[发明专利]一种动力电池组中内短路单体检测方法

权利要求书

1.一种动力电池组中内短路单体检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、对动力电池组中的电池单体进行单独的离线测试，包括恒流充电与恒流放电，获取电池单体的开路电压数据，并以不同开路电压OCV值作为界限划分出多个电压区间；

步骤二、在线上以固定的数据帧周期，实时获取动力电池组中每个电池单体的端电压数据；

步骤三、计算时间滑窗中各单体端电压数据的改进香农熵，用于反映各数据帧时间中，端电压数据在不同的所述多个电压区间内的分布情况以及无序程度；

步骤四、将每数据帧对应的各单体的端电压数据与计算的改进香农熵成对作为一个数据样本点，由各数据样本点共同构成一个二维数据样本组；

步骤五、利用聚类算法对所述二维数据样本组进行初筛，筛选出离群的数据样本点；

步骤六、计算各离群数据样本点的局部密度离群因子；当出现一个及以上的局部密度离群因子大于或等于预设故障阈值时，则进行内短路故障报警并返回内短路电池单体的序号索引。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中所执行的恒流充电与恒流放电具体过程包括：

首先对电池单体施加一定倍率的恒流充电，直到厂家设定的上截止电压停止充电；再对单体施加同样倍率的恒流放电，直到厂家设定的下截止电压停止放电；

将充放电同一SOC下所获取的单体端电压数据取均值，获取OCV-SOC曲线图，将每一固定SOC间隔对应的OCV作为所述界限。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中时间滑窗位于某个数据帧处各单体端电压的改进香农熵[SE₁,SE₂,…,SE_n]利用以下公式计算：

其中，P_i,j为电池单体j在此滑窗内的端电压数据在所划分的共m个电压区间中的第i个电压区间内分布的概率，n表示电池组内的单体总数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤五筛选离群的数据样本点的具体过程包括：

1)选择K个数据样本点作为初始的聚类中心[C₁,C₂,…,C_K]；

2)计算数据样本组中每个数据样本点到K个聚类中心的距离，并将各样本点分类到距离中心最小的各类中；

3)重新计算各类的聚类中心C_i(i＝1,2,…,K)：

以及聚类半径R_i(i＝1,2,…,K)：

其中N(i)为第i类中包含的样本点总数，X_ij为第i类中第j个单体对应的数据样本点；

4)重新执行第2)步直到超过最大迭代次数或者各样本点所属的类不再发生变化；

若某样本点到聚类中心的距离≥R_i，则将其筛选出来，放入离群点候选集中；否则该样本点不参与后续计算。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤六中各离群数据样本点的局部密度离群因子具体计算过程如下：

首先，计算任一个电池单体样本点P相对于目标电池单体样本点O的第k可达距离：

d_k(P,O)＝max{d_k(O),d(P,O)}

其中，d_k(O)为第k邻域N_k(O)内各点到O点的可达距离，d(P，O)为P点与O点之间的距离；

然后计算目标电池单体样本点O的局部可达密度lrd_k(O)：

最终计算目标电池单体样本点O的局部密度离群因子值LOF_k(O)为：