CN115629326A - 户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质 - Google Patents

户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质，其中方法包括：对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；获得使用电压和剩余电量的下降幅度；将使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对；当使用电压的下降幅度大于第一阈值，和/或剩余电量的下降幅度大于第二阈值，则记录当前检测时刻；检测与当前检测时刻对应的环境温度；计算参考值C；计算所有计算所得的参考值的平均值；以平均值作为储能电池寿命预测参考量。通过本发明，可对用于户外恶劣环境中的储能电池进行寿命的预测，从而相对的保证储能电池在稳定的状态下进行工作。

Description

户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质。
背景技术
在环境较为艰苦的边境地区，地理环境和气候环境恶劣，昼夜温差大；在上述环境中，所使用的武器平台的电能供给需要依赖于储能电池，储能电池的使用寿命对于上述恶劣环境中电池的更换成本，人员的工作强度，以及武器平台使用的安全性都具有较大影响。
在以往的使用过程中，针对用于武器平台上的储能电池的智能管理往往建立在对于实际使用电压和剩余电量的监测上，针对用于武器平台上的储能电池的寿命并无独立的预测过程，往往根据单次充电后的放电时间进行使用寿命的大致评估。
如何对用于户外恶劣环境中的储能电池进行寿命的预测，从而相对的保证储能电池在稳定的状态下进行工作，是目前需要解决的一项技术问题。
发明内容
本发明提供了一种户外空间内储能电池寿命预测方法、装置、设备及介质，有效解决了背景技术中所指出的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
户外空间内储能电池寿命预测方法，包括：
按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
在相邻的时间间隔内，分别获得储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度；
将所述使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将所述剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对；
当所述使用电压的下降幅度大于所述第一阈值，和/或所述剩余电量的下降幅度大于第二阈值，则记录当前检测时刻tn，n为正整数；
检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn；
根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；
计算所述储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
以所述平均值作为所述储能电池寿命预测参考量。
进一步地，还在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且通过所述风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的所述环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与所述风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度。
进一步地，所述设定时间间隔为5~8min。
进一步地，所述第一阈值和/或所述第二阈值根据所述储能电池所在位置的环境变化而改变。
户外空间内储能电池寿命预测装置，包括：电压检测模块、电量检测模块、计算模块、比较模块、环境温度检测模块和控制模块；
所述电压检测模块和电量检测模块分别按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
所述计算模块分别对相邻的时间间隔内，储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度进行计算；
所述比较模块将所述使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将所述剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对，当所述使用电压的下降幅度大于所述第一阈值，和/或所述剩余电量的下降幅度大于第二阈值，记录当前检测时刻tn，n为正整数；并将所述当前检测时刻tn发送至所述计算模块；
所述环境温度检测模块检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn，且发送至所述计算模块；
所述计算模块还根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；以及，计算所述储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
所述控制模块以所述平均值作为所述储能电池寿命预测参考量。
进一步地，还包括风速检测模块，在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且将检测结果发送至所述计算模块，
所述计算模块通过所述风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的所述环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与所述风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度。
进一步地，所述电压检测模块和电量检测模块执行检测工作的设定时间间隔为5~8min。
进一步地，所述比较模块中所存储的第一阈值和/或所述第二阈值根据所述储能电池所在位置的环境变化而改变。
一种计算机设备，包括：处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的户外空间内储能电池寿命预测方法。
一种计算机存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的户外空间内储能电池寿命预测方法。
通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：
本发明中提出了基于电池的使用电压和剩余电量的储能电池自身情况，以及环境温度和风速等外在因素而综合进行储能电池寿命预测的方法，该方法的提出为储能电池的寿命预测提出了具体且综合的参考量，从而可在多种因素的影响下，更加客观的且实时性的对用于户外恶劣环境中的储能电池进行寿命的预测，从而相对的保证储能电池在稳定的状态下进行工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为户外空间内储能电池寿命预测方法的流程图；
图2为当前检测时刻tn和对应的环境温度Tn在坐标系中对应的示意图；
图3为户外空间内储能电池寿命预测装置的框架图；
图4为图3中户外空间内储能电池寿命预测装置的优化框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
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。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图1所示，户外空间内储能电池寿命预测方法，包括以下步骤：
S01：按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
使用电压和剩余电量的检测可采用常规的技术来实现，其中，检测结果还可通过可视化的屏幕进行显示，以供使用者在对储能电池进行检查的过程中可准确评估其当前的情况；
S02：在相邻的时间间隔内，分别获得储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度；
该过程是本发明中对于储能电池使用过程中的异常情况进行识别的过程，且此种识别是随时间推进而进行的，通过当前临近两次时间间隔中所采集的使用电压和剩余电量计算下降幅度，反应的即为当前的实施情况；
S03：将使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对；
通过本步骤中比对的过程，可使得下降幅度是否正常获得评价的基准；比较完成后，执行以下步骤；
S04：当使用电压的下降幅度大于第一阈值，和/或剩余电量的下降幅度大于第二阈值，则记录当前检测时刻tn，n为正整数；
上述结果分别表明了使用电压的下降幅度和剩余电量的下降幅度异常的情况，此种异常情况可从一定程度上反映出储能电池的使用寿命已经受到了不同程度的影响，即，其可能难以按照设定的使用寿命来完成工作；而本发明中，对于上述异常进行标定的方式即为记录当前检测时刻tn，以时刻的标定来参与后续的预测过程；
S05：检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn；
通过环境温度Tn的检测，使得储能电池寿命预测的过程中，更为关键的环境温度参与进来，此种情况下通过参数的多样化，可进一步的提高预测的全面性和准确性；
S06：根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；
如图2所示，当n=1时，C为虚线线段t1T1和t2T2线段长度的平均值，与坐标横轴上线段t1t2的长度比，在一定程度上反应的为区域t1T1T2t2的高宽比；同样地，当n=2时，C为虚线线段t2T2和t3T3线段长度的平均值，与坐标横轴上线段t2t3的长度比，在一定程度上反应的为区域t2T2T3t3的高宽比；
具体地，当上述高宽比较大，即C值较大时，若温度较高，则可在一定程度上反应相对的高温度下，电池出现了频率较高的异常情况，此种情况可在一定程度上反应出储能电池已经在一定程度上受到了寿命的影响，因为往往环境温度处于夏季的较高温度时，储能电池应该会较低温下具有更好的表现，或者，当温度并不高，而仅仅由于异常情况出现的频率过高而使得C值增大，也同样说明储能电池的寿命受到了影响；
而当上述高宽比较小，即C值较小时，若温度较低，电池仍然能够保持相对低的异常情况出现率，此种情况显然表明储能电池仍然具有较好的工作表现，或者此时温度较高，而仅仅由于异常情况出现的频率过低而使得横轴的线段延长，那么此时也表明储能电池具有较长的使用寿命；
在图2中还展示了检测时刻ta、tb和tc，上述各个时刻进行了检测，当时并没有出现下降幅度过大的情况；因为在检测的过程中，环境情况是可能发生一定的变化的，因此为了保证预测的准确性，执行以下步骤：
S07：计算储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
当然上述平均值也可能为单一的数值，或者两个数值的平均值，或者三个数值的平均值；平均值的计算必然会使得对于储能电池状态的反应更加客观且准确，排除了特殊情况下的影响因素；另外，本发明中，选择检测时间段为单次连续使用的时间，此种方式可保证的是电池的检测过程是相对稳定的，若使用是针对储能电池而间断进行的，那么预测的结果会受到电池因初始放电和稳定工作后所存在的一定差异而受到影响；
S08：以平均值作为储能电池寿命预测参考量；
本发明中并不对平均值作为参考量的具体用法进行限定，其中，具体的用法可包括直接进行评价，或者参与到现有的计算模型中，作为模型中的其中一项参数。
在野外环境中，还有一个较为重要的环境因素即为风速，当风速较大时，即便环境温度较高，仍然能够使得储能电池的热量散发会较快，而当风速较小时，即便环境温度较低，储能电池附近仍然会因为热量的聚集而因此局部得到高温；综上所述，为了进一步提高预测结果的准确性，作为上述实施例的优选，还在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且通过风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度；在具体实施的过程中，优选0.5≤β≤1，使得环境温度被修订的范围被限定，其中，无风的情况下，β=1。
本发明中，对环境中的风速进行考虑，原因在于储能电池所处的环境较为空旷，因此风速的变化幅度和影响均会较人员密集区更大，此种优化方式使得环境中各项因素的影响也获得更加综合的评价。
其中，在具体的检测过程中，优选设定时间间隔为5~8min，在该段时间内，一方面能够正常的反应储能电池的使用电压和剩余电量的变化情况，另一方面可在一定程度上保证具有足够的数据量。
在具体实施的过程中，第一阈值和第二阈值为下降幅度是否正常而获得评价的基准，当该项标准为设定不变的时，则会伴随环境的改变而有失其客观性，为了避免此问题，第一阈值和/或第二阈值根据储能电池所在位置的环境变化而改变；作为优选的，随环境的变化可以具体为，随月份的变化而改变第一阈值和第二阈值，或者，根据季度的变化而改变第二阈值和第二阈值，或者更为简单的，根据环境温度的检测结果而酌情考虑对于第一阈值和第二阈值的改变。
本发明中提出了基于电池的使用电压和剩余电量的储能电池自身情况，以及环境温度和风速等外在因素而综合进行储能电池寿命预测的方法，该方法的提出为储能电池的寿命预测提出了具体且综合的参考量，从而可在多种因素的影响下，更加客观的且实时性的对用于户外恶劣环境中的储能电池进行寿命的预测，相对的保证储能电池在稳定的状态下进行工作。
实施例二
如图3所示，户外空间内储能电池寿命预测装置，包括：电压检测模块、电量检测模块、计算模块、比较模块、环境温度检测模块和控制模块；
电压检测模块和电量检测模块分别按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
计算模块分别对相邻的时间间隔内，储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度进行计算；
比较模块将使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对，当使用电压的下降幅度大于第一阈值，和/或剩余电量的下降幅度大于第二阈值，记录当前检测时刻tn，n为正整数；并将当前检测时刻tn发送至计算模块；
环境温度检测模块检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn，且发送至计算模块；
计算模块还根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；以及，计算储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
控制模块以平均值作为储能电池寿命预测参考量。
图中以储能电池安装在武器平台上为例，各个模块之间的连接关系可实现如实施一中所述的预测方法，本发明中的上述预测装置能够实现的技术效果与上述实施例中相同，此处也不再赘述。
作为本实施例的优选，如图4所示，还包括风速检测模块，在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且将检测结果发送至计算模块，而计算模块通过风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度。
同样地，通过风速检测模块的使用，可使得预测装置的预测结果通过参数的多样化而更加客观及准确。
出于与上述实施例中相同的技术目的，电压检测模块和电量检测模块执行检测工作的设定时间间隔为5~8min。以及，比较模块中所存储的第一阈值和/或第二阈值根据储能电池所在位置的环境变化而改变。
实施例三
一种计算机设备，包括：处理器，处理器执行计算机程序时实现如下所述的户外空间内储能电池寿命预测方法：
S01：按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
S02：在相邻的时间间隔内，分别获得储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度；
S03：将使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对；
S04：当使用电压的下降幅度大于第一阈值，和/或剩余电量的下降幅度大于第二阈值，则记录当前检测时刻tn，n为正整数；
S05：检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn；
S06：根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；
S07：计算储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
S08：以平均值作为储能电池寿命预测参考量。
实施例四
一种计算机存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如实施例三中所述的户外空间内储能电池寿命预测方法。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.户外空间内储能电池寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
在相邻的时间间隔内，分别获得储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度；
将所述使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将所述剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对；
当所述使用电压的下降幅度大于所述第一阈值，和/或所述剩余电量的下降幅度大于第二阈值，则记录当前检测时刻tn，n为正整数；
检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn；
根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；
计算所述储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
以所述平均值作为所述储能电池寿命预测参考量。
2.根据权利要求1所述的户外空间内储能电池寿命预测方法，其特征在于，还在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且通过所述风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的所述环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与所述风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度。
3.根据权利要求1或2所述的户外空间内储能电池寿命预测方法，其特征在于，所述设定时间间隔为5~8min。
4.根据权利要求1或2所述的户外空间内储能电池寿命预测方法，其特征在于，所述第一阈值和/或所述第二阈值根据所述储能电池所在位置的环境变化而改变。
5.户外空间内储能电池寿命预测装置，其特征在于，包括：电压检测模块、电量检测模块、计算模块、比较模块、环境温度检测模块和控制模块；
所述电压检测模块和电量检测模块分别按照设定时间间隔对储能电池的使用电压和对应的剩余电量进行同步检测；
所述计算模块分别对相邻的时间间隔内，储能电池使用电压和剩余电量的下降幅度进行计算；
所述比较模块将所述使用电压的下降幅度与第一阈值进行比对，以及，将所述剩余电量的下降幅度与第二阈值进行比对，当所述使用电压的下降幅度大于所述第一阈值，和/或所述剩余电量的下降幅度大于第二阈值，记录当前检测时刻tn，n为正整数；并将所述当前检测时刻tn发送至所述计算模块；
所述环境温度检测模块检测与当前检测时刻tn对应的环境温度Tn，且发送至所述计算模块；
所述计算模块还根据以下公式计算参考值C：C=0.5*（Tn+Tn+1）/(tn+1-tn)；以及，计算所述储能电池在单次连续使用的设定时间段内，所有计算所得的参考值的平均值；
所述控制模块以所述平均值作为所述储能电池寿命预测参考量。
6.根据权利要求5所述的户外空间内储能电池寿命预测装置，其特征在于，还包括风速检测模块，在环境温度Tn的检测位置，对与当前检测时刻tn对应的风速V进行检测，且将检测结果发送至所述计算模块，
所述计算模块通过所述风速V对环境温度Tn进行修订，且以修订后的所述环境温度进行参考值C的计算：
Tn修=β*Tn
其中，β为修订系数，与所述风速V负相关；Tn修为修订后的环境温度。
7.根据权利要求5或6所述的户外空间内储能电池寿命预测装置，其特征在于，所述电压检测模块和电量检测模块执行检测工作的设定时间间隔为5~8min。
8.根据权利要求5或6所述的户外空间内储能电池寿命预测装置，其特征在于，所述比较模块中所存储的第一阈值和/或所述第二阈值根据所述储能电池所在位置的环境变化而改变。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~4任一项所述的户外空间内储能电池寿命预测方法。
10.一种计算机存储介质，其存储有计算机程序，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1~4任一项所述的户外空间内储能电池寿命预测方法。
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