动均衡的监测管理系统，包括：
采集模块，所述采集模块采集电池电芯评估信息；
中央处理器，所述中央处理器根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
通过所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
通过所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
通过所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值；
比较器，所述比较器比较所述电池电芯的实际值是否超出对应该电池电芯的偏差值；
执行模块，所述执行模块在所述电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时执行异常处理。
本公开提供的一种动力电池主动均衡的监测管理系统，包括采集模块、中央处理器、比较器和执行模块。采集模块用于采集相关数据，中央处理器用于对相关数据进行运算、处理，比较器用于对相关数据进行比较，执行模块用于执行异常处理。本方案可以有效地对动力电池进行管理，提高了动力电池的管理精度。并且，在电池出现异常时可以及时做出相应的处理，延长了电池的使用寿命。
作为优选，所述执行模块包括信息记录器和主动调整器，所述信息记录器记录异常信息，所述主动调整器调整实际值超出对应该电池电芯的偏差值的电芯。
本方案中，执行模块具有多种功能，优化了执行模块的性能。
作为优选，所述主动调整器通过切断电压过高的电芯实现主动调整功能。
本方案中，通过切断电芯的功能实现调整，优化了主动调整器的性能，并且，延长了动力电池的使用寿命。
附图说明
出于解释的目的，在以下附图中阐述了本公开技术的若干实施方案。以下附图被并入本文本并且构成具体实施方案的一部分。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本公开主题技术的概念模糊。
图1为本公开的流程图。
图2为本公开的应用场景示意图。
具体实施方式
下面示出的具体实施方案旨在作为本公开主技术的各种配置的描述，并且，不旨在表示本公开主题技术可被实践的唯一配置。具体实施方案包括具体的细节旨在提供对本公开主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本公开主题技术不限于本文示出的具体细节，并且，可在没有这些具体细节的情况下被实践。
参照图1，在第一方面，一种动力电池主动均衡的监测管理方法，包括以下步骤：
S10，采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
S20，通过对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
S30，根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
S40，根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
S50，根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值，电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时进行异常处理，电池电芯的实际值未超出对应该电池电芯的偏差值时继续监测。
本实施方案，通过采集电池电芯评估信息，并对该信息进行相关处理，最终获取标准电池电芯值，然后，根据标准电池电芯值获取偏差值，根据偏差值判断电池电芯是否异常。该方案在实际运行中可以有效地避免相关判断的主观性，根据实际参数进行相关判断，提高了异常判断的客观性，进而优化了动力电池的监测管理精度，延长了电池的使用寿命。
一些可能的实施方案，所述采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值包括：
采集电池电芯评估信息，通过电池电芯量化评估体系计算电池电芯在某一指标下的参数值为所述电池电芯量化评估指标值。
所述电池电芯评估信息包括静态数据信息和动态数据信息。
根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值包括：对所述电池电芯量化评估指标参考值进行聚类获取所述参照标准电池电芯值。
根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值包括：计算实际电池电芯值与参照标准电池电芯值的相似性，根据相似性获取标准电池电芯值。
根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值包括：根据标准电池电芯值的分位数获取所述电池电芯的偏差值。
所述异常处理包括异常记录和主动调整。
在第二方面，本公开提供了一种动力电池的主动均衡监测管理系统，包括：
采集模块，所述采集模块采集电池电芯评估信息；
中央处理器，所述中央处理器根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
通过所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
通过所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
通过所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值；
比较器，所述比较器比较所述电池电芯的实际值是否超出对应该电池电芯的偏差值；
执行模块，所述执行模块在所述电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时执行异常处理。
一些可能的实施方式，所述执行模块包括信息记录器和主动调整器，所述信息记录器记录异常信息，所述主动调整器调整实际值超出对应该电池电芯的偏差值的电芯。
所述主动调整器通过切断电压过高的电芯实现主动调整功能。
下面结合一个具体的实施方式对上述公开的技术进行介绍，下述介绍旨在于使本领域技术人员本公开技术方案具有透彻的理解，并不旨在对本公开技术方案进行限定。
参照图2，在动力电池设备200上配置监控代码，可以理解的是，监控代码实现功能应具备相应的硬件设备，硬件设备可以包括采集模块，采集模块除具备信息采集能力外，还应具有通讯能力，以将采集到的信息传送至相应的处理设备，处理设备可以为中央处理器等。采集模块应具备存储器，存储器用于存储监控代码并通过相应的执行元件实现信息采集功能。
监控代码被配置为至少采集动力电池设备的以下参数：静态数据：额定电压、额定容量、重量、尺寸、最大电流(冲、放电)等数据；动态数据：电压、电流、温度、内阻等数据。监控代码采集的参数形成电池电芯评估信息。
中央处理器100获取到监控代码采集的参数后，中央处理器应具备程序指令，通过程序指令实现中央处理器的相关功能。中央处理器也可以采用计算机或相关设备或器件替代。中央处理器执行以下操作：根据所获取的电池电芯评估信息，构造一组电池电芯量化评估体系CellV，指标集I＝{I1,I2…,Ij,…,In}，Ij(1≤j≤n)，其中，n是评估指标的个数，
Figure BDA0002643404020000082
是电池电芯在Ij指标下的数值。
在实现上述方法的硬件设备中还至少应提供存储单元，存储单元与中央处理器通讯，存储单元用于存储采集模块采集的电池电芯量化评估值；
硬件设备还应配置一预处理单元，预处理单元用于对采集模块采集的信息进行预处理，该预处理可以为数据格式的处理或其它相应的处理，以利于中央处理器的后续处理；
硬件设备还应配置一赋值单元，对存储于存储单元中的所有电池电芯评估信息数据赋于权重值。权重值的具体数值不做限定，权重值影响监测精度，对于权重值，本领域技术人员可以根据需要进行合理的配置。
中央处理器对经过预处理单元、赋值单元处理后的数据进行聚类计算，根据聚类结果得到参照标准电池电芯值，计算实际电池电芯与标准电池电芯的相似性，以最短距离找到实际电池电芯所属的标准电池电芯值。以各电池电芯均值作为初始标准电池电芯，
Figure BDA0002643404020000081
其中n是估指标的个数，m是电池所属电芯的总数，计算各个电芯到初始标准电芯
Figure BDA0002643404020000083
的距离D＝{d1,d2,…,dn}。
硬件设备还配置有比较器，中央处理器对数据进行上述处理后，比较器以标准电池电芯值分位数为依据设立上下限并计算各电池电芯的偏差，按偏差大小进行筛选和排序。对最终的标准电池电芯值，计算转化率分位数
Figure BDA0002643404020000091
代表电芯的p分位数。
取电芯最邻近的标准电池的
Figure BDA0002643404020000092
作为标准转化率上下限，计算每个电芯估计值和实际值的差距，其中，
Figure BDA0002643404020000093
根据AVD值对所有电池电芯进行降序排序。
对超出标准转化率上下限电芯进行异常记录，并对异常的电芯进行调整，例如：使用主动均衡策略来切断电压过高的电芯的放电过程。
计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本公开的技术方案。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机设备中的执行过程。
计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备可包括，但不仅限于，存储器、处理器。本领域技术人员可以理解，上述仅仅是计算机设备的示例，并不构成对计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgRAM503mableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
以上对本公开主题技术方案以及相应的细节进行了介绍，可以理解的是，以上介绍仅是本公开主题技术方案的一些实施方案，其具体实施时也可以省去部分细节。另外，在以上公开的一些实施方案中，多个实施方案并不存在并列的替代方案，因此，上述实施方案可以自由结合，以获取更佳的实施效果。
本领域技术人员在实施本公开主题技术方案时，可以根据本公开的主题技术方案以及附图获得其它细节配置或附图，显而易见地，这些细节在不脱离本公开主题技术方案的前提下，这些细节仍属于本公开主题技术方案涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
通过对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值，电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时进行异常处理，电池电芯的实际值未超出对应该电池电芯的偏差值时继续监测。
2.根据权利要求1所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：所述采集电池电芯评估信息，根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值包括：
采集电池电芯评估信息，通过电池电芯量化评估体系计算电池电芯在某一指标下的参数值为所述电池电芯量化评估指标值。
3.根据权利要求2所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：所述电池电芯评估信息包括静态数据信息和动态数据信息。
4.根据权利要求1所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：根据所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值包括：对所述电池电芯量化评估指标参考值进行聚类获取所述参照标准电池电芯值。
5.根据权利要求1所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：根据所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值包括：计算实际电池电芯值与参照标准电池电芯值的相似性，根据相似性获取标准电池电芯值。
6.根据权利要求1所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：根据所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值包括：根据标准电池电芯值的分位数获取所述电池电芯的偏差值。
7.根据权利要求1所述的动力电池主动均衡的监测管理方法，其特征在于：所述异常处理包括异常记录和主动调整。
8.一种动力电池主动均衡的监测管理系统，其特征在于：包括：
采集模块，所述采集模块采集电池电芯评估信息；
中央处理器，所述中央处理器根据电池电芯评估信息获取电池电芯量化评估指标值；
对所述电池电芯量化评估指标值赋于权重，获取电池电芯量化评估指标参考值；
通过所述电池电芯量化评估指标参考值获取参照标准电池电芯值；
通过所述参照标准电池电芯值获取标准电池电芯值；
通过所述标准电池电芯值获取各电池电芯的偏差值；
比较器，所述比较器比较所述电池电芯的实际值是否超出对应该电池电芯的偏差值；
执行模块，所述执行模块在所述电池电芯的实际值超出对应该电池电芯的偏差值时执行异常处理。
9.根据权利要求8所述的动力电池主动均衡的监测管理系统，其特征在于：所述执行模块包括信息记录器和主动调整器，所述信息记录器记录异常信息，所述主动调整器调整实际值超出对应该电池电芯的偏差值的电芯。
10.根据权利要求9所述的动力电池主动均衡的监测管理系统，其特征在于：所述主动调整器通过切断电压过高的电芯实现主动调整功能。
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