【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能电池，具体地说，一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法及系统，更具体地说，是涉及一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、随着全球对清洁能源需求的增加，电池作为一种重要的储能装置得到了广泛应用。然而，电池在长时间使用过程中会出现容量衰减、内阻增加等现象，直接影响其使用寿命和安全性。因此，对电池可用剩余容量的准确评估成为了保障储能系统安全和可靠性的重要手段。电池的可用剩余容量是指电池在当前状态下，能够提供的剩余电量，通常以毫安时(mah)或瓦时(wh)为单位。它表示了电池从当前充电状态到完全放电所能输出的电能。
2、可用剩余容量通常可以进一步细分为热力学容量和动力学容量。热力学容量是指在理想条件下，电池能够释放的总能量。而动力学容量则考虑了实际工作环境中的能量损失，如电池在放电过程中的内阻、温度效应和化学反应速率等因素。因此，动力学容量通常低于热力学容量，它描述了电池在实际使用条件下能够提供的有效电量。相较于热力学容量，动力学容量更能准确地反映电池在具体工作条件下的性能，在实际工程中更具有参考意义。
3、目前，针对电池可用容量的估算方法主要围绕热力学容量展开。评估方法主要包括实验室测试、物理模型和数据驱动的统计模型等。然而，动力学容量的研究相对较少，存在对动力学容量的估算方法和模型的探索不够深入问题。现有的针对电池可用容量的估算方法存在在动态环境中无法充分捕捉电池性能变化的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法及系统，旨在解决现有估算方法存在在动态环境中无法充分捕捉电池性能变化的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，包括：
3、基于电池老化实验数据完成电池充电末期内阻的推演模型；
4、基于实际工况数据，推算当前充电循环下电池充电至上限电压处的直流内阻；
5、基于热力学容量计算动力学容量；其中，计算公式包括：
6、
7、式中，umax为电池的上限截止电压，i为充电结束前一时刻的充电电流，为电池在当前循环下电池充电至上限电压处的直流内阻；ct为当前循环下电池的热力学容量，为当前循环下电流为i所对应的动力学容量，为电流i充电至上限截止电压时所对应的soc。
8、优选地，所述基于电池老化实验数据完成电池充电末期内阻的推演模型，包括以下步骤：
9、对电池进行老化实验；在电池老化的不同阶段，测量不同电池的荷电状态所对应的电池直流内阻；
10、利用小样本学习技术，构建电池直流内阻与电池的健康状态、电池的荷电状态之间的数据关系模型；根据电池在充电至上限截止点之前所测得的直流内阻序列，预测电池充电至上限电压处的直流内阻。
11、优选地，所述对电池进行老化实验；在电池老化的不同阶段，测量不同电池的荷电状态所对应的电池直流内阻，包括：
12、将电池放电至下限截止电压。然后对电池进行充电测试；
13、在电池的充电过程中，每隔4-9％个荷电状态点，施加一个恒流脉冲放电，持续5-15秒；
14、充电脉冲结束后将电池静置至电压达到稳态；
15、记录电池的电压和电流变化；计算每个荷电状态点处的直流内阻，直流内阻的计算公式为：
16、
17、式中，δui,k为第i个soh值对应的充电循环下第k个soc处施加脉冲电流后电池电压的变化(即脉冲电流结束前的电压与脉冲电流结束后稳态电压的差)，i为施加的脉冲电流大小。
18、优选地，小样本学习技术的输入为历史直流内阻序列、当前电池的健康状态值、电池的荷电状态范围，输出为在给定电池的荷电状态和当前电池的健康状态值条件下预测的直流内阻值。
19、优选地，所述基于实际工况数据，推算当前充电循环下电池充电至上限电压处的直流内阻，包括以下步骤：
20、在电池实际运行过程中，计算当前充电循环所对应的热力学容量及电池的健康状态值；
21、计算当前充电循环过程中电池直流内阻随电池的荷电状态变化的时间序列；
22、根据得到的直流内阻序列以及直流内阻外推模型，计算电池在当前充电循环中充电至上限电压时的直流内阻。
23、优选地，所述基于热力学容量计算动力学容量，包括以下步骤：
24、计算在当前循环下如果以充电结束前的电流充电至上限截止电压时的开路电压；计算公式为：
25、
26、式中，umax为电池的上限截止电压，i为充电结束前一时刻的充电电流，为电池在当前循环下电池充电至上限电压处的直流内阻；
27、基于开路电压和荷电状态-开路电压曲线，计算在当前循环下如果以电流i充电至上限截止电压时所对应的电池的荷电状态，记为
28、计算当前循环下电流为i所对应的动力学容量，计算公式为：
29、
30、式中，ct为当前循环下电池的热力学容量，为当前循环下电流为i所对应的动力学容量，为以电流i充电至上限截止电压时所对应的soc。
31、一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估系统，用于执行如上文任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤，包括：
32、推演模型获取单元，用于基于电池老化实验数据完成电池充电末期内阻的推演模型；
33、内阻推算单元，用于基于实际工况数据，推算当前充电循环下电池充电至上限电压处的直流内阻；
34、容量计算单元，用于基于热力学容量计算动力学容量。
35、一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上文任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤。
36、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文中任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤。
37、本专利技术提供的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法及组装方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，通过设计实验收集电池在不同soc下的内阻，再通过小样本学习技术实现趋势外推，得到充电到上限截止电压后的电池内阻。然后结合实际工况数据得到动力学容量与热力学容量的差异，最后基于热力学容量更新当前工况下的动力学容量，实现基于运行工况的电池动力学可用剩余容量评估。突出其动态特性在实际应用场景中的重要性，能够更准确地反映电池在瞬时负载变化和环境波动下的性能表现。与传统依赖热力学容量的评估方法不同，本专利技术能够有效考虑电池本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述基于电池老化实验数据完成电池充电末期内阻的推演模型，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述对电池进行老化实验；在电池老化的不同阶段，测量不同电池的荷电状态所对应的电池直流内阻，包括：
4.如权利要求3所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，小样本学习技术的输入为历史直流内阻序列、当前电池的健康状态值、电池的荷电状态范围，输出为在给定电池的荷电状态和当前电池的健康状态值条件下预测的直流内阻值。
5.如权利要求4所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述基于实际工况数据，推算当前充电循环下电池充电至上限电压处的直流内阻，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述基于热力学容量计算动力学容量，包括以下
7.一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估系统，用于执行如权利要求1-6任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述基于电池老化实验数据完成电池充电末期内阻的推演模型，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述对电池进行老化实验；在电池老化的不同阶段，测量不同电池的荷电状态所对应的电池直流内阻，包括：
4.如权利要求3所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，小样本学习技术的输入为历史直流内阻序列、当前电池的健康状态值、电池的荷电状态范围，输出为在给定电池的荷电状态和当前电池的健康状态值条件下预测的直流内阻值。
5.如权利要求4所述的一种面向在线运行工况的电池动力学容量评估方法，其特征在于，所述基于实际工况数据，推算当前充电循环下电池充电至上限电压处的...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁惠施，王姿尧，周奎，李棉刚，史梓男，贡晓旭，林俊，袁国强，
申请(专利权)人：北京西清能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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