检测电池健康度的方法和装置与流程
本发明涉及储能电池，特别涉及一种检测电池健康度的方法和装置。
背景技术：
1、储能电池的电池健康度soh的准确估计可以保障储能系统安全可靠地工作，优化储能电池系统，并为储能系统的能量管理和安全管理等提供依据。
2、目前，电池soh的估算方法主要分为三类：基于电化学模型的估算方法、基于数据驱动的估算方法、基于经验模型的估算方法。
3、基于数据驱动的方法依赖大量的数据，泛化能力弱且结果可解释度不高，基于经验模型的方法对于建立多重影响因素与容量之间的耦合关系具有一定的局限性。
4、基于电池模型的方法可以解释电池内部机理随电池老化的变化，然而建立和使用电化学模型，需要多种难以获取的电池参数和性能较强的处理器，为此需要在储能电池中设置大量用于检测这些难以获取的电池参数的传感器，以及在检测soh的电池管理系统中设置复杂度较高的处理器，这显然会导致储能电池及其电池管理系统的硬件复杂度提高。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种检测电池健康度的方法和装置，以提供一种准确度更高的检测soh的方案。
2、本技术第一方面提供一种检测电池健康度的方法，包括：
3、获得第一储能电池在满充放电循环过程中的状态数据，所述状态数据包括电流数据、电压数据、温度数据和膨胀力数据；
4、根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征，所述目标电池特征包括目标容量增量特征和目标膨胀力特征；
5、根据所述目标电池特征构建电池健康度映射关系；
6、基于所述电池健康度映射关系和实际运行过程中第二储能电池的目标电池特征，检测所述第二储能电池的电池健康度。
7、其中，获得状态数据的方式可以参见步骤s101，第一储能电池，可以理解为步骤s101中用于进行充放电循环试验的储能电池；
8、目标电池特征，可以视为步骤s110中的目标第三特征，其中的目标容量增量特征可以视为目标第三特征中来自第一特征库的特征，目标膨胀力特征可以视为目标第三特征中来自第二特征库的特征；
9、构建电池健康度映射关系的方式，可以参见步骤s111；
10、检测第二储能电池的电池健康度的方式，可以参见步骤s112，第二储能电池，可以视为步骤s112中处于实际运行状态且需要检测电池健康度的储能电池。
11、在一些实施例中，所述根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征，包括：
12、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
13、根据所述备选电池特征的第一相关度，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度。
14、本实施例中，确定备选电池特征的方式可以参见步骤s102和s103，以及步骤s105和s106，其中，备选容量增量特征，相当于第一特征库包含的第一特征，备选膨胀力特征，相当于第二特征库包含的第二特征；
15、备选电池特征的第一相关度，相当于步骤s104和s107中计算的第一特征和容量的相关系数，以及第二特征和容量的相关系数；
16、根据第一相关度筛选目标电池特征，相当于在通过s104和s107确定目标第一特征和目标第二特征后，直接将每一目标第一特征和每一目标第二特征都确定为目标电池特征。
17、在一些实施例中，所述根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征，包括：
18、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
19、根据所述备选电池特征的第一相关度和第二相关度，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度，所述第二相关度为所述备选电池特征两两之间的相关度。
20、其中，第二相关度相当于步骤s109中计算的特征之间的自相关系数，根据第一相关度和第二相关度筛选目标电池特征，相当于在不考虑特征的出现频率的情况下，按步骤s104以及步骤s107至s110的过程筛选目标电池特征。
21、在一些实施例中，所述根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征，包括：
22、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
23、根据所述备选电池特征的第一相关度、第二相关度和出现频率，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度，所述第二相关度为所述备选电池特征两两之间的相关度。
24、其中，备选电池特征的出现频率的确定方式可以参见步骤s110的相关内容，根据备选电池特征的第一相关度、第二相关度和出现频率筛选目标电池特征，相当于按步骤s104以及步骤s107至s110的过程筛选目标电池特征。
25、在一些实施例中，所述根据所述状态数据确定多种备选电池特征，包括：
26、根据所述状态数据确定所述第一储能电池的第一容量增量曲线和第一膨胀力曲线；
27、对所述第一容量增量曲线和所述第一膨胀力曲线进行滤波处理，获得第二容量增量曲线和第二膨胀力曲线；
28、根据所述第二容量增量曲线确定多种备选容量增量特征；
29、根据所述第二膨胀力曲线确定多种备选膨胀力特征。
30、本实施例的具体实现方式可以参见步骤s102和s103，以及步骤s105和s106，其中第一容量增量曲线相当于s102中滤波前的ic曲线，第二容量增量曲线相当于滤波后的ic曲线，第一膨胀力曲线相当于s105中滤波前的膨胀力曲线，第二膨胀力曲线相当于滤波后的膨胀力曲线。
31、在一些实施例中，所述根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征之前，还包括：
32、对所述状态数据进行数据预处理，其中，所述数据预处理包括重复值去冗、乱序值重排序、异常值剔除、缺失值填补和降噪滤波平滑中至少一者。
33、预处理的具体实施方式可以参见步骤s101中关于预处理操作的内容。
34、本技术第二方面提供一种检测电池健康度的装置，包括：
35、获得单元，用于获得第一储能电池在满充放电循环过程中的状态数据，所述状态数据包括电流数据、电压数据、温度数据和膨胀力数据；
36、确定单元，用于根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征，所述目标电池特征包括容量增量特征和膨胀力特征；
37、构建单元，用于根据所述目标电池特征构建电池健康度映射关系；
38、检测单元，用于基于所述电池健康度映射关系和实际运行过程中第二储能电池的目标电池特征，检测所述第二储能电池的电池健康度。
39、在一些实施例中，所述确定单元根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征时，具体用于：
40、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
41、根据所述备选电池特征的第一相关度，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度。
42、在一些实施例中，所述确定单元根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征时，具体用于：
43、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
44、根据所述备选电池特征的第一相关度和第二相关度，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度，所述第二相关度为所述备选电池特征两两之间的相关度。
45、在一些实施例中，所述确定单元根据所述状态数据，确定所述第一储能电池的目标电池特征时，具体用于：
46、根据所述状态数据确定多种备选电池特征，所述多种备选电池特征包括多种备选容量增量特征和多种备选膨胀力特征；
47、根据所述备选电池特征的第一相关度、第二相关度和出现频率，在所述多种备选电池特征中筛选得到目标电池特征，所述第一相关度为所述多种备选特征和所述第一储能电池的电池容量的相关度，所述第二相关度为所述备选电池特征两两之间的相关度。
48、本技术的检测电池健康度的方法和装置，其有益效果在于：
49、一方面，储能电池的电池健康度和其正负极材料的特性相关，而正负极材料的特性又可以通过容量增量特征和膨胀力特征反映，因而本方案基于目标容量增量特征和目标膨胀力特征构建电池健康度映射关系并以此来检测电池健康度，具有良好的准确性和可解释性；另一方面，本方案只需要检测电流、电压和膨胀力等常规的状态数据就可以实现电池健康度检测，无需设置大量用于检测难以获取的电池参数的传感器，因而通过本方案检测电池健康度，不会提高储能电池及其电池管理系统的硬件复杂度。综上，本方案能够在不提高储能电池及其电池管理系统的硬件复杂度的前提下，提供具有良好的准确性和可解释性的电池健康度检测结果。
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