【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池监控预警，更具体地说，它涉及基于多参数的电池热失控动态监控预警系统及方法。
技术介绍
1、随着新能源产业的快速发展，电池作为能量存储和转换的核心组件，在电动汽车、储能系统、便携式电子设备等领域得到了广泛应用。然而，电池在正常使用过程中也可能引发热失控现象，这不仅会导致电池性能急剧下降，还可能引发火灾、爆炸等严重安全事故，对人员和财产安全构成重大威胁。
2、目前，市场上虽已存在一些电池监控系统，但这些系统大多侧重于电池的常规参数监测，如电压、电流、温度等表征参数的实时采集。通过相应表征参数是否异常判定电池是否出现热失控，但是电压、电流、温度等表征参数的异常并不一定是电池热失控引发的，这就导致电池热失控的预警不一定准确，往往存在误报和漏报的问题，预警准确性有待提高。
3、其次，电池热失控的真正原因往往与电池内部的缺陷参数密切相关，然而电池真正存在的内部缺陷参数又难以去监测与采集，所以，如何对电池进行精准的热失控监控与预警，是当前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供基于多参数的电池热失控动态监控预警系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，包括热失控监控模块、热失控初级预警模块、热失控内部风险解析模块、热失控次级预警模块；
4、所述热失控监控模块在电池运行过程中，实时采集电池的各类型热失控表征数据
5、所述热失控初级预警模块用于周期性生成电池的热失控预测指数pnb，基于热失控预测指数与热失控预测阈指数的比较结果，判定是否启动热失控初级预警；
6、所述热失控内部风险解析模块在当启动热失控初级预警时，构建电池仿真模型，获取当前周期各类型热失控表征数据的表征实际特征，将各类型热失控表征数据的表征实际特征输入电池仿真模型中，电池仿真模型完成s次热失控仿真分析，进而获取电池的热失控内部风险值dds；
7、所述热失控次级预警模块基于电池的热失控预测指数pnb与热失控内部风险值dds，获取电池的热失控综合值，基于电池的热失控综合值与热失控综合阈值的比较结果，判定是否启动热失控次级预警，在判定启动热失控次级预警时，同步确定电池的热失控次级预警等级。
8、进一步的，周期性生成电池的热失控预测指数，具体为：每经历一个周期，获取电池各类型热失控表征数据的表征预测特征，将表征预测特征组合成表征预测特征集，获取热失控解析模型，将表征预测特征集作为热失控解析模型的输入数据，输出得到电池的热失控预测指数。
9、进一步的，电池一个类型热失控表征数据的表征预测特征通过下述步骤获取得到：获取一个类型热失控表征数据在系统当前时间之前连续i个周期的表征实际特征，将i个周期的表征实际特征组合成表征周期实际特征集，获取该类型热失控表征数据的表征预测模型，将表征周期实际特征集作为表征预测模型的输入数据，表征预测模型输出得到电池该类型热失控表征数据的表征预测特征。
10、进一步的，一个类型热失控表征数据在一个周期的表征实际特征通过下述步骤获取得到：采集一个周期内电池的一个类型热失控表征数据，对热失控表征数据进行特征提取，得到该类型热失控表征数据在该周期的表征实际特征。
11、进一步的，电池仿真模型构建过程如下：选择comsol电池仿真软件，采集电池的基础数据，基于电池的基础数据在电池仿真软件中创建一个电池模型，并对电池模型赋予相应参数，进而构建得到电池仿真模型。
12、进一步的，电池的热失控内部风险值dds获取方式如下：电池仿真模型每完成一次热失控仿真分析，获取该次热失控仿真分析的热失控内部指数，将s次热失控仿真分析的热失控内部指数两两匹配为一个仿真对比组，获取每个仿真对比组的稳定风险值，将所有仿真对比组的稳定风险值进行求和处理并取均值，得到电池的热失控内部风险值dds。
13、进一步的，电池仿真模型每完成一次热失控仿真分析，获取该次热失控仿真分析的热失控内部指数，具体为：当电池仿真模型完成一次热失控仿真分析时，获取电池仿真模型的各种内部缺陷参数，对各种内部缺陷参数进行特征提取，得到各种内部缺陷参数的缺陷特征，获取各种内部缺陷参数对应的特征解析模型，将各种内部缺陷参数的缺陷特征分别输入对应的特征解析模型，输出得到各种内部缺陷参数的内部缺陷指数byt，y=1、2、…、y，y为内部缺陷参数的总数量，c为内部缺陷参数的编号，设置内部缺陷系数为rt，t=1、2、…、t，r1＜r2＜r3＜…＜rt，设置内部缺陷阈指数，当内部缺陷参数的内部缺陷指数大于内部缺陷阈指数时，将风险叠加次数增加一次，将风险叠加次数标记为sng，利用公式得到该次热失控仿真分析的热失控内部指数akh。
14、进一步的，仿真对比组的稳定风险值获取方式如下：将仿真对比组中的两个热失控内部指数进行求和处理，得到热失控风险和指数lf，将仿真对比组中的两个热失控内部指数进行差值计算并取绝对值，得到热失控风险差距指数vm，利用公式得到该仿真对比组的稳定风险值。
15、进一步的，基于电池的热失控预测指数pnb与热失控内部风险值dds，获取电池的热失控综合值，具体为：利用公式得到电池的热失控综合值kwu，其中，s1为热失控预测系数，s2为热失控内部风险系数；
16、确定电池的热失控次级预警等级，具体为：将电池的热失控综合值与热失控综合阈值进行差值计算，得到电池的热失控次级预警值fj，一共设定j个热失控次级预警等级，分别为热失控次级预警等级1、热失控次级预警等级2、…、热失控次级预警等级j-1、热失控次级预警等级j，每个范围内的热失控次级预警值对应一个热失控次级预警等级，热失控次级预警值的范围包括（0，f1]，（f1，f2]，…，（fj-1，fj]，热失控次级预警等级1的热失控风险＜热失控次级预警等级2的热失控风险＜热失控次级预警等级j-1的热失控风险＜热失控次级预警等级j的热失控风险。
17、进一步的，基于多参数的电池热失控动态监控预警方法，包括如下步骤：
18、步骤一：在电池运行过程中，实时采集电池的各类型热失控表征数据；
19、步骤二：周期性生成电池的热失控预测指数pnb，基于热失控预测指数与热失控预测阈指数的比较结果，判定是否启动热失控初级预警；
20、步骤三：在当启动热失控初级预警时，构建电池仿真模型，获取当前周期各类型热失控表征数据的表征实际特征，将各类型热失控表征数据的表征实际特征输入电池仿真模型中，电池仿真模型完成s次热失控仿真分析，进而获取电池的热失控内部风险值dds；
21、步骤四：基于电池的热失控预测指数pnb与热失控内部风险值dds，获取电池的热失控综合值，基于电池的热失控综合值与热失控综合阈值的比较结果，判定是否启动热失控次级预警，在判定启动热失控次级预警时，同步确定电池的热失控次级预警等级。
22、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，包括热失控监控模块、热失控初级预警模块、热失控内部风险解析模块、热失控次级预警模块；
2.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，周期性生成电池的热失控预测指数，具体为：每经历一个周期，获取电池各类型热失控表征数据的表征预测特征，将表征预测特征组合成表征预测特征集，获取热失控解析模型，将表征预测特征集作为热失控解析模型的输入数据，输出得到电池的热失控预测指数。
3.根据权利要求2所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池一个类型热失控表征数据的表征预测特征通过下述步骤获取得到：获取一个类型热失控表征数据在系统当前时间之前连续i个周期的表征实际特征，将i个周期的表征实际特征组合成表征周期实际特征集，获取该类型热失控表征数据的表征预测模型，将表征周期实际特征集作为表征预测模型的输入数据，表征预测模型输出得到电池该类型热失控表征数据的表征预测特征。
4.根据权利要求3所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，一个类型热失控表征数
5.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池仿真模型构建过程如下：选择COMSOL电池仿真软件，采集电池的基础数据，基于电池的基础数据在电池仿真软件中创建一个电池模型，并对电池模型赋予相应参数，进而构建得到电池仿真模型。
6.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池的热失控内部风险值Dds获取方式如下：电池仿真模型每完成一次热失控仿真分析，获取该次热失控仿真分析的热失控内部指数，将S次热失控仿真分析的热失控内部指数两两匹配为一个仿真对比组，获取每个仿真对比组的稳定风险值，将所有仿真对比组的稳定风险值进行求和处理并取均值，得到电池的热失控内部风险值Dds。
7.根据权利要求6所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池仿真模型每完成一次热失控仿真分析，获取该次热失控仿真分析的热失控内部指数，具体为：当电池仿真模型完成一次热失控仿真分析时，获取电池仿真模型的各种内部缺陷参数，对各种内部缺陷参数进行特征提取，得到各种内部缺陷参数的缺陷特征，获取各种内部缺陷参数对应的特征解析模型，将各种内部缺陷参数的缺陷特征分别输入对应的特征解析模型，输出得到各种内部缺陷参数的内部缺陷指数Byt，y=1、2、…、Y，Y为内部缺陷参数的总数量，c为内部缺陷参数的编号，设置内部缺陷系数为rt，t=1、2、…、t，r1＜r2＜r3＜…＜rt，设置内部缺陷阈指数，当内部缺陷参数的内部缺陷指数大于内部缺陷阈指数时，将风险叠加次数增加一次，将风险叠加次数标记为Sng，利用公式得到该次热失控仿真分析的热失控内部指数Akh。
8.根据权利要求6所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，仿真对比组的稳定风险值获取方式如下：将仿真对比组中的两个热失控内部指数进行求和处理，得到热失控风险和指数Lf，将仿真对比组中的两个热失控内部指数进行差值计算并取绝对值，得到热失控风险差距指数Vm，利用公式得到该仿真对比组的稳定风险值。
9.根据权利要求8所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，基于电池的热失控预测指数Pnb与热失控内部风险值Dds，获取电池的热失控综合值，具体为：利用公式得到电池的热失控综合值Kwu，其中，s1为热失控预测系数，s2为热失控内部风险系数；
10.基于多参数的电池热失控动态监控预警方法，应用于权利要求1-9任一项所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，包括热失控监控模块、热失控初级预警模块、热失控内部风险解析模块、热失控次级预警模块；
2.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，周期性生成电池的热失控预测指数，具体为：每经历一个周期，获取电池各类型热失控表征数据的表征预测特征，将表征预测特征组合成表征预测特征集，获取热失控解析模型，将表征预测特征集作为热失控解析模型的输入数据，输出得到电池的热失控预测指数。
3.根据权利要求2所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池一个类型热失控表征数据的表征预测特征通过下述步骤获取得到：获取一个类型热失控表征数据在系统当前时间之前连续i个周期的表征实际特征，将i个周期的表征实际特征组合成表征周期实际特征集，获取该类型热失控表征数据的表征预测模型，将表征周期实际特征集作为表征预测模型的输入数据，表征预测模型输出得到电池该类型热失控表征数据的表征预测特征。
4.根据权利要求3所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，一个类型热失控表征数据在一个周期的表征实际特征通过下述步骤获取得到：采集一个周期内电池的一个类型热失控表征数据，对热失控表征数据进行特征提取，得到该类型热失控表征数据在该周期的表征实际特征。
5.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池仿真模型构建过程如下：选择comsol电池仿真软件，采集电池的基础数据，基于电池的基础数据在电池仿真软件中创建一个电池模型，并对电池模型赋予相应参数，进而构建得到电池仿真模型。
6.根据权利要求1所述的基于多参数的电池热失控动态监控预警系统，其特征在于，电池的热失控内部风险值dds获取方式如下：电池仿真模型每完成一次热失控仿真分析，获取该次热失控仿真分析的热失控内部指数，将s次热失控仿真分析的热失控内部...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，梅沁园，何嘉兴，
申请(专利权)人：珠海市贡峰新能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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