CN114264965A - 电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质 - Google Patents

Abstract

本实施例提供一种电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质，应用于放电过程，属于故障诊断技术领域。所述方法包括：获取一次放电过程的放电数据，所述放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。通过对上传至云端的电池放电过程的放电数据进行分析，能够实时进行电池短路故障诊断和预警。

Description

电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质

技术领域

本发明涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质。

背景技术

相关技术中，通过单体电池压差进行电池短路故障诊断和预警的方法，容易受电流、温度和采样的影响而导致误报。为了降低误报，预警阈值一般都设置的较高，只有在单体电池因短路导致的压差非常大时才会预警，导致故障诊断产生延迟。此外，通过单体电池的SOC进行电池短路故障诊断和预警的方法，该方法需要知道电池的OCV-SOC曲线，且对电压电流数据的采样同步性和采样频率要求较高，计算复杂且容易受单体电池容量一致性的影响而出现误报。

发明内容

本公开实施例的主要目的在于提出一种电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质，应用于放电过程，能够对上传至云端的电池放电过程数据进行实时分析，并进行电池短路故障诊断和预警。

为实现上述目的，本公开实施例的第一方面提出了一种电池短路故障预警信息生成方法，应用于放电过程，包括：

获取一次放电过程的放电数据，所述放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；

根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；

根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。

在一些实施例，所述根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，包括：

根据所述数据采样点处的放电电流、所述数据采样点处的所述电压，计算得到所述单体电池在所述数据采样点的第一开路电压、所述平均电池在所述数据采样点的第二开路电压；

根据所述第一开路电压、所述第二开路电压，计算得到所述单体电池在所述数据采样点的开路电压差异值。

在一些实施例，所述第一开路电压、所述第二开路电压利用扩展卡尔曼滤波或递归最小二乘法计算得到。

在一些实施例，所述根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵，包括：

将所述单体电池的使用电压区间划分为至少两个子区间，所述使用电压区间为放电截止电压到充电截止电压的区间；

根据平均电池在每一所述数据采样点的开路电压值，将每一所述数据采样点分类到多个所述子区间；

根据所述单体电池在所述子区间的所述数据采样点的开路电压差异值，计算得到所述单体电池在所述子区间的开路电压差异特征值；

根据所述单体电池在所述子区间的开路电压差异特征值，计算得到所述开路电压差异特征值矩阵。

在一些实施例，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息，包括：

获取开路电压差异特征值基准矩阵；

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵生成所述电池短路故障预警信息。

在一些实施例，所述电池短路故障预警信息包括第一故障预警信息，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵生成所述电池短路故障预警信息，包括：

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵得到第一检验结果；所述第一检验结果包括对应位置的元素都不为空值；

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵得到第二检验结果；所述第二检验结果包括对应位置的元素差值小于预设阈值；

根据所述第一检验结果、所述第二检验结果生成第一故障预警信息。

在一些实施例，所述电池短路故障预警信息包括第二故障预警信息，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息，包括：

根据所述开路电压差异特征值矩阵，计算得到开路电压差异特征值长期演变矩阵；

根据所述开路电压差异特征值长期演变矩阵，计算得到所述单体电池开路电压差异特征值的演变速度；

根据所述演变速度，生成所述第二故障预警信息。

本公开实施例的第二方面提出了一种电池短路故障预警信息生成装置，应用于放电过程，包括：

第一获取模块，用于获取一次放电过程的放电数据，所述放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；

第一计算模块，用于根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

第二计算模块，用于根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；

故障预警信息生成模块，用于根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。

本公开实施例的第三方面提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有程序，所述程序被所述处理器执行时所述处理器用于执行如本申请第一方面实施例任一项所述的方法。

本公开实施例的第四方面提出了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储有计算机程序，在所述计算机程序被计算机执行时，所述计算机用于执行如本申请第一方面实施例任一项所述的方法。

本公开实施例提出的电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质，应用于放电过程，通过获取一次放电过程的放电数据，该放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压，根据采样时间对放电数据进行采样以得到至少两个数据采样点，根据放电电流和单体电池的电压计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，并根据该开路电压差异值计算开路电压差异特征值矩阵，通过开路电压差异特征值矩阵生成放电过程中的电池短路故障预警信息，能够根据电池放电过程的放电数据对电池进行短路故障诊断和预警。

附图说明

图1是本公开实施例提供的电池短路故障预警信息生成方法的第一流程图；

图2是图1中的步骤S120的流程图；

图3是图1中的步骤S130的流程图；

图4是图1中的步骤S140的第一流程图；

图5是图4中的步骤S420的流程图；

图6是图1中的步骤S140的第二流程图；

图7是本公开实施例提供的电池短路故障预警信息生成方法的第二流程图；

图8是本公开实施例提供的电池短路故障预警信息生成方法的第三流程图；

图9是本公开实施例提供的电池短路故障预警信息生成装置的模块结构图；

图10是本公开实施例提供的计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

目前，基于电池放电数据进行短路故障诊断和预警的方法，一般是通过单体电压的压差来判断是否发生故障并预警，若单体电池的压差或压差变化速率超过一个预先设置的阈值，则对该单体电池进行预警。此外，还有方法通过电池系统放电过程中各单体电池的SOC值来进行故障诊断并预警，该方法首先利用电池系统放电过程的放电数据实时辨识各单体电池的SOC值，然后通过SOC值进一步计算各单体电池间的SOC差异，或者直接辨识各单体电池相对于平均电池的SOC差异。若SOC差异或SOC差异随时间的变化速度超过预先设置的阈值时，则对该单体电池进行预警。SOC(State of Charge)，指荷电状态，表示电池的剩余容量与电池完全充满状态的容量的比值，其取值范围为[0,1]。当SOC取值为0，表示电池完全放电。当SOC取值为1，表示电池完全充满。但是，通过单体电压的压差进行故障预警判断的方法，受充电电流、温度和采样时间的影响较大，容易产生误报，且为了降低误报，阈值一般都设置的较高，只有在压差非常大时才会认为电池发生短路故障并预警，故障识别存在一定的延迟。而通过各单体电池的SOC值进行故障预警判断的方法，需要知道各单体电池的OCV-SOC曲线，且对各单体电池的电压、放电电流等数据的采样同步性和采集频率要求较高，即高于GB-32960标准规定的每10s上传1条数据，计算较为复杂，需要的计算资源较高，且各单体电池间SOC差异的变化受单体电池容量一致性的影响，而出现误报。

基于此，本公开实施例的主要目的在于提出一种电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质，应用于放电过程，通过放电过程中各单体电池的开路电压差异值进行电池短路故障诊断，能够实时进行电池短路故障分析和预警。

本公开实施例提供的电池短路故障预警信息生成方法和装置、设备、介质，具体通过如下实施例进行说明，首先描述本公开实施例中的电池短路故障预警信息生成方法。

参照图1，根据本公开实施例第一方面实施例的电池短路故障预警信息生成方法，包括但不限于步骤S110至步骤S140。

S110，获取一次放电过程的放电数据，放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；

S120，根据放电电流和单体电池的电压，计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

S130，根据每一单体电池在每一数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；

S140，根据开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。

在步骤S110中，放电数据可以是车辆按照GB32960标准上传至云端平台的车辆电池系统的放电数据，该电池系统包括多个串联的单体电池。GB32960标准，即电动汽车远程服务与管理系统技术规范。一次放电过程的放电数据是指从一次停车充电结束到下一次停车充电开始的一个完整的行车放电数据。一次放电过程的放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压，该放电电流和电压均随放电时间而变化。

在步骤S120中，首先根据采样时间对放电数据进行采样，以得到至少两个数据采样点，然后根据放电电流和单体电池的电压，计算单体电池相比于平均电池在数据采样点的开路电压差异值。其中，平均电池是多个单体电池的集中表示；开路电压差异值(Difference of Open Circuit Voltage，dOCV)，即单体电池的开路电压值与平均电池的开路电压值之差；开路电压值(Open Circuit Voltage，OCV)，即电池在开路状态下的端电压。通过计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，可以实时辨识各串联单体电池之间的开路电压差异。

在步骤S130和步骤S140中，采用单体电池的开路电压差异值近似表征单体电池的SOC差异值，排除了电流和温度的影响，可及时识别出开路电压差异急剧增长和开路电压差异缓慢增长的单体电池并进行预警，能够对上传至云端的所有放电数据进行实时分析，具有较强的时效性，可以尽早发现问题，解决了云端无法利用放电数据直接辨识各单体电池之间的SOC差异的难题，且不需要电池OCV-SOC曲线的支撑，降低了计算复杂度和对计算资源的需求。

在一些实施例中，如图2所示，步骤S120具体包括步骤：

S210，根据数据采样点处的放电电流、数据采样点处的电压，计算得到单体电池在数据采样点的第一开路电压、平均电池在数据采样点的第二开路电压；

S220，根据第一开路电压、第二开路电压，计算得到单体电池在数据采样点的开路电压差异值。

在步骤S210中，获取本次放电过程中每一数据采样点处的放电电流，以生成放电电流序列{I_k}，获取本次放电过程中每一单体电池在每一数据采样点处的电压，以生成单体电池的电压序列{V_k,i},其中k≤m,i≤n，m为采样点的个数，n为电池系统中单体电池的个数，V_k,i表示第i个单体电池在第k个数据采样点处的电压。根据本次放电过程的电压序列{V_k,i}，计算本次放电过程的平均电池在每一数据采样点处的电压。例如，根据所有单体电池在第j个数据采样点的电压序列{V_k,i}，其中k＝j，将该电压序列的平均值或中位数，作为平均电池在第j个数据采样点处的电压V_j,ave。根据平均电池在每一数据采样点处的电压，生成平均电池的电压序列{V_k,ave}。需要说明的是，本公开实施例不对m和n的具体取值作限定，本领域技术人员可根据实际需要设置电池系统中单体电池的数量即m和采样时间。

令单体电池在数据采样点处的内阻表示为R_k,i，根据数据采样点处的放电电流I_k、单体电池在数据采样点处的电压V_k,i、单体电池在数据采样点处的内阻R_k,i，来建立第一Rint等效电路模型，即OCV_k,i＝V_k,i+I_kR_k,i。基于第一Rint等效电路模型，利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter，EKF)或递归最小二乘法计算第一开路电压和单体电池的内阻，即以本次放电过程的单体电池电压序列{V_k,i}和放电电流序列{I_k}为输入，计算输出每一单体电池在每一数据采样点处的开路电压OCV_k,i和每一单体电池在每一数据采样点处的内阻R_k,i。

令平均电池在数据采样点处的内阻表示为R_k,ave，根据数据采样点处的放电电流I_k、平均电池在数据采样点处的电压V_k,ave、平均电池在数据采样点处的内阻R_k,ave，来建立第二Rint等效电路模型，即OCV_k,ave＝V_k,ave+I_kR_k,ave。基于第二Rint等效电路模型，利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter，EKF)或递归最小二乘法计算第二开路电压和平均电池的内阻，即以本次放电过程的平均电池电压序列{V_k,ave}和放电电流序列{I_k}为输入，计算输出每一平均电池在每一数据采样点处的开路电压OCV_k,ave和每一平均电池在每一数据采样点处的内阻R_k,ave。

在步骤S220中，将单体电池在数据采样点的第一开路电压与平均电池在该数据采样点的第二开路电压的差值，作为该单体电池在该数据采样点的开路电压差异值。

在一些实施例中，如图3所示，步骤S130具体包括步骤：

S310，将单体电压的使用电压区间划分为至少两个子区间，使用电压区间为放电截止电压到充电截止电压的区间；

S320，根据平均电池在每一数据采样点的开路电压值，将每一数据采样点分类到多个子区间；

S330，根据单体电池在子区间的数据采样点的开路电压差异值，计算得到单体电池在子区间的开路电压差异特征值；

S340，根据单体电池在子区间的开路电压差异特征值，计算得到开路电压差异特征值矩阵。

在步骤S310中，单体电池的使用电压区间为电池厂家规定的放电截止电压到充电截止电压。按照等间隔将该使用电压区间划分为多个子区间。

在步骤S320中，根据平均电池在数据采样点的开路电压值所处的子区间，将该数据采样点分类到该子区间，直到所有的数据采样点均被分类至正确的子区间内。根据平均电池在各数据采样点的开路电压值哪一个电压子区间，该数据采样点也位于这一子区间，例如，令子区间的数量为n，将子区间按照放电截止电压到充电截止电压的顺序即按照使用电压区间的顺序编号为1至n，若平均电池在第k个数据采样点的开路电压值OCV_k,ave处于第4个子区间，则将第k个数据采样点分类到第4个子区间。

在步骤S330中，根据某一单体电池在同一子区间的数据采样点的开路电压差异值，计算得到某一单体电池在该子区间上的平均开路电压差异值，将该平均开路电压差异值作为单体电池在该子区间的开路电压差异特征值。在分属于每一子区间的所有数据采样点上，统计各个单体电池对应的开路电压差异值的平均值，计算每一单体电池在每一子区间上的开路电压差异特征值。

在步骤S340中，将每一单体电池在每一子区间上的开路电压差异特征值存储到矩阵中，以生成开路电压差异特征值矩阵，该矩阵的每一行表示一个电压子区间，每一列表示一个单体电池，则矩阵中的一个元素表示某一单体电池在某一电压子区间的开路电压差异特征值。若本次放电过程中没有任何一个数据采样点落在某一个电压子区间上，则该矩阵对应的该电压子区间的行取空值。

在一些实施例中，如图4所示，步骤S140具体包括步骤：

S410，获取开路电压差异特征值基准矩阵；

S420，根据开路电压差异特征值矩阵、开路电压差异特征值基准矩阵生成电池短路故障预警信息。

在步骤S410中，本次放电过程的开路电压差异特征值基准矩阵是根据前一次放电过程的开路电压差异特征值矩阵计算得到的，即将前一次放电过程的开路电压差异特征值矩阵中所有不为空值的元素替代原有开路电压差异特征值基准矩阵来更新开路电压差异特征值基准矩阵，并将本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵存储，用于后一次放电过程的开路电压差异特征值基准矩阵的更新。本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵是通过清空上次放电过程的开路电压差异特征值矩阵来进行存储的。

需要说明的是，在第一次放电过程中不进行电池短路故障预警分析，仅将本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵存储，作为后一次放电过程的开路电压差异特征值基准矩阵。第二次放电过程及以后的放电过程都需要进行预警判断，只有第一次放电过程不进行预警判断。

在步骤S420中，将开路电压差异特征值矩阵的每个元素与开路电压差异特征值基准矩阵对应的元素进行比对，根据比对结果生成电池短路故障预警信息。

在一些实施例中，如图5所示，电池短路故障预警信息包括第一故障预警信息，步骤S420具体包括步骤：

S510，根据开路电压差异特征值矩阵、开路电压差异特征值基准矩阵得到第一检验结果；第一检验结果包括对应位置的元素都不为空值；

S520，根据开路电压差异特征值矩阵、开路电压差异特征值基准矩阵得到第二检验结果；第二检验结果包括对应位置的元素差值小于预设阈值；

S530，根据第一检验结果、第二检验结果生成第一故障预警信息。

在步骤S510中，若开路电压差异特征值矩阵存在元素不为空值，且开路电压差异特征值基准矩阵相同位置的元素也不为空值，则第一检验结果为成功。

在步骤S520中，若第一检验结果为成功，则计算开路电压差异特征值矩阵涉及的元素与开路电压差异特征值基准矩阵涉及的对应元素的差值，若该差值小于预设阈值，则第二检验结果为成功。

在步骤S530中，根据第一检验结果、第二检验结果生成第一故障预警信息，即根据连续两次放电过程的开路电压差异特征值的突变值，生成第一故障预警信息。若第一检验结果、第二检验结果均成功，则生成第一故障预警信息。第一故障预警信息表示电池发生严重短路路障，此时开路电压差异特征值矩阵的该元素所处列对应的单体电池预警，第一故障预警信息标识为warning_flag1。

需要说明的是，若一单体电池在连续M₁次放电过程中都出现了warning_flag1，则认为是一个有效预警。其中，M₁≥1，本公开实施例对M₁的取值不做限定，本领域技术人员可根据实际需要设置。通过连续多次放电过程的第一故障报警信息来判断有效预警，能够减少误报。

在一些实施例中，如图6所示，电池短路故障预警信息包括第二故障预警信息，步骤S140具体包括步骤：

S610，根据开路电压差异特征值矩阵，计算得到开路电压差异特征值长期演变矩阵；

S620，根据开路电压差异特征值长期演变矩阵，计算得到单体电池开路电压差异特征值的演变速度；

S630，根据演变速度，生成第二故障预警信息。

在步骤S610中，随机选择并固定一个位于高端的电压子区间，若本次放电过程中该子区间在开路电压差异特征值矩阵中对应行的元素不为空值，则把该行元素的取值加入开路电压差异特征值长期演变矩阵中最新的一行，并把本次放电过程的起始时间存储在一个时间序列中。该位于高端的电压子区间是指该区间端点值接近放电截止电压。

在步骤S620中，当开路电压差异特征值长期演变矩阵的行数大于预先设置的行数参考值N，获取每一单体电池在开路电压差异特征值长期演变矩阵中对应列的最后N行元素和对应的时间序列，通过将该最后N行元素和该时间序列进行线性最小二乘法算法拟合，以得到该单体电池的开路电压差异值随时间的演变速度，即根据单体电池连续N次放电过程的开路电压差异值和对应的N次放电过程的起始时间，计算得到单体电池的演变速度。

需要说明的是，当开路电压差异特征值长期演变矩阵的行数小于或等于预先设置的行数参考值N时，则不执行步骤S610至S630。

在步骤S630中，根据连续多次放电过程的开路电压差异值的演变速度，以生成第二故障预警信息。若演变速度超过预先设置的演变速度阈值，则生成第二故障预警信息。第二故障预警信息表示电池发生微短路故障，此时对该电池进行预警，第二故障预警信息标识为warning_flag2。

需要说明的是，若一单体电池在连续M₂次放电过程中都出现了warning_flag2，则认为是一个有效预警。其中，M₂≥1，本公开实施例对M₂的取值不做限定，本领域技术人员可根据实际需要设置。通过连续多次放电过程的第二故障报警信息来判断有效预警，能够减少误报。

在一些实施例中，如图7所示，在实际生活中，电池短路故障预警信息生成方法包括但不限于步骤S7010至S7100。

S7010，判断车辆是否处于行车放电过程，若判断结果为是，则执行步骤S7020至S7100，若判断结果为否，则继续执行步骤S7010；

S7020，识别一个完整的行车放电过程数据段；

S7030，根据行车放电过程数据段，计算各个单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

S7040，根据每一单体电池的开路电压差异值，计算本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵；

S7050，调用开路电压差异特征值基准矩阵；

S7060，根据开路电压差异特征值矩阵、开路电压差异特征值基准矩阵进行电池严重短路故障预警；

S7070，根据本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵更新开路电压差异特征值基准矩阵；

S7080，在S7040后，根据开路电压差异特征值矩阵更新开路电压差异特征值长期演变矩阵；

S7090，根据开路电压差异特征值长期演变矩阵进行电池微短路故障预警；

S7100，识别下一次行车放电过程。

在一些实施例中，如图8所示，在实际生活中，电池短路故障预警信息生成方法包括但不限于步骤S8010至S8120。

S8010，判断车辆是否处于行车放电过程，若判断结果为是，则执行步骤S8020至S8120，若判断结果为否，则继续执行步骤S8010；

S8020，识别一个完整的行车放电过程数据段；

S8030，计算本次放电过程中单体电池相比于平均电池的开路电压差异值；

S8040，根据开路电压差异值，计算本次放电过程的开路电压差异特征值矩阵；

S8050，调用开路电压差异特征值基准矩阵；

S8060，根据开路电压差异特征值矩阵、开路电压差异特征值基准矩阵进行电池严重短路故障预警；

S8070，根据开路电压差异特征值矩阵更新开路电压差异特征值基准矩阵；

S8080，在步骤S8030后，判断本次放电过程是否满足开路电压差异特征值长期演变矩阵更新条件；若判断结果为是，则执行S8090；若判断结果为否，则执行S8120；

S8090，根据开路电压差异特征值矩阵更新开路电压差异特征值长期演变矩阵；

S8100，判断开路电压差异特征值长期演变矩阵的行数是否满足预警分析条件；若判断结果为是，则执行S8110；若判断结果为否，则执行S8120；

S8110，根据开路电压差异特征值长期演变矩阵，进行电池微短路故障预警；

S8120，识别下一次行车放电过程。

根据行车放电数据进行电池短路故障预警，可以及时发现车载动力电池系统是否有单体电池的电压相比于其余电池出现了大幅度的异常突降现象，从而及时识别是否有单体电池出现了较为严重的短路故障并给出故障电池的精准定位；也可以发现是否有单体电池的电压相比于其余电池出现了长期的趋势性缓慢降低现象，从而及时识别是否有单体电池出现了微短路或者自放电偏高故障并给出故障电池的精准定位。通过识别单体电池短路故障并给出安全预警信息，指导厂家尽早对故障电池进行更换处理，可以预防新能源汽车电池热失控事故的发生，提高车辆使用安全。

本公开实施例提出的电池短路故障预警信息生成方法，应用于放电过程，通过获取一次放电过程的放电数据，该放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压，根据采样时间对放电数据进行采样以得到至少两个数据采样点，根据放电电流和单体电池的电压计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，并根据该开路电压差异值计算开路电压差异特征值矩阵，通过开路电压差异特征值矩阵生成放电过程中的电池短路故障预警信息，能够实时进行电池短路故障诊断和预警，不但解决了云端无法利用放电过程数据直接辨识各单体电池之间SOC差异的难题，且不需要电池OCV-SOC曲线的支撑，降低了计算复杂度和资源需求，而且解决了目前云端通过压差进行短路故障诊断时易受放电电流、温度和采样的影响而导致的高误报率问题。

本公开实施例还提供一种电池短路故障预警信息生成装置，应用于放电过程，如图9所示，可以实现上述电池短路故障预警信息生成方法，该装置包括：第一获取模块910、第一计算模块920、第二计算模块930和故障预警信息生成模块940，其中第一获取模块910用于获取一次放电过程的放电数据，放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；第一计算模块920用于根据放电电流和单体电池的电压，计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；第二计算模块930用于根据每一单体电池在每一数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；故障预警信息生成模块940用于根据开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。本公开实施例的电池短路故障预警信息生成装置用于执行上述实施例中的电池短路故障预警信息生成方法，其具体处理过程与上述实施例中的电池短路故障预警信息生成方法相同，此处不再一一赘述。

本公开实施例提出的电池短路故障预警信息生成装置，通过实现上述电池短路故障预警信息生成方法，能够获取一次放电过程的放电数据，该放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压，根据采样时间对放电数据进行采样以得到至少两个数据采样点，根据放电电流和单体电池的电压计算每一单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，并根据该开路电压差异值计算开路电压差异特征值矩阵，通过开路电压差异特征值矩阵生成放电过程中的电池短路故障预警信息，能够实时进行电池短路故障诊断和预警，不但解决了云端无法利用放电过程数据直接辨识各单体电池之间SOC差异的难题，且不需要电池OCV-SOC曲线的支撑，降低了计算复杂度和资源需求，而且解决了目前云端通过压差进行短路故障诊断时易受放电电流、温度和采样的影响而导致的高误报率问题。

本公开实施例还提供了一种计算机设备，包括：

至少一个处理器，以及，

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行指令时实现如本申请第一方面实施例中任一项的方法。

下面结合图10对计算机设备的硬件结构进行详细说明。该计算机设备包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。

处理器1010，可以采用通用的CPU(Central Processin Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本公开实施例所提供的技术方案；

存储器1020，可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、静态存储设备、动态存储设备或者RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行本公开实施例的电池短路故障预警信息生成方法；

输入/输出接口1030，用于实现信息输入及输出；

通信接口1040，用于实现本设备与其他设备的通信交互，可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信；和

总线1050，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息；

其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

本公开实施例还提供一种存储介质，该存储介质是计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行本公开实施例的电池短路故障预警信息生成方法。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本公开实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本公开实施例的技术方案，并不构成对于本公开实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本公开实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域技术人员可以理解的是，图1至图8中示出的技术方案并不构成对本公开实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的步骤，或者组合某些步骤，或者不同的步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括多指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。

以上参照附图说明了本公开实施例的优选实施例，并非因此局限本公开实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本公开实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本公开实施例的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种电池短路故障预警信息生成方法，应用于放电过程，其特征在于，包括：

获取一次放电过程的放电数据，所述放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；

根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；

根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值，包括：

根据所述数据采样点处的放电电流、所述数据采样点处的所述电压，计算得到所述单体电池在所述数据采样点的第一开路电压、所述平均电池在所述数据采样点的第二开路电压；

根据所述第一开路电压、所述第二开路电压，计算得到所述单体电池在所述数据采样点的开路电压差异值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一开路电压、所述第二开路电压利用扩展卡尔曼滤波或递归最小二乘法计算得到。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵，包括：

将所述单体电压的使用电压区间划分为至少两个子区间，所述使用电压区间为放电截止电压到充电截止电压的区间；

根据平均电池在每一所述数据采样点的开路电压值，将每一所述数据采样点分类到多个所述子区间；

根据所述单体电池在所述子区间的所述数据采样点的开路电压差异值，计算得到所述单体电池在所述子区间的开路电压差异特征值；

根据所述单体电池在所述子区间的开路电压差异特征值，计算得到所述开路电压差异特征值矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息，包括：

获取开路电压差异特征值基准矩阵；

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵生成所述电池短路故障预警信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，电池短路故障预警信息包括第一故障预警信息，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵生成所述电池短路故障预警信息，包括：

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵得到第一检验结果；所述第一检验结果包括对应位置的元素都不为空值；

根据所述开路电压差异特征值矩阵、所述开路电压差异特征值基准矩阵得到第二检验结果；所述第二检验结果包括对应位置的元素差值小于预设阈值；

根据所述第一检验结果、所述第二检验结果生成第一故障预警信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池短路故障预警信息包括第二故障预警信息，所述根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息，包括：

根据所述开路电压差异特征值矩阵，计算得到开路电压差异特征值长期演变矩阵；

根据所述开路电压差异特征值长期演变矩阵，计算得到所述单体电池开路电压差异特征值的演变速度；

根据所述演变速度，生成所述第二故障预警信息。

8.一种故障预警信息生成装置，应用于放电过程，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取一次放电过程的放电数据，所述放电数据包括采样时间、放电电流和至少两个单体电池的电压；

第一计算模块，用于根据所述放电电流和所述单体电池的电压，计算每一所述单体电池相比于平均电池在每一数据采样点的开路电压差异值；

第二计算模块，用于根据每一所述单体电池在每一所述数据采样点的开路电压差异值，计算开路电压差异特征值矩阵；

故障预警信息生成模块，用于根据所述开路电压差异特征值矩阵，生成放电过程中的电池短路故障预警信息。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有程序，所述程序被所述处理器执行时所述处理器用于执行：

如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储有计算机程序，在所述计算机程序被计算机执行时，所述计算机用于执行：

如权利要求1至7中任一项所述的方法。

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