一种新能源电池健康诊断分析方法与流程

1.本发明涉及新能源电池健康诊断分析技术领域，具体而言，涉及一种新能源电池健康诊断分析方法。


背景技术：

2.随着网络技术、大数据技术和人工智能技术的快速发展及广泛的应用，各种能源的消耗日益增长，节能、环保等有关技术被高度重视，在此大环境下，新能源电池因其性能安全、能源低耗、保护环境等多个突出特点，被广泛应用于各行各业，由此凸显了对新能源电池的健康进行诊断的重要性。
3.新能源电池的健康状态与生活中各种设备的运行安全息息相关，当前对新能源电池健康的诊断和分析通常在以下方面存在不足：
4.1.新能源电池的放电状态直观地反应了电池本身的健康状态。当前往往通过对新能源电池在设定时间段的放电速率和电池放电量进行诊断分析，没有在设定的各种温度下对新能源的放电状态进行监测，无法精准定位出新能源电池在设定的各种温度下的放电状态是否存在异常，降低了新能源电池放电状态监测和分析的精准性，使得新能源电池的放电状态评估存在局限性，进而无法为后续新能源电池健康的评估提供强有力的数据支撑。
5.2.对新能源电池的充电状态进行监测能够直接反映新能源电池的老化情况。当前往往通过对新能源电池的整体充电速率和充电量进行诊断分析，没有对新能源电池在不同温度下和不同时间段内的充电速率和充电量进行诊断分析，不仅无法有效监测新能源电池的老化情况，同时还降低了新能源电池充电状态评估的准确性和全面性，无法为新能源电池健康的诊断提供有力的保障。
6.3.新能源电池在储存过程中或多或少都会产生自放电的现象，当前往往通过对新能源电池在设定时间段对应的自放电进行诊断分析，忽略了对新能源电池在设定的各种温度下的自放电状态进行诊断分析，降低了新能源电池自放电诊断分析结果的真实性和有效性，进而无法保障新能源电池的稳定性和安全性，进一步无法确保生活中使用新能源电池设备的运行安全。


技术实现要素：

7.为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种新能源电池健康诊断分析方法,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
9.一种新能源电池健康诊断分析方法，包括如下步骤：
10.a1、新能源电池信息获取：获取新能源电池组的电池信息，得到新能源电池组的电池数量，并按照电池数量依次对各子电池编号为1,2,...,i,...,n；
11.a2、子电池自放电监测分析：通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各监测时间点的电量进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各监测时间点对应的电
量，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数；
12.a3、子电池放电状态监测分析：对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的放电状态进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电池放电量，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数和放电量匹配指数，进而综合分析各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数；
13.a4、子电池充电状态监测分析：对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段的充电状态进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数；
14.a5、子电池稳定评估分析：对各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数、放电状态评估系数和充电状态评估系数进行综合分析，得到各子电池对应的电池稳定评估系数；
15.a6、新能源电池健康评估分析与显示：将各子电池对应的电池稳定评估系数进行相互对比，从中筛选出最大电池稳定评估系数和最小电池稳定评估系数，由此分析新能源电池对应的电池健康评估系数，并进行相应的显示。
16.作为本发明的进一步改进，所述步骤a2中分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，其具体分析过程如下：
17.将各子电池在各设定温度测试中各监测时间点对应的电量记为i表示为各子电池的编号，i＝1,2,......,n，j表示为各设定温度的编号，j＝1,2,......,m，r表示为各监测时间点的编号，r＝0,1,......,t，其中，r＝0时，监测时间点的编号，r＝0,1,......,t，其中，r＝0时，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中对应的初始电量；
18.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的自放电指数，e表示为自然常数，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中第r-1个监测时间点对应的电量，δzj表示为预设的第j个设定温度测试中对应的允许电量差，β表示为预设的电量修整因子。
19.作为本发明的进一步改进，所述步骤a3中对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的放电状态进行监测，其具体监测方式为：
20.通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电量进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电量，并从中提取各指定时间段对应的结束时间点和开始时间点的电量，将各子电池在各设定温度测试中各指定时间段内结束时间点的电量与开始时间点的电量进行相减，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的电池放电量，记为d表示为各指定时间段的编号，d＝0,1,......,p，其中，d＝0时，中，d＝0时，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中的放电前电量。
21.作为本发明的进一步改进，所述步骤a3中分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数，其具体分析过程如下：
22.从各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的放电量内提取各子电池在各设定温度测试中最大放电量和最小放电量，并分别记为和
23.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的放电量保持指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中第d-1个指定时间段对应的电池放电量，δfj表示为预设的第j个设定温度测试中的参考电池放电量差，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的平均电池放电量，a1、a2、a3分别表示为预设的电池放电量差、最大电池放电量、最小电池放电量对应的权值因子。
24.作为本发明的进一步改进，所述步骤a3中分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量匹配指数，其具体分析方式如下：
25.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的放电量匹配指数，表示为第i块子电池对应第j个温度测试中的放电量匹配指数，f
′j表示为预设的第j个温度测试中指定时间段对应的参考电池放电量，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总电池放电量，a4、a5分别表示为预设的指定时间段的电池放电量、总电池放电量对应的权值因子。
26.作为本发明的进一步改进，所述步骤a3中各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数，其具体计算公式为状态评估系数，其具体计算公式为表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的放电状态评估系数，b1、b2分别表示为预设的放电量保持指数、放电量匹配指数对应的系数因子。
27.作为本发明的进一步改进，所述步骤a4中对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段的充电状态进行监测，其具体监测方式为：
28.通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电量进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电量，并从中提取各选定时间段对应的结束时间点和开始时间段的电量，将各子电池在各设定温度测试中各选定时间段内结束时间段的电量与开始时间点的电量进行相减，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量，记为k表示为各选定时间段的编号，k＝0,1,......y，其中k＝0时，......y，其中k＝0时，表示为第i块子电池在第j个温度测试中的充电前电量。
29.作为本发明的进一步改进，所述步骤a4中分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，其具体分析方式如下：
30.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电速率评估指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电速率评估指数，tk表示为预设的第k个选定时间段对应的时长，qj表示为预设的第j个设定温度测试对应选定时间段内的参考充电速率，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总充电速率，f1、f2分别表示为预设的选定时间段的充电速率、总充电速率对应的权值因子；
31.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电量评估指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电量评估指数，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总充电量，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中第k-1个选定时间段对应的电池充电量，δcj表示为预设的第j个设定温度测试中的参考电池充电量差，f3、f4分别表示为预设的总电池充电量、电池充电量差对应的权值因子；
32.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电状态评估系数，b3、b4分别表示为预设的充电速率评估指数、充电量评估指数对应的影响因子。
33.作为本发明的进一步改进，所述步骤a5中各子电池对应的电池稳定评估系数，其具体计算公式为：具体计算公式为：表示为第i块子电池对应的电池稳定评估系数，δ
′j、η
′j、σ
′j分别表示为预设的第j个设定温度测试中的参考自放电指数、参考放电状态评估系数、参考充电状态评估系数，τ1、τ2、τ3分别表示为预设的自放电指数、放电状态评估系数、充电状态评估系数对应的影响因子。
34.作为本发明的进一步改进，所述步骤a6中新能源电池对应的电池健康评估系数，其具体计算公式为：ξ表示为新能源电池对应的电池健康评估系数，表示为预设的子电池对应的参考电池稳定评估系数，分别表示为子电池对应的最大电池稳定评估系数、最小电池稳定评估系数，表示为预设的参考电池
稳定评估系数差，ε1、ε2分别表示为预设的电池稳定评估系数、电池稳定评估系数差对应的系数因子。
35.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
36.1、本发明通过将新能源电池组划分成各子电池，并对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电池放电量进行分析，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数和放电量匹配指数，进而综合分析各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数，实现了在各设定温度测试中对各子电池的放电状态评估系数进行分析，在一定程度上能够对各子电池在各设定温度测试中的异常放电状态进行精准定位，大幅度提升了新能源电池放电状态监测和分析的准确性，打破了当前技术中对新能源电池的放电状态评估的局限性，进一步为后续新能源电池健康的评估提供强有力的数据支撑。
37.2、本发明通过对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量分析，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的充电速率评估指数和充电量评估指数，并综合分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，有效弥补了当前技术中新能源电池在不同温度下和不同时间段内的充电速率和充电量进行诊断分析的问题，不仅能够有效监测新能源电池的老化情况，同时还提升了新能源电池充电状态评估的准确性和全面性，进一步为新能源电池健康的诊断提供有力的保障。
38.3、本发明通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各监测时间点的电量进行监测，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，有效解决了忽略新能源电池在设定的各种温度下自放电状态诊断分析的问题，大幅度提升了新能源电池自放电诊断分析结果的真实性和有效性，在很大程度上保障新能源电池的稳定性和安全性，进一步有效确保了生活中使用新能源电池设备的运行安全。
附图说明
39.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
40.图1为本发明方法步骤示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.参照图1所示，本发明提供一种新能源电池健康诊断分析方法，包括如下步骤：
43.a1、新能源电池信息获取：获取新能源电池组的电池信息，得到新能源电池组的电池数量，并按照电池数量依次对各子电池编号为1,2,...,i,...,n。
44.a2、子电池自放电监测分析：通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各监测时间点的电量进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各监测时间点对应的电量，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数。
45.作为本发明的优选方案，所述步骤a2中分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，其具体分析过程如下：
46.将各子电池在各设定温度测试中各监测时间点对应的电量记为z
rij
，i表示为各子电池的编号，i＝1,2,......,n，j表示为各设定温度的编号，j＝1,2,......,m，r表示为各监测时间点的编号，r＝0,1,......,t，其中，r＝0时，监测时间点的编号，r＝0,1,......,t，其中，r＝0时，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中对应的初始电量；
47.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的自放电指数，e表示为自然常数，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中第r-1个监测时间点对应的电量，δzj表示为预设的第j个设定温度测试中对应的允许电量差，β表示为预设的电量修整因子。
48.在一个具体的实施例中，本发明通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各监测时间点的电量进行监测，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数，有效解决了忽略新能源电池在设定的各种温度下自放电状态诊断分析的问题，大幅度提升了新能源电池自放电诊断分析结果的真实性和有效性，在很大程度上保障新能源电池的稳定性和安全性，进一步有效确保了生活中使用新能源电池设备的运行安全。
49.a3、子电池放电状态监测分析：对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的放电状态进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电池放电量，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数和放电量匹配指数，进而综合分析各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数。
50.作为本发明的优选方案，所述步骤a3中对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的放电状态进行监测，其具体监测方式为：
51.通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电量进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电量，并从中提取各指定时间段对应的结束时间点和开始时间点的电量，将各子电池在各设定温度测试中各指定时间段内结束时间点的电量与开始时间点的电量进行相减，得到各子电池在各设定温度测试中各指定时间段的电池放电量，记为d表示为各指定时间段的编号，d＝0,1,......,p，其中，d＝0时，中，d＝0时，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中的放电前电量。
52.作为本发明的优选方案，所述步骤a3中分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数，其具体分析过程如下：
53.从各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的放电量内提取各子电池在各设定温度测试中最大放电量和最小放电量，并分别记为和
54.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的放电量保持指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中第d-1个指定时间段对应的电池放电量，δfj表示为预设的第j个设定温度测试中的参考电池放电量差，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的平均电池放电量，a1、a2、a3分别表示为预设的电池放电量差、最大电池放电量、最小电池放电量对应的权值因子。
55.作为本发明的优选方案，所述步骤a3中分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量匹配指数，其具体分析方式如下：
56.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的放电量匹配指数，表示为第i块子电池对应第j个温度测试中的放电量匹配指数，f
′j表示为预设的第j个温度测试中指定时间段对应的参考电池放电量，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总电池放电量，a4、a5分别表示为预设的指定时间段的电池放电量、总电池放电量对应的权值因子。
57.作为本发明的优选方案，所述步骤a3中各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数，其具体计算公式为态评估系数，其具体计算公式为表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的放电状态评估系数，b1、b2分别表示为预设的放电量保持指数、放电量匹配指数对应的系数因子。
58.在一个具体的实施例中，本发明通过将新能源电池组划分成各子电池，并对各子电池在各设定温度测试中各指定时间段对应的电池放电量进行分析，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的放电量保持指数和放电量匹配指数，进而综合分析各子电池对应各设定温度测试中的放电状态评估系数，实现了在各设定温度测试中对各子电池的放电状态评估系数进行分析，在一定程度上能够对各子电池在各设定温度测试中的异常放电状态进行精准定位，大幅度提升了新能源电池放电状态监测和分析的准确性，打破了当前技术中对新能源电池的放电状态评估的局限性，进一步为后续新能源电池健康的评估提供强有力的数据支撑。
59.a4、子电池充电状态监测分析：对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段的充电状态进行监测，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量，并由此分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数。
60.作为本发明的优选方案，所述步骤a4中对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段的充电状态进行监测，其具体监测方式为：
61.通过电量监测仪对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电量进行
监测，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电量，并从中提取各选定时间段对应的结束时间点和开始时间段的电量，将各子电池在各设定温度测试中各选定时间段内结束时间段的电量与开始时间点的电量进行相减，得到各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量，记为k表示为各选定时间段的编号，k＝0,1,......y，其中k＝0时，......y，其中k＝0时，表示为第i块子电池在第j个温度测试中的充电前电量。
62.作为本发明的优选方案，所述步骤a4中分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，其具体分析方式如下：
63.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电速率评估指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电速率评估指数，tk表示为预设的第k个选定时间段对应的时长，qj表示为预设的第j个设定温度测试对应选定时间段内的参考充电速率，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总充电速率，f1、f2分别表示为预设的选定时间段的充电速率、总充电速率对应的权值因子；
64.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电量评估指数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电量评估指数，表示为预设的第j个设定温度测试中的参考总充电量，表示为第i块子电池在第j个设定温度测试中第k-1个选定时间段对应的电池充电量，δcj表示为预设的第j个设定温度测试中的参考电池充电量差，f3、f4分别表示为预设的总电池充电量、电池充电量差对应的权值因子；
65.依据公式计算出各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，表示为第i块子电池对应第j个设定温度测试中的充电状态评估系数，b3、b4分别表示为预设的充电速率评估指数、充电量评估指数对应的影响因子。
66.在一个具体的实施例中，本发明通过对各子电池在各设定温度测试中各选定时间段对应的电池充电量分析，由此分析各子电池对应各设定温度测试中的充电速率评估指数和充电量评估指数，并综合分析各子电池对应各设定温度测试中的充电状态评估系数，有效弥补了当前技术中新能源电池在不同温度下和不同时间段内的充电速率和充电量进行诊断分析的问题，不仅能够有效监测新能源电池的老化情况，同时还提升了新能源电池充电状态评估的准确性和全面性，进一步为新能源电池健康的诊断提供有力的保障。
67.a5、子电池稳定评估分析：对各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数、放电
状态评估系数和充电状态评估系数进行综合分析，得到各子电池对应的电池稳定评估系数。
68.作为本发明的优选方案，所述步骤a5中各子电池对应的电池稳定评估系数，其具体计算公式为：体计算公式为：表示为第i块子电池对应的电池稳定评估系数，δ
′j、η
′j、σ
′j分别表示为预设的第j个设定温度测试中的参考自放电指数、参考放电状态评估系数、参考充电状态评估系数，τ1、τ2、τ3分别表示为预设的自放电指数、放电状态评估系数、充电状态评估系数对应的影响因子。
69.在一个具体的实施例中，本发明通过将各子电池对应各设定温度测试中的自放电指数、放电状态评估系数、充电状态评估系数与预设的各设定温度测试中的参考自放电指数、参考放电状态评估系数、参考充电状态评估系数进行对比，得到各子电池对应的电池稳定评估系数，大大提升了各子电池对应的电池稳定评估结果的全面性、准确性和可靠性，进而直观地反映了各子电池对应的电池稳定状态，为新能源电池组的电池健康诊断分析提供了可靠的分析依据。
70.a6、新能源电池健康评估分析与显示：将各子电池对应的电池稳定评估系数进行相互对比，从中筛选出最大电池稳定评估系数和最小电池稳定评估系数，由此分析新能源电池对应的电池健康评估系数，并进行相应的显示。
71.作为优选方案，所述步骤a6中新能源电池对应的电池健康评估系数，其具体计算公式为：ξ表示为新能源电池对应的电池健康评估系数，表示为预设的子电池对应的参考电池稳定评估系数，分别表示为子电池对应的最大电池稳定评估系数、最小电池稳定评估系数，表示为预设的参考电池稳定评估系数差，ε1、ε2分别表示为预设的电池稳定评估系数、电池稳定评估系数差对应的系数因子。
72.在一个具体的实施例中，本发明通过将各子电池对应的电池稳定评估系数与预设的子电池对应的参考电池稳定评估系数进行对比，同时从各子电池对应的电池稳定评估系数中筛选出最大电池稳定评估系数和最小电池稳定评估系数，进而进行综合分析得到新能源电池对应的电池健康评估系数，在极大限度上满足了新能源电池健康分析维度的全面性和科学性，有利于提高新能源电池健康分析结果的可靠性。
73.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。