一种基于气候区划的动力电池分类方法

本发明涉及动力电池技术与气候应用，尤其涉及一种基于气候区划的动力电池分类方法。

背景技术：

1、动力电池技术与气候应用技术领域围绕动力电池在不同气候环境下的类型识别、使用条件记录和运行状态管理开展技术处理，通常由电池包、车辆控制器、热管理部件、环境传感器和数据存储端配合完成信息采集、传输、存储与调用。

2、其中，传统动力电池分类方法是指针对动力电池材料体系、结构形式、温度适用条件和使用区域进行类别划分的方法，一般读取电池标识、检测记录、运行工况和区域气候信息，按照预设分类规则或等级表进行比对，并将分类结果记录至管理台账、数据库或车辆配置文件。

3、传统动力电池分类多依据电池标识，检测记录，运行工况和区域气候字段进行规则比对，气候信息作为辅助条件参与静态匹配，区域气象要素的全年变化过程与电池工况阈值之间缺少连续对应，温度，湿度，气压等复合气候影响难以转化为分类中间结果，使不同气候区域和季节阶段中的环境胁迫差异在电池分类中表达不完整，分类结果与生产类别，测试工况和使用指南之间的衔接不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于气候区划的动力电池分类方法，用于将目标区域内温度、湿度和气压等气象要素的时序变化过程与动力电池工况对应的阈值体系建立关联，使动力电池生产类别的确定过程能够同时反映气候原型分区、温度胁迫状态以及湿度、气压协同影响，形成适用于分类结果和技术指引输出的动力电池分类依据。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于气候区划的动力电池分类方法，包括以下步骤：

3、获取目标区域的气象要素时序特征，所述气象要素时序特征包括按照时间顺序排列的温度观测值、湿度观测值和气压观测值；

4、根据相邻区域单元的所述气象要素时序特征之间的相似性，划分气候原型分区，具体包括：对相邻区域单元的所述气象要素时序特征进行同步时间窗口比对，当相邻区域单元在温度变化区间、湿度变化区间和气压变化区间均满足预设相似条件时，将相邻区域单元合并至同一气候原型分区；当任一变化区间不满足预设相似条件时，保留相邻区域单元的分区边界；

5、根据相邻区域单元的合并结果和保留的分区边界，对目标区域内的各区域单元进行归类，确定各区域单元所属的气候原型分区，并生成区域单元与气候原型分区之间的归类关系。

6、建立与动力电池工况对应的气象要素阈值体系，所述气象要素阈值体系包括针对各气候原型分区的适宜工况阈值和胁迫阈值；

7、将所述气象要素时序特征中的温度作为基础气象要素，与所述气象要素阈值体系中的温度阈值进行逐点叠加分析，得到温度胁迫分析结果；同时，将所述气象要素时序特征中的湿度和气压作为协同气象要素，不参与温度胁迫的直接叠加，而用于后续指数计算；

8、根据所述温度胁迫分析结果计算单项温度胁迫指数；

9、根据所述湿度时序特征和气压时序特征，结合各自对应的胁迫阈值，计算湿度胁迫指数和气压胁迫指数；

10、将所述单项温度胁迫指数、湿度胁迫指数和气压胁迫指数，按照各气象要素在不同动力电池工况下的预设权重进行融合，生成综合性胁迫指数；

11、当所述综合性胁迫指数满足生产类别映射条件时，确定动力电池的生产类别并输出对应的分类结果和技术指引。

12、进一步地，获取目标区域的所述气象要素时序特征的过程包括：根据目标区域的地理边界获取累年气象观测记录，按照气象观测记录的采集位置将气象观测记录归入对应的区域单元，对区域单元内的气象观测记录按照时间顺序形成所述气象要素时序特征。

13、进一步地，所述预设相似条件包括：相邻区域单元在同一时间窗口内的温度变化区间分别落入同一温度判定区间，湿度变化区间分别落入同一湿度判定区间，且气压变化区间分别落入同一气压判定区间；

14、其中，所述温度判定区间、湿度判定区间和气压判定区间根据目标区域的气候区划指标体系预先设定，当相邻区域单元在温度判定区间、湿度判定区间和气压判定区间中的任一判定区间不一致时，确定其不满足预设相似条件。

15、进一步地，建立与动力电池工况对应的所述气象要素阈值体系的过程包括：按照动力电池在充电工况、放电工况和静置工况下对应的环境边界分别设定适宜工况阈值和胁迫阈值，将适宜工况阈值配置为气象要素时序特征落入正常分类区间的判定边界，将胁迫阈值配置为气象要素时序特征落入胁迫分类区间的判定边界，并将同一气象要素下的适宜工况阈值和胁迫阈值写入同一阈值记录。

16、进一步地，所述阈值记录包括气象要素名称、工况类型、适宜工况阈值、胁迫阈值和阈值适用分区。

17、在进行分析时，根据气象要素名称，将各阈值记录与目标区域内对应的气象要素时序特征相匹配。

18、如果目标区域内气象要素时序特征的统计周期与阈值适用分区不一致，则按照阈值适用分区重新选取相应的气象要素时序特征，并用于后续叠加分析。

19、进一步地，将所述气象要素时序特征中的温度作为基础气象要素与温度阈值进行逐点叠加分析的过程包括：按照采样时间将温度观测值与温度阈值体系中的适宜工况阈值和胁迫阈值进行逐点比较，当温度观测值落入适宜工况阈值限定的区间时记录适宜时段，当温度观测值达到胁迫阈值限定的边界时记录胁迫时段，并根据适宜时段和胁迫时段生成所述温度胁迫分析结果。

20、进一步地，根据适宜时段和胁迫时段生成所述温度胁迫分析结果的过程包括：按照同一气候原型分区内的采样时间统计胁迫时段的持续时间、出现频次和时段占比，根据所述持续时间、出现频次和时段占比生成单项气象要素的胁迫记录，并将胁迫记录按照气象要素名称和气候原型分区写入所述温度胁迫分析结果。

21、进一步地，将所述单项温度胁迫指数、湿度胁迫指数和气压胁迫指数按照各气象要素在不同动力电池工况下的预设权重进行融合，生成综合性胁迫指数的过程包括：

22、分别获取温度对应的胁迫指数、湿度对应的胁迫指数和气压对应的胁迫指数，基于所述预设权重进行加权求和，生成综合性胁迫指数；

23、按照统计周期排列综合性胁迫指数生成指数序列；

24、根据所述指数序列识别综合性胁迫指数超过胁迫阈值的时段，将所述胁迫时段作为生产分类的判定依据，按照胁迫时段与生产类别的对应关系输出动力电池的生产分类结果。

25、进一步地，所述预设权重根据动力电池工况类型确定，在充电工况下湿度对应的权重高于在放电工况下的权重，在放电工况下温度对应的权重高于在充电工况下的权重。

26、进一步地，所述生产类别映射条件包括指数区间与动力电池生产类别之间的对应关系，当所述综合性胁迫指数落入同一指数区间时，输出对应的动力电池生产类别，当所述综合性胁迫指数跨越至少两个指数区间时，按照环境胁迫程度较高的指数区间确定动力电池生产类别，并将动力电池生产类别与所述分类结果和技术指引同步输出。

27、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

28、本发明中，通过获取目标区域的气候区划数据和气象要素时序特征，并建立与动力电池工况对应的气象要素阈值体系，将气象要素阈值体系叠加至气象要素时序特征，能够形成气象要素胁迫分析结果，使区域气候变化过程转化为可参与分类的中间结果。基于胁迫指数，综合性胁迫指数或指数序列确定生产类别，使温度，湿度，气压等气象要素的单项影响和组合影响进入同一分类链条，并使分类结果与技术指引保持对应，便于后续材料体系，测试工况和使用条件的统一表达。