[发明专利]基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法及系统，其中，该方法包括：建立早期加速衰竭故障特征；对预设退役电池恒流充电至电池上限截止电压，确定Back‑end电压区域；采用三阶样条插值法结合最小二乘法对Back‑end电压区域进行平滑滤波处理，得到平滑Back‑end电压区域，并求解预设数量的平滑Back‑end区域电压内的故障特征数值，再分别与预设阈值进行比较，若所有数值均小于预设故障特征阈值，则预设退役电池发生早期加速衰竭故障，反之则未发生。该方法实现了退役电池加速衰竭故障的快速诊断，有效避免了传统诊断方法对历史运行数据的依赖，降低了退役电池梯次利用阶段的安全隐患。

技术领域

本发明涉及电池健康状态技术领域，特别涉及一种基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法及系统。

背景技术

电动汽车用电池在长期车载使用阶段由于电池单体性能不一致性、严苛的使用环境或是经历碰撞、挤压，均会使电池发生故障。其中，过充电及过放电会引起电池加速衰竭故障，而当故障严重到一定程度后会引发电池内短路，进而引发热失控。早期故障状态一般不会引起电池性能的明显衰退，因此不易被检测和诊断。对于退役电池梯次利用，如果具有早期加速衰竭故障的退役电池未被提前诊断，将存在早期加速衰竭故障的退役电池与其它“健康”电池按照某一特定分组依据组合在一起，则带有加速衰竭故障的电池性能会加速衰退，甚至会引发整组电池的安全事故。由于电动汽车退役电池缺乏车载历史运行数据或数据缺失，同时车载动力电池性能衰退机理复杂，使现有诊断方法无法获取表征加速衰竭故障的故障特征变化规律，对电动汽车退役电池的早期加速衰竭故障诊断技术带来了挑战；此外，由于早期加速衰竭故障不会对电池性能造成明显的影响，因此难以通过经验阈值进行有效诊断，以上给诊断缺乏车载历史运行数据的退役电池的加速衰竭故障造成了难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法，该方法实现了对电动汽车退役电池加速衰竭故障的快速诊断。

本发明的另一个目的在于提出一种基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法，包括以下步骤：步骤S1，建立早期加速衰竭故障特征；步骤S2，对预设退役电池恒流充电至电池上限截止电压，确定Back-end电压区域；步骤S3，采用三阶样条插值法结合最小二乘法对所述Back-end电压区域进行平滑滤波处理，得到平滑Back-end电压区域；步骤S4，根据所述平滑Back-end电压区域求解所述Back-end区域电压的预设数量的平滑Back-end区域电压内的故障特征数值；步骤S5，将所述预设数量的平滑Back-end区域电压内的故障特征数值分别与预设故障特征阈值进行比较，若所有数值均小于所述预设故障特征阈值，则所述预设退役电池发生早期加速衰竭故障，反之则所述预设退役电池未发生早期加速衰竭故障。

本发明实施例的基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法，基于电池充电过程中Back-end区域电压的异常增速变化，建立用于诊断早期加速衰竭故障的故障特征，且在不依赖任何车载历史运行数据，同时仅基于恒流充电条件下，实现对电动汽车退役电池加速衰竭故障的快速诊断，有效避免了传统诊断方法对历史运行数据的依赖，降低了退役电池梯次利用阶段的安全隐患，对电池组合高效储能及退役电池安全可靠运行具有重要意义。

另外，根据本发明上述实施例的基于电压增速异常特征的电池早期加速衰竭故障诊断方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述早期加速衰竭故障特征为：

其中，κ为早期加速衰竭故障特征，U_t为电池端电压，t为时间。