CN115799690B - 一种储能设备的运行方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种储能设备的运行方法及系统,所述储能设备包括电池管理系统以及电池模组,所述电池管理系统包括控制器和信号采集装置,所述电池模组中包括多个电池单体,其中方法包括:通过所述信号采集装置采集所述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息;通过所述信号采集装置向所述控制器发送所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息;通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态。本申请能够在电池单体发生热失控之前,及早发现异常情况,起到提前预警的作用。
Description
技术领域
本申请涉及自动化技术,应用于储能、消防等领域,尤其涉及一种储能设备的运行方法及系统。
背景技术
目前,给锂离子电池配置监测系统是较为常见的提高其可靠性的手段。通过在锂离子电池周围或者内部安置监测元件,并结合预先设置的算法对采集的数据进行分析,可以有效监控锂离子电池的工作状态,及早发现异常情况。
锂离子电池较为稳定,由于电池自诱导引起失效的概率很低,往往会因为热滥用、电气滥用和机械滥用等原因而诱发热失控。锂离子电池的燃烧主要是由热失控引起的,能够诱热失控的因素有很多,包括撞击、穿刺、过热、短路等,通常将此类情况统称为热滥用触发热失控。当电池进入热失控状态后,在无外界干预的情况下这个过程是不可逆转的,其内部温度会持续升高,导致电解质和电极材料受热分解,产生易燃、有害的气体,进一步加剧电池内部的各种物理及化学反应,直至出现燃烧甚至爆炸的情况。以储能电站为例,其消防系统主要采用常规烟感和温感作为检测手段,在锂离子电池出现明火的阶段可以发挥一定的作用,起到及时警示及抑制火势的作用。但是这种灭火方式对火情的检测具有严重的滞后性,往往要等到电池已经进入热失控阶段并大量产热时才能开始干预。因此,如何对具有热失控风险的电池进行更早、更精准辨别,依然是研究人员们亟需解决的难题。
发明内容
本申请实施例提供了一种储能设备的运行方法及系统,能够在电池单体发生热失控之前,及早发现异常情况,起到提前预警的作用。
第一方面,本申请实施例提供了一种储能设备的运行方法,所述储能设备包括电池管理系统以及电池模组,所述电池管理系统包括控制器和信号采集装置,所述电池模组中包括多个电池单体,所述多个电池单体上均部署了防爆阀,所述防爆阀上均部署了压力传感器,所述信号采集装置与所述压力传感器建立通信连接,所述方法包括:
通过所述信号采集装置采集所述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,其中,所述循环次数表示每完成一个充放电周期代表一次循环,在所述第一预设时长内完成充放电的次数,所述参数信息表示所述电池单体的不同循环次数对应的参数内容,所述参数信息包括所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值中的至少一项;
通过所述信号采集装置向所述控制器发送所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息;
通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,其中,所述第一电池单体为所述多个电池单体中的任意一个。
现有技术中,当前储能设备的电池管理系统一般只监测电池单体电压和部分电池单体的表面温度,当电池升温导致电池内部的气体膨胀、压力增大到一定程度时,防爆阀破裂,放气泄压。但在电池管理系统监测到温度或电压异常时,电池单体已处于热失控状态,因此无法在电池单体热失控状态之前提前预警并作出相对应策略。因此针对此种情况,本申请可以在电池发生爆炸之前,提前预测电池单体的运行状态。即具体实施方式为:可以通过在多个电池单体上增加压力传感器来确定多个电池单体的压力值,以及通过信号采集装置采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值,来综合确定第一电池单体(多个电池单体中的任意一个)的运行状态。本申请通过综合多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息来确定第一电池单体的运行状态,能够使得综合不同维度得到的第一电池单体的运行状态的准确度更高,从而在电池单体热失控之前,提前向管理人员进行预警,防止电池爆炸,提高电池单体的安全性。
在一种可能的实施方式中,若所述多个电池单体在所述第一预设时长内的循环次数越多,则所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值均越大。
在上述方法中,多个电池单体在第一预设时长内的循环次数与多个电池单体的压力值、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值成正比例关系,若循环次数越大,则防爆阀压力、电压和温度均随着循环次数的增大而增大,另外,电池单体的表面会随着循环次数的增多而逐渐膨胀,变化越明显。
在另一种可能的实施方式中,所述通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器确定至少一个关键特性曲线,其中,每个关键特性曲线用于表征一个电池单体在所述第一预设时长内的一个循环次数与一个参数信息的关联关系;
通过所述控制器根据至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态。
在上述方法中,电池管理系统根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态的方式中,非模型化的方式具体可以为:电池管理系统先对多个不同型号的电池单体进行试验,具体的,采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数、电压、温度以及防爆阀的压力数据,综合建立多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息对应的至少一个关键特性曲线,再根据第一电池单体(第一电池单体为多个电池单体中的任意一个)在第一预设时长内的循环次数和参数信息,对比该至少一个关键特性曲线,从而判断第一电池单体的运行状态(如运行状态是否异常、电池单体是否老化等)。本申请通过非模型化的方式确定第一电池单体的运行状态,能够提高判断电池单体的运行状态的准确性。
在又一种可能的实施方式中,所述通过所述控制器确定至少一个关键特性曲线,包括:
通过所述控制器将所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息输入到阈值计算模型中,得到所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的第一预设阈值以及所述参数信息的第二预设阈值,其中,所述阈值计算模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数和历史参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数的预设阈值和历史参数信息的预设阈值,所述第一预设阈值为所述第一电池单体出现预设异常情况时所述循环次数的阈值,所述第二预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况时所述参数信息的阈值;
通过所述控制器根据所述循环次数的所述第一预设阈值确定所述循环次数的所述第三预设阈值,其中,所述第三预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述循环次数的临界值;
通过所述控制器根据所述参数信息的第二预设阈值确定所述参数信息的第四预设阈值,其中,所述第四预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述参数信息的临界值;
通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息、所述循环次数的所述第三预设阈值和所述参数信息的所述第四预设阈值确定至少一个关键特性曲线。
在上述方法中,通过控制器确定至少一个关键特性曲线的具体过程可以为:根据采集的多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息确定出多个电池单体出现预设异常情况时循环次数的第一预设阈值以及参数信息的第二预设阈值(如确定多个电池单体在出现热失控时的循环次数和参数信息的值),再根据循环次数的第一预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的循环次数的第三预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数的临界值,该临界值小于第一预设阈值),以及根据参数信息的第二预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的参数信息的第四预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的参数信息的临界值,该临界值小于第四预设阈值),最后再根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息、循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值综合确定至少一个关键特性曲线,从而使得至少一个关键特性曲线更加准确。
在又一种可能的实施方式中,所述通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器将所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息输入到状态预测模型中,得到所述第一电池单体的运行状态,其中,所述状态预测模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在所述历史预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体的运行状态。
在上述方法中,电池管理系统根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态的方式中,模型化训练的方式具体可以为:通过获取整套流程的多条样本数据进行训练得到状态预测模型,得到的状态预测模型提供从输入到所需输出的准确映射。状态预测模型是通过获取整套流程的多条样本数据进行训练得到的,其中,多条样本数据包括特征数据和标签数据,特征数据包括多个电池单体在历史预设时长内的循环次数和参数信息,标签数据包括多个电池单体的运行状态。根据多条样本数据训练得到状态预测模型后,只需要获取待预测数据(其中,待预测数据包括第一电池单体在预设时长内的循环次数和参数信息),而后将该待预测数据输入状态预测模型中,而无需再将整套流程重新执行一遍,即可直接根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态。本方案通过利用训练模型提高了根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态的效率。
在又一种可能的实施方式中,所述通过所述控制器根据至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器获取所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息,其中,所述第一电池单体携带了所述第一电池单体的标识信息;
通过所述控制器根据所述第一电池单体的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找所述第一电池单体对应的关键特性曲线,其中,所述第一电池单体对应的关键特性曲线中预设了所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第一预设阈值和所述第三预设阈值,以及预设了所述参数信息的第二预设阈值和所述第四预设阈值;
通过所述控制器将所述第一电池单体对应的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态;
所述将所述第一电池单体的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器从所述第一电池单体对应的关键特性曲线查找所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值与所述参数信息的所述第四预设阈值;
若所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数大于所述第三预设阈值,以及所述当前参数信息大于所述第四预设阈值,则通过所述控制器确定所述第一电池单体的运行状态为异常状态。
在上述方法中,电池管理系统根据至少一个关键特性曲线确定第一电池单体的运行状态的具体步骤为:举例来说,若电池单体A在500个充电周期内的循环次数为500次,以及电池单体A的压力值为50MPa,电池单体A的温度值为50℃,电池单体A的电压值为5.81V的情况下,电池单体A则会出现预设异常情况。电池管理系统通过控制器获取到电池单体A在460个充电周期内的循环次数为460次,以及电池单体A的当前压力值为45MPa,电池单体A当前的温度值为45℃,电池单体A当前的电压值为4.81V,然后再根据电池单体A的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找到电池单体A对应的关键特性曲线,然后通过控制器从电池单体A对应的关键特性曲线查找电池单体A在450个充电周期内的循环次数的第三预设阈值为450次,以及电池单体A的压力的预设阈值为40MPa,电池单体A的温度的预设阈值为40℃,电池单体A的电压的预设阈值为4.5V,由于电池单体A在460个充电周期内的当前循环次数460次大于第三预设阈值450次,以及电池单体A的当前压力值45MPa大于压力的预设阈值40MPa,电池单体A当前的温度值45℃大于温度的预设阈值40℃,电池单体A当前的电压值4.81V大于电压的预设阈值4.5V,因此电池管理系统通过控制器确定电池单体A的运行状态为异常状态。因此本方案可以根据第一电池单体出现预设异常情况的循环次数和参数信息的值(第一预设阈值和第二预设阈值),在第一电池单体出现预设异常情况之前预设循环次数和参数信息的临界值(第三预设阈值和第四预设阈值),在第一电池单体的循环次数和参数信息达到临界值(第三预设阈值小于第一预设阈值,第四预设阈值小于第二预设阈值)时,则确定该第一电池单体的运行状态为异常状态,从而避免发生电池单体热失控的情况。
在又一种可能的实施方式中,还包括:
若所述第一电池单体的运行状态为异常状态,则通过所述控制器向与管理人员绑定的终端发送警示消息,其中,所述警示消息用于提示所述管理人员及时更换所述第一电池单体。
在上述方法中,电池管理系统在确定第一电池单体的运行状态为异常状态之后,还可以在电池单体热失控之前提前做出相应的策略,比如电池管理系统在确定第一电池单体趋近老化之后,可以通过控制器向与管理人员绑定的终端发送警示消息,从而提前向管理人员做出预警,提示管理人员及时更换老化的电池单体,尽可能地预防火灾发生,提高电池单体使用的安全性。
在又一种可能的实施方式中,还包括:
通过所述控制器检测所述管理人员与所述第一电池单体的距离在第二预设时长内是否小于第五预设阈值;
若不小于,则通过所述控制器控制停止使用所述第一电池单体。
在上述方法中,电池管理系统在向与管理人员绑定的终端发送警示消息之后,若检测到有第一用户接近,可以进一步地确定在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离,若检测到在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离大于第五预设阈值,则表明管理人员在第二预设时长内并未及时更换相关参数值超出预设阈值的电池单体,此时为进一步避免电池单体出现热失控的情况发生,电池管理系统可以进一步地通过控制器控制停止使用该第一电池单体。本方案在电池管理系统向与管理人员绑定的终端发送了警示消息之后,若管理人员在第二预设时长内并未及时处理该第一电池单体运行异常的事件,则电池管理系统可以通过控制器控制第一电池单体停止使用,从而避免第一电池单体出现热失控状态的情况发生,提高第一电池单体的安全性。
在又一种可能的实施方式中,还包括:
通过所述控制器根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值,以及通过所述控制器根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述参数信息的所述第四预设阈值。
在上述方法中,在第一电池单体出现预设异常情况之后,根据管理人员对第一电池单体的异常运行状态的处理情况,进一步的,电池管理系统还可以根据此次的处理结果对第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息进行调整(若管理人员此次未及时对第一电池单体进行更换,则表明预设的循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值需要进行调整,如电池管理系统可以将多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数和参数信息的临界值进行提前调整),以使得后续电池管理系统对第一电池单体出现热失控状态的预测更加准确,提高第一电池单体的安全性。
第二方面,本申请实施例提供一种电池管理系统,该系统包括处理器和存储器;所述存储器中存储有计算机程序;处理器执行计算机程序时,计算设备执行前述第一方面或者第一方面任一项所描述的方法。
第三方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在至少一个处理器上运行时,实现前述第一方面或者第一方面任一项所描述的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机指令,当所述指令在至少一个处理器上运行时,实现前述第一方面或者第一方面任一项所描述的方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包,在需要使用前述方法的情况下,可以下载该计算机程序产品并在计算设备上执行该计算机程序产品。
本申请第二至第四方面所提供的技术方法,其有益效果可以参考第一方面的技术方案的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是本申请实施例提供的一种电池管理系统的应用场景图;
图2是本申请实施例提供的一种电池管理系统的系统架构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种储能设备的运行方法的流程示意图;
图4是本申请实施例提供的一种电池管理系统采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息的示意图;
图5是本申请实施例提供的一种至少一个关键特性曲线的示意图;
图6是本申请实施例提供的一种电池管理系统向与管理人员绑定的终端发送警示消息的示意图;
图7是本申请实施例提供的一种电池管理系统70的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
为了便于理解,先对本申请实施例涉及的技术术语进行简单介绍。
1.电池管理系统
电池管理系统(Battery Management System,BMS)的作用是进行智能化管理以及维护各个电池模组单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。电池管理系统会监测系统内每节电池的电压,仅仅1mv的微小变化也能够被识别。同时,系统内每个区域都设置了温度传感器,能够充分感知电池系统的热场分布情况。充放电过程中,电池输入输出的电流都将实时被记录,为电池状态的评估提供有效依据。电池管理系统还会监测电池的绝缘特性,确保电池高压与设备充分隔离,保障安全运行。与此同时,电池管理系统还会对上述监测功能实时进行诊断和校验,一旦发现监测系统故障,将会启动冗余方案,确保电池管理系统的感知能力始终处于灵敏状态。
请参见图1,图1示意的是本申请实施例提供的一种电池管理系统的应用场景图,在图1中,热失控的诱因包括机械电气诱因(电池碰撞挤压、针刺等)和电化学诱因(电池过充过放、快充、低温充电、自引发内短路等)。当一个电池单体发生热失控之后,相邻单体受影响后也相继发生热失控,导致热失控蔓延,最终引发安全事故。针对此种情况,本申请重点围绕储能设备的运行方法进行说明。
请参见图2,图2是本申请实施例提供的一种电池管理系统的架构示意图,应用于储能设备,该储能设备包括电池管理系统201以及电池模组202,该电池管理系统201与目标用户绑定的终端203建立了连接。其中,该电池管理系统201包括控制器204和信号采集装置205,该控制器204包括近场通信装置206,在本申请实施例中,该近场通信装置206可以为近场通信(Near Field Communication,NFC)控制芯片,该电池模组202包括多个电池单体,多个电池单体包括第一电池单体、第二电池单体、...、第n电池单体,以第一电池单体207为例,第一电池单体207包括第一电池单体正极208和第一电池单体负极209,第一电池单体207上部署了防爆阀210,该防爆阀210上部署了压力传感器211。
该电池管理系统201用于进行智能化管理以及维护各个电池模组的正常运行,防止各个电池模组的电池出现过充电和过放电的情况,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。在本申请实施例中,该电池管理系统201用于先通过信号采集装置205采集多个电池单体在预设时长内的循环次数和参数信息,然后再通过信号采集装置205向控制器204发送多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,最后通过控制器204根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体207的运行状态,能够在电池单体热失控之前及早发现异常情况。
近场通信装置206用于检测管理人员与电池管理系统201的距离是否小于第三预设阈值,若管理人员与电池管理系统201的距离不小于第三预设阈值,则进行后续操作。
压力传感器211用于采集压力数据,随着第一电池单体207的使用到达一定程度,当电池内部的气体膨胀、温度升高、防爆阀承受的压力大于发生热失控时的临界值时,防爆阀210破裂,放气泄压。
下面对本申请实施例的方法进行详细介绍。
请参见图3,图3是本申请实施例提供的一种储能设备的运行方法的流程示意图。可选的,该方法可以应用图2所述系统。
如图3所述的储能设备的运行方法至少包括步骤S301至步骤S303。
步骤S301:电池管理系统通过信号采集装置采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息。
其中,该储能设备包括电池管理系统以及电池模组,该电池管理系统包括控制器和信号采集装置,控制器与信号采集装置对电池模组进行数据采集和处理。电池模组中包括多个电池单体,多个电池单体上均部署了防爆阀,每个防爆阀上均部署了压力传感器,信号采集装置还与压力传感器建立通信连接,该压力传感器包括但不限于为贴片压力传感器。
另外,应说明的是,循环次数表示每完成一个充放电周期代表一次循环,在第一预设时长内完成充放电的次数,参数信息表示电池单体的不同循环次数对应的参数内容,参数信息包括多个电池单体的压力值、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值中的至少一项。具体的,若一个电池单体放电(即使用)的电量达到电池容量的100%,则表征该电池单体完成了一个充电周期,此时循环次数为一次。举例来说,若用户一天使用了75%的电量,然后晚上将电池单体充满电到100%,第二天再使用25%的电量,此时才为一次完整的放电过程(使用了100%),即为电池单体完成一个充电周期,也即完成一次充电循环。
具体的,在电池模组中的多个电池单体的各个防爆阀上增加对应的压力传感器,然后通过压力传感器检测到多个电池单体的各个防爆阀上的压力后,电池管理系统通过控制器采集该多个电池单体在第一预设时长内的循环次数以及参数信息。应说明的是,该多个电池单体在第一预设时长内的循环次数以及参数信息的来源有很多种,比如管理人员在平台上传上述多个电池单体第一在预设时长内的循环次数以及参数信息,平台可以是应用程序(APP,Application)、云端平台或者网页等,电池管理系统接收上述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数以及参数信息,并可以将上述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数以及参数信息以树状图或示意图的方式在平台上对应标注并展示。举例来说,图4是本申请实施例提供的一种电池管理系统采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息的示意图,如图4所示,若储能设备中的一个电池模组中包括5个电池单体(如电池单体A、电池单体B、电池单体C、电池单体D和电池单体E),电池管理系统通过控制器采集上述5个电池单体在第一预设时长内的循环次数分别为:电池单体A:在500个充电周期内的循环次数为500次;电池单体B:在488个充电周期内的循环次数为488次;电池单体C:在475个充电周期内的循环次数为475次;电池单体D:在490个充电周期内的循环次数为490次;以及电池单体E:在510个充电周期内的循环次数为510次。另外,还有上述5个电池单体在第一预设时长内出现热失控时的参数信息分别为:电池单体A的压力值为50MPa、温度值为50℃以及电压值为5.81V;电池单体B的压力值为48.8MPa、温度值为48.8℃以及电压值为4.88V;电池单体C的压力值为47.5MPa、温度值为47.5℃以及电压值为4.75V;电池单体D的压力值为49MPa、温度值为49℃以及电压值为4.91V;电池单体E的压力值为51MPa、温度值为51℃以及电压值为6.81V。电池管理系统在通过信号采集装置采集完上述多个电池单体的循环次数和参数信息之后,可以综合上述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息的标注情况,输出多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息相应的标注示意图。
步骤S302:电池管理系统通过信号采集装置向控制器发送多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息。
具体的,比如电池管理系统通过信号采集装置采集到上述5个电池单体在第一预设时长内的循环次数分别为:电池单体A:在500个充电周期内的循环次数为500次;电池单体B:在488个充电周期内的循环次数为488次;电池单体C:在475个充电周期内的循环次数为475次;电池单体D:在490个充电周期内的循环次数为490次;以及电池单体E:在510个充电周期内的循环次数为510次。另外,还有上述5个电池单体在第一预设时长内出现热失控时的参数信息分别为:电池单体A的压力值为50MPa、温度值为50℃以及电压值为5.81V;电池单体B的压力值为48.8MPa、温度值为48.8℃以及电压值为4.88V;电池单体C的压力值为47.5MPa、温度值为47.5℃以及电压值为4.75V;电池单体D的压力值为49MPa、温度值为49℃以及电压值为4.91V;电池单体E的压力值为51MPa、温度值为51℃以及电压值为6.81V,电池管理系统需要向控制器发送通过信号采集装置采集到的上述5个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,以使得控制器能通过上述数据信息执行后续操作。
步骤S303:电池管理系统通过控制器根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态。
其中,第一电池单体为多个电池单体中的任意一个。
具体的,根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态的方式可以从模型化与非模型化的方式详细阐述。
一、通过模型化的方式确定目标匹配度:
模型化的方式可以是电池管理系统通过控制器将第一电池单体在第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息输入到状态预测模型中,得到第一电池单体的运行状态。
具体的,电池管理系统可以通过获取整套流程的多条样本数据进行训练得到状态预测模型,得到的状态预测模型提供从输入到所需输出的准确映射。其中,多条样本数据包括特征数据和标签数据,特征数据包括多个电池单体在历史预设时长内的循环次数和参数信息,标签数据包括多个电池单体的运行状态。电池管理系统在根据多条样本数据训练得到状态预测模型后,只需要获取待预测数据(其中,待预测数据包括第一电池单体在第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息),而后将该待预测数据输入状态预测模型中,而无需再将整套流程重新执行一遍,即可直接根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态。本方案通过利用训练模型提高了根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态的效率。
二、通过非模型化的方式确定第一电池单体的运行状态:
非模型化的方式可以是电池管理系统先通过控制器确定至少一个关键特性曲线,然后再通过控制器根据至少一个关键特性曲线确定第一电池单体的运行状态。
其中,电池管理系统通过控制器确定至少一个关键特性曲线的具体过程可以为:根据采集的多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息确定出多个电池单体出现预设异常情况时循环次数的第一预设阈值以及参数信息的第二预设阈值(如确定多个电池单体在出现热失控时的循环次数和参数信息的值),再根据循环次数的第一预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的循环次数的第三预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数的临界值,该临界值小于第一预设阈值),以及根据参数信息的第二预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的参数信息的第四预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的参数信息的临界值,该临界值小于第四预设阈值),最后再根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息、循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值综合确定至少一个关键特性曲线,从而使得至少一个关键特性曲线更加准确。
更进一步的,电池管理系统根据至少一个关键特性曲线确定第一电池单体的运行状态的具体过程可以为:电池管理系统先通过控制器获取第一电池单体在第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息,其中,第一电池单体携带了第一电池单体的标识信息;然后通过控制器根据第一电池单体的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找第一电池单体对应的关键特性曲线;然后再将第一电池单体对应的关键特性曲线与第一电池单体在第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息进行对比(从第一电池单体对应的关键特性曲线查找第一电池单体在第一预设时长内的循环次数的第三预设阈值与参数信息的第四预设阈值;若第一电池单体在第一预设时长内的当前循环次数大于第三预设阈值,以及当前参数信息大于第四预设阈值),则通过控制器确定第一电池单体的运行状态为异常状态。
其中,每个关键特性曲线用于表征一个电池单体在第一预设时长内的循环次数与参数信息的关联关系,第一电池单体对应的关键特性曲线中预设了第一电池单体在第一预设时长内的循环次数的第一预设阈值和第三预设阈值,以及预设了参数信息的第二预设阈值和第四预设阈值。
具体的,图5是本申请实施例提供的一种至少一个关键特性曲线的示意图,如图5所示,电池管理系统根据至少一个关键特性曲线确定第一电池单体的运行状态的具体步骤为:举例来说,电池单体A在500个充电周期内的循环次数为500次,以及电池单体A的压力值为50MPa,电池单体A的温度值为50℃,电池单体A的电压值为5.81V的情况下,电池单体A则会出现预设异常情况。若电池管理系统通过控制器获取到电池单体A在460个充电周期内的循环次数为460次,以及电池单体A的当前压力值为45MPa,电池单体A当前的温度值为45℃,电池单体A当前的电压值为4.81V,然后再根据电池单体A的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找到电池单体A对应的关键特性曲线,然后通过控制器从电池单体A对应的关键特性曲线查找电池单体A在450个充电周期内的循环次数的第三预设阈值为450次,以及电池单体A压力的预设阈值为40MPa,电池单体A的温度的预设阈值为40℃,电池单体A的电压的预设阈值为4.5V,由于电池单体A在460个充电周期内的当前循环次数460次大于第三预设阈值450次,以及电池单体A的当前压力值45MPa大于压力的预设阈值40MPa,电池单体A当前的温度值45℃大于温度的预设阈值40℃,电池单体A当前的电压值4.81V大于电压的预设阈值4.5V,因此电池管理系统通过控制器确定电池单体A的运行状态为异常状态。因此本方案可以根据第一电池单体出现预设异常情况的循环次数和参数信息的值(第一预设阈值和第二预设阈值),在第一电池单体出现预设异常情况之前预设循环次数和参数信息的临界值(第三预设阈值和第四预设阈值),在第一电池单体的循环次数和参数信息达到临界值(第三预设阈值小于第一预设阈值,第四预设阈值小于第二预设阈值)时,则确定该第一电池单体的运行状态为异常状态,从而避免发生电池单体热失控的情况。
可选的,电池管理系统在确定第一电池单体的运行状态为异常状态之后,还可以在电池单体热失控之前提前做出相应的策略,举例来说,图6是本申请实施例提供的一种电池管理系统向与管理人员绑定的终端发送警示消息的示意图,如图6所示,若电池管理系统确定第一电池单体的运行状态为异常状态(比如上述提及的电池单体A在460个充电周期内的当前循环次数460次大于第三预设阈值450次,以及电池单体A的当前压力值45MPa大于压力的预设阈值40MPa,电池单体A当前的温度值45℃大于温度的预设阈值40℃,电池单体A当前的电压值4.81V大于电压的预设阈值4.5V,则表明电池单体A的运行状态为异常状态,相应地,从外部来看,运行状态为异常的电池的表面会膨胀鼓起,变化相较于运行状态正常的电池而言较为明显),则此时该电池管理系统可以通过接入的同一个无线网络向与管理人员绑定的终端发送提示消息(如建议管理人员及时查看电池单体A的状态并进行更换,以免造成严重后果),从而提前向管理人员做出预警,提示管理人员及时更换老化的电池单体,尽可能地预防火灾发生,提高电池单体使用的安全性。
可选的,电池管理系统在向与管理人员绑定的终端发送警示消息之后,还可以通过控制器检测管理人员与第一电池单体的距离在第二预设时长内是否小于第五预设阈值;若不小于,则通过控制器控制停止使用第一电池单体。
具体的,电池管理系统在向与管理人员绑定的终端发送警示消息之后,若检测到有第一用户接近,可以进一步地确定在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离,若检测到在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离大于第五预设阈值(比如电池管理系统检测到在30分钟内,该第一用户与第一电池单体的距离为0.5m,大于第五预设阈值0.2m,或者电池管理系统并未检测到该第一用户与第一电池单体的距离),则表明管理人员在第二预设时长内并未及时更换相关参数值超出预设阈值的电池单体,此时为进一步避免电池单体出现热失控的情况发生,电池管理系统可以进一步地通过控制器控制停止使用该第一电池单体。本方案在电池管理系统向与管理人员绑定的终端发送了警示消息之后,若管理人员在第二预设时长内并未及时处理该第一电池单体运行异常的事件,则电池管理系统可以通过控制器控制第一电池单体停止使用,从而避免第一电池单体出现热失控状态的情况发生,提高第一电池单体的安全性。
可选的,在第一电池单体出现预设异常情况之后,根据管理人员对第一电池单体的异常运行状态的处理情况,进一步的,电池管理系统还可以根据此次的处理结果对第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息进行调整(若管理人员此次未及时对第一电池单体进行更换,则表明预设的循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值需要进行调整,如电池管理系统可以将多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数和参数信息的临界值进行提前调整),以使得后续电池管理系统对第一电池单体出现热失控状态的预测更加准确,提高第一电池单体的安全性。
现有技术中,当前电池管理系统一般只监测电池单体电压和部分电池单体的表面温度,当电池升温导致电池内部的气体膨胀、压力增大到一定程度时,防爆阀破裂,放气泄压。但在电池管理系统监测到温度或电压异常时,电池单体已处于热失控状态,因此无法在电池单体热失控状态之前提前预警并作出相对应策略。因此针对此种情况,本申请可以在电池发生爆炸之前,提前预测电池单体的运行状态。即具体实施方式可以为:通过在多个电池单体上增加压力传感器来确定多个电池单体的压力值,以及通过控制器采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值,来综合确定第一电池单体(多个电池单体中的任意一个)的运行状态。本申请通过综合多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和多个参数的信息来确定第一电池单体的运行状态,能够使得综合不同维度得到的第一电池单体的运行状态的准确度更高,从而在电池单体热失控之前,提前对管理人员进行预警,防止电池爆炸,提高电池单体的安全性。
请参见图7,图7是本申请实施例提供的一种电池管理系统70的结构示意图,例如芯片、软件模块、集成电路等。该电池管理系统70可以包括至少一个控制器701。可选的还可以包括至少一个存储器703。进一步可选的,该电池管理系统70还可以包括通信接口702。更进一步可选的,还可以包含总线704,其中,控制器701、通信接口702和存储器703通过总线704相连。
其中,控制器701是进行算术运算和/或逻辑运算的模块,具体可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图片处理器(Graphics Processing Unit,GPU)、微处理器(Microprocessor Unit,MPU)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、协处理器(协助中央处理器完成相应处理和应用)、微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)等处理模块中的一种或者多种的组合。
通信接口702可以用于为所述至少一个处理器提供信息输入或者输出。和/或,所述通信接口702可以用于接收外部发送的数据和/或向外部发送数据,可以为包括诸如以太网电缆等的有线链路接口,也可以是无线链路(Wi-Fi、蓝牙、通用无线传输、车载短距通信技术以及其他短距无线通信技术等)接口。可选的,通信接口702还可以包括与接口耦合的发射器(如射频发射器、天线等),或者接收器等。
存储器703用于提供存储空间,存储空间中可以存储操作系统和计算机程序等数据。存储器703可以是随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read-only Memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-onlyMemory,EPROM)、或便携式只读存储器(Compact Disc Read-only Memory,CD-ROM)等等中的一种或者多种的组合。
该电池管理系统70中的至少一个控制器701用于执行前述的方法,例如图3所述实施例所描述的方法。
可选的,控制器701,可以是专门用于执行这些方法的处理器(便于区别称为专用处理器),也可以是通过调用计算机程序来执行这些方法的处理器,例如通用处理器。可选的,至少一个处理器还可以既包括专用处理器也包括通用处理器。可选的,在计算设备包括至少一个控制器701的情况下,上述计算机程序可以存在存储器703中。
可选的,该电池管理系统70中的至少一个控制器701用于执行调用计算机指令,以执行以下操作:
采集所述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,其中,所述循环次数表示每完成一个充放电周期代表一次循环,在所述第一预设时长内完成充放电的次数,所述参数信息表示所述电池单体的不同循环次数对应的参数内容,所述参数信息包括所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值中的至少一项;
向所述控制器发送所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息;
根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,其中,所述第一电池单体为所述多个电池单体中的任意一个。
现有技术中,当前储能设备的电池管理系统一般只监测电池单体电压和部分电池单体的表面温度,当电池升温导致电池内部的气体膨胀、压力增大到一定程度时,防爆阀破裂,放气泄压。但在电池管理系统监测到温度或电压异常时,电池单体已处于热失控状态,因此无法在电池单体热失控状态之前提前预警并作出相对应策略。因此针对此种情况,本申请可以在电池发生爆炸之前,提前预测电池单体的运行状态。即具体实施方式可以为:可以通过在多个电池单体上增加压力传感器来确定多个电池单体的压力值,以及通过信号采集装置采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值,来综合确定第一电池单体(多个电池单体中的任意一个)的运行状态。本申请通过综合多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息来确定第一电池单体的运行状态,能够使得综合不同维度得到的第一电池单体的运行状态的准确度更高,从而在电池单体热失控之前,提前向管理人员进行预警,防止电池爆炸,提高电池单体的安全性。
可选的,若所述多个电池单体在所述第一预设时长内的循环次数越多,则所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值均越大。
在本申请实施例中,多个电池单体在第一预设时长内的循环次数与多个电池单体的压力值、多个电池单体的温度值和多个电池单体的电压值成正比例关系,若循环次数越大,则防爆阀压力、电压和温度均随着循环次数的增大而增大,另外,电池单体的表面会随着循环次数的增多而逐渐膨胀,变化越明显。
可选的,所述控制器701还用于:
确定至少一个关键特性曲线,其中,每个关键特性曲线用于表征一个电池单体在所述第一预设时长内的一个循环次数与一个参数信息的关联关系;
根据所述至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态。
在本申请实施例中,电池管理系统根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态的方式中,非模型化的方式具体可以为:电池管理系统先对多个不同型号的电池单体进行试验,具体的,采集多个电池单体在第一预设时长内的循环次数、电压、温度以及防爆阀的压力数据,综合建立多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息对应的至少一个关键特性曲线,再根据第一电池单体(第一电池单体为多个电池单体中的任意一个)在第一预设时长内的循环次数和参数信息,对比该至少一个关键特性曲线,从而判断第一电池单体的运行状态(如运行状态是否异常、电池单体是否老化等)。本申请通过非模型化的方式确定第一电池单体的运行状态,能够提高判断电池单体的运行状态的准确性。
可选的,所述控制器701还用于:
将所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息输入到阈值计算模型中,得到所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的第一预设阈值以及所述参数信息的第二预设阈值,其中,所述阈值计算模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数和历史参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数的预设阈值和历史参数信息的预设阈值,所述第一预设阈值为所述第一电池单体出现预设异常情况时所述循环次数的阈值,所述第二预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况时所述参数信息的阈值;
根据所述循环次数的所述第一预设阈值确定所述循环次数的所述第三预设阈值,其中,所述第三预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述循环次数的临界值;
根据所述参数信息的第二预设阈值确定所述参数信息的第四预设阈值,其中,所述第四预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述参数信息的临界值;
根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息、所述循环次数的所述第三预设阈值和所述参数信息的所述第四预设阈值确定所述至少一个关键特性曲线。
在本申请实施例中,通过控制器确定至少一个关键特性曲线的具体过程可以为:根据采集的多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息确定出多个电池单体出现预设异常情况时循环次数的第一预设阈值以及参数信息的第二预设阈值(如确定多个电池单体在出现热失控时的循环次数和参数信息的值),再根据循环次数的第一预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的循环次数的第三预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数的临界值,该临界值小于第一预设阈值),以及根据参数信息的第二预设阈值确定多个电池单体在出现预设异常情况之前预设的参数信息的第四预设阈值(如多个电池单体在出现热失控之前预设的参数信息的临界值,该临界值小于第四预设阈值),最后再根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息、循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值综合确定至少一个关键特性曲线,从而使得至少一个关键特性曲线更加准确。
可选的,所述控制器701还用于:
将所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息输入到状态预测模型中,得到所述第一电池单体的运行状态,其中,所述状态预测模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在所述历史预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体的运行状态。
在本申请实施例中,电池管理系统根据多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,确定第一电池单体的运行状态的方式中,模型化训练的方式具体可以为:通过获取整套流程的多条样本数据进行训练得到状态预测模型,得到的状态预测模型提供从输入到所需输出的准确映射。状态预测模型是通过获取整套流程的多条样本数据进行训练得到的,其中,多条样本数据包括特征数据和标签数据,特征数据包括多个电池单体在历史预设时长内的循环次数和参数信息,标签数据包括多个电池单体的运行状态。根据多条样本数据训练得到状态预测模型后,只需要获取待预测数据(其中,待预测数据包括第一电池单体在预设时长内的循环次数和参数信息),而后将该待预测数据输入状态预测模型中,而无需再将整套流程重新执行一遍,即可直接根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态。本方案通过利用训练模型提高了根据第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息预测第一电池单体的运行状态的效率。
可选的,所述控制器701还用于:
获取所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息,其中,所述第一电池单体携带了所述第一电池单体的标识信息;
根据所述第一电池单体的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找所述第一电池单体对应的关键特性曲线,其中,所述第一电池单体对应的关键特性曲线中预设了所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第一预设阈值和所述第三预设阈值,以及预设了所述参数信息的第二预设阈值和所述第四预设阈值;
将所述第一电池单体对应的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态;
通过所述控制器从所述第一电池单体对应的关键特性曲线查找所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值与所述参数信息的所述第四预设阈值;
若所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数大于所述第三预设阈值,以及所述当前参数信息大于所述第四预设阈值,则通过所述控制器确定所述第一电池单体的运行状态为异常状态。
在本申请实施例中,电池管理系统根据至少一个关键特性曲线确定第一电池单体的运行状态的具体步骤为:举例来说,若电池单体A在500个充电周期内的循环次数为500次,以及电池单体A的压力值为50MPa,电池单体A的温度值为50℃,电池单体A的电压值为5.81V的情况下,电池单体A则会出现预设异常情况。电池管理系统通过控制器获取到电池单体A在460个充电周期内的循环次数为460次,以及电池单体A的当前压力值为45MPa,电池单体A当前的温度值为45℃,电池单体A当前的电压值为4.81V,然后再根据电池单体A的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找到电池单体A对应的关键特性曲线,然后通过控制器从电池单体A对应的关键特性曲线查找电池单体A在450个充电周期内的循环次数的第三预设阈值为450次,以及电池单体A的压力的预设阈值为40MPa,电池单体A的温度的预设阈值为40℃,电池单体A的电压的预设阈值为4.5V,由于电池单体A在460个充电周期内的当前循环次数460次大于第三预设阈值450次,以及电池单体A的当前压力值45MPa大于压力的预设阈值40MPa,电池单体A当前的温度值45℃大于温度的预设阈值40℃,电池单体A当前的电压值4.81V大于电压的预设阈值4.5V,因此电池管理系统通过控制器确定电池单体A的运行状态为异常状态。因此本方案可以根据第一电池单体出现预设异常情况的循环次数和参数信息的值(第一预设阈值和第二预设阈值),在第一电池单体出现预设异常情况之前预设循环次数和参数信息的临界值(第三预设阈值和第四预设阈值),在第一电池单体的循环次数和参数信息达到临界值(第三预设阈值小于第一预设阈值,第四预设阈值小于第二预设阈值)时,则确定该第一电池单体的运行状态为异常状态,从而避免发生电池单体热失控的情况。
可选的,所述控制器701还用于:
若所述第一电池单体的运行状态为异常状态,则向与管理人员绑定的终端发送警示消息,其中,所述警示消息用于提示所述管理人员及时更换所述第一电池单体。
在本申请实施例中,电池管理系统在确定第一电池单体的运行状态为异常状态之后,还可以在电池单体热失控之前提前做出相应的策略,比如电池管理系统在确定第一电池单体趋近老化之后,可以通过控制器向与管理人员绑定的终端发送警示消息,从而提前向管理人员做出预警,提示管理人员及时更换老化的电池单体,尽可能地预防火灾发生,提高电池单体使用的安全性。
可选的,所述控制器701还用于:
检测所述管理人员与所述第一电池单体的距离在第二预设时长段内是否小于第五预设阈值;
若不小于,则控制停止使用所述第一电池单体。
在本申请实施例中,电池管理系统在向与管理人员绑定的终端发送警示消息之后,若检测到有第一用户接近,可以进一步地确定在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离,若检测到在第二预设时长内第一用户与第一电池单体的距离大于第五预设阈值,则表明管理人员在第二预设时长内并未及时更换相关参数值超出预设阈值的电池单体,此时为进一步避免电池单体出现热失控的情况发生,电池管理系统可以进一步地通过控制器控制停止使用该第一电池单体。本方案在电池管理系统向与管理人员绑定的终端发送了警示消息之后,若管理人员在第二预设时长内并未及时处理该第一电池单体运行异常的事件,则电池管理系统可以通过控制器控制第一电池单体停止使用,从而避免第一电池单体出现热失控状态的情况发生,提高第一电池单体的安全性。
可选的,所述控制器701还用于:
根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值,以及根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述参数信息的所述第四预设阈值。
在本申请实施例中,在第一电池单体出现预设异常情况之后,根据管理人员对第一电池单体的异常运行状态的处理情况,进一步的,电池管理系统还可以根据此次的处理结果对第一电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息进行调整(若管理人员此次未及时对第一电池单体进行更换,则表明预设的循环次数的第三预设阈值和参数信息的第四预设阈值需要进行调整,如电池管理系统可以将多个电池单体在出现热失控之前预设的循环次数和参数信息的临界值进行提前调整),以使得后续电池管理系统对第一电池单体出现热失控状态的预测更加准确,提高第一电池单体的安全性。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在至少一个处理器上运行时,实现前述的储能设备的运行方法,例如图3所述的方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机指令,在被计算设备执行时,实现前述的储能设备的运行方法,例如图3所述的方法。
本申请实施例中,“举例来说”或者“比如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“举例来说”或者“比如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“举例来说”或者“比如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中实施例提到的“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的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。“和/或”,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:单独存在A、同时存在A和B、单独存在B这三种情况,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。
以及,除非有相反的说明,本申请实施例使用“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分,不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。例如,第一设备和第二设备,只是为了便于描述,而并不是表示这第一设备和第二设备的结构、重要程度等的不同,在某些实施例中,第一设备和第二设备还可以是同样的设备。
上述实施例中所用,根据上下文,术语“当……时”可以被解释为意思是“如果……”或“在……后”或“响应于确定……”或“响应于检测到……”。以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的构思和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种储能设备的运行方法,所述储能设备包括电池管理系统以及电池模组,所述电池管理系统包括控制器和信号采集装置,所述电池模组中包括多个电池单体,所述多个电池单体上均部署了防爆阀,其特征在于,所述防爆阀上均部署了压力传感器,所述信号采集装置与所述压力传感器建立通信连接,所述方法包括:
通过所述信号采集装置采集所述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,其中,所述循环次数表示每完成一个充放电周期代表一次循环,在所述第一预设时长内完成充放电的次数,所述参数信息表示所述电池单体的不同循环次数对应的参数内容,所述参数信息包括所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值中的至少一项;
通过所述信号采集装置向所述控制器发送所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息;
通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,其中,所述第一电池单体为所述多个电池单体中的任意一个;
所述通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器确定至少一个关键特性曲线,其中,每个关键特性曲线用于表征一个电池单体在所述第一预设时长内的一个循环次数与一个参数信息的关联关系;
通过所述控制器根据至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态;
所述通过所述控制器确定至少一个关键特性曲线,包括:
通过所述控制器将所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息输入到阈值计算模型中,得到所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的第一预设阈值以及所述参数信息的第二预设阈值,其中,所述阈值计算模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数和历史参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数的预设阈值和历史参数信息的预设阈值,所述第一预设阈值为所述第一电池单体出现预设异常情况时所述循环次数的阈值,所述第二预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况时所述参数信息的阈值;
通过所述控制器根据所述循环次数的所述第一预设阈值确定所述循环次数的第三预设阈值,其中,所述第三预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述循环次数的临界值;
通过所述控制器根据所述参数信息的第二预设阈值确定所述参数信息的第四预设阈值,其中,所述第四预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述参数信息的临界值;
通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息、所述循环次数的所述第三预设阈值和所述参数信息的所述第四预设阈值确定至少一个关键特性曲线;
所述通过所述控制器根据至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态,包括:
所述控制器获取所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息,其中,所述第一电池单体携带了所述第一电池单体的标识信息;
通过所述控制器根据第一电池单体的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找所述第一电池单体对应的关键特性曲线,其中,所述第一电池单体对应的关键特性曲线中预设了所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第一预设阈值和所述第三预设阈值,以及预设了所述参数信息的第二预设阈值和所述第四预设阈值;
通过所述控制器将所述第一电池单体对应的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态;
所述将所述第一电池单体的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器从所述第一电池单体对应的关键特性曲线查找所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值与所述参数信息的所述第四预设阈值;
若所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数大于所述第三预设阈值,以及所述当前参数信息大于所述第四预设阈值,则通过所述控制器确定所述第一电池单体的运行状态为异常状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述多个电池单体在所述第一预设时长内的循环次数越多,则所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值均越大。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述通过所述控制器根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,包括:
通过所述控制器将所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息输入到状态预测模型中,得到所述第一电池单体的运行状态,其中,所述状态预测模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在所述历史预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体的运行状态。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
若所述第一电池单体的运行状态为异常状态,则通过所述控制器向与管理人员绑定的终端发送警示消息,其中,所述警示消息用于提示所述管理人员及时更换所述第一电池单体。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
通过所述控制器检测所述管理人员与所述第一电池单体的距离在第二预设时长内是否小于第五预设阈值;
若不小于,则通过所述控制器控制停止使用所述第一电池单体。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
通过所述控制器根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值,以及通过所述控制器根据所述第一电池单体的运行状态,调整所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述参数信息的所述第四预设阈值。
7.一种电池管理系统,其特征在于,应用于储能设备,所述储能设备包括电池管理系统以及电池模组,所述电池管理系统包括控制器和信号采集装置,所述电池模组中包括多个电池单体,所述多个电池单体上均部署了防爆阀,所述防爆阀上均部署了压力传感器,所述信号采集装置与所述压力传感器建立通信连接,其中:
所述信号采集装置用于采集所述多个电池单体在第一预设时长内的循环次数和参数信息,其中,所述循环次数表示每完成一个充放电周期代表一次循环,在所述第一预设时长内完成充放电的次数,所述参数信息表示所述电池单体的不同循环次数对应的参数内容,所述参数信息包括所述多个电池单体的压力值、所述多个电池单体的温度值和所述多个电池单体的电压值中的至少一项;
所述信号采集装置还用于向所述控制器发送所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息;
所述控制器用于根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息,确定第一电池单体的运行状态,其中,所述第一电池单体为所述多个电池单体中的任意一个;
所述控制器还用于确定至少一个关键特性曲线,其中,每个关键特性曲线用于表征一个电池单体在所述第一预设时长内的一个循环次数与一个参数信息的关联关系;
所述控制器还用于根据至少一个关键特性曲线确定所述第一电池单体的运行状态;
所述控制器还用于将所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息输入到阈值计算模型中,得到所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的第一预设阈值以及所述参数信息的第二预设阈值,其中,所述阈值计算模型为根据多条样本数据训练得到的模型,所述样本数据包括特征数据和标签数据,所述特征数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数和历史参数信息,所述标签数据包括所述多个电池单体在历史预设时长内的历史循环次数的预设阈值和历史参数信息的预设阈值,所述第一预设阈值为所述第一电池单体出现预设异常情况时所述循环次数的阈值,所述第二预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况时所述参数信息的阈值;
所述控制器还用于根据所述循环次数的所述第一预设阈值确定所述循环次数的第三预设阈值,其中,所述第三预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述循环次数的临界值;
所述控制器还用于根据所述参数信息的第二预设阈值确定所述参数信息的第四预设阈值,其中,所述第四预设阈值为所述第一电池单体出现所述预设异常情况之前预设的所述参数信息的临界值;
所述控制器还用于根据所述多个电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数和所述参数信息、所述循环次数的所述第三预设阈值和所述参数信息的所述第四预设阈值确定至少一个关键特性曲线;
所述控制器还用于获取所述第一电池单体在所述第一预设时长内的当前循环次数和当前参数信息,其中,所述第一电池单体携带了所述第一电池单体的标识信息;
所述控制器还用于根据第一电池单体的标识信息从至少一个关键特性曲线中查找所述第一电池单体对应的关键特性曲线,其中,所述第一电池单体对应的关键特性曲线中预设了所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第一预设阈值和所述第三预设阈值,以及预设了所述参数信息的第二预设阈值和所述第四预设阈值;
所述控制器还用于将所述第一电池单体对应的关键特性曲线与所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数和所述当前参数信息进行对比,确定所述第一电池单体的运行状态;
所述控制器还用于从所述第一电池单体对应的关键特性曲线查找所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述循环次数的所述第三预设阈值与所述参数信息的所述第四预设阈值;
所述控制器还用于若所述第一电池单体在所述第一预设时长内的所述当前循环次数大于所述第三预设阈值,以及所述当前参数信息大于所述第四预设阈值,确定所述第一电池单体的运行状态为异常状态。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在至少一个处理器上运行时,实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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