本發(fā)明涉及電池安全領(lǐng)域，尤其涉及一種電芯溫度的預(yù)測方法、一種電芯溫度的預(yù)測裝置，以及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、鋰電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心，其安全性和可靠性越來越受到關(guān)注。其中，對于電芯溫度的監(jiān)控和預(yù)測是保證鋰電池安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。由于電芯溫度受充放電電流、環(huán)境溫度、電池老化等多種因素影響，因此準(zhǔn)確預(yù)測電池溫度的變化趨勢具有重要意義。目前對于電芯溫度的監(jiān)控和預(yù)測方案分為兩種，一種是硬件上通過添加更多溫度采集監(jiān)控傳感器，來從更多維度實(shí)時(shí)監(jiān)控；另一種是建立時(shí)序模型或線性組合等算法進(jìn)行時(shí)序預(yù)測，時(shí)序模型多為lstm(長短記憶遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))等。然而，現(xiàn)有技術(shù)方案可以及時(shí)基于閾值數(shù)據(jù)做出邏輯控制和報(bào)警等動(dòng)作，但是對于潛在的電芯溫度失控趨勢風(fēng)險(xiǎn)不能做到提前告警，而傳統(tǒng)時(shí)序等線性算法模型，對于平滑時(shí)序變化的趨勢預(yù)測有較好效果，但對于周期時(shí)序趨勢效果不太理想，而在電芯的儲(chǔ)能應(yīng)用場景下，往往以天為周期單位進(jìn)行充放電，而電芯溫度隨著充放電過程進(jìn)行變化，也存在以天為單位的周期性變化。此外，電站在節(jié)假日等特殊節(jié)日用電情況可能存在變化，電芯溫度變化周期會(huì)受其影響而調(diào)整。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本領(lǐng)域亟需一種改進(jìn)的電芯溫度的預(yù)測方法，用于更加精準(zhǔn)對電芯的健康狀況進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)一步保障儲(chǔ)能電池的安全，有效降低故障誤報(bào)的頻率，從而提升用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之前序。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電芯溫度的預(yù)測方法、一種電芯溫度的預(yù)測裝置及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，可以通過對每個(gè)電芯進(jìn)行周期性預(yù)測，并考慮節(jié)假日因素的影響，用于更加精準(zhǔn)對電芯的健康狀況進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)一步保障儲(chǔ)能電池的安全，有效降低故障誤報(bào)的頻率，從而提升用戶體驗(yàn)。

3、具體來說，根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的上述電芯溫度的預(yù)測方法包括以下步驟：獲取電池組中多個(gè)電芯的歷史數(shù)據(jù)。所述歷史數(shù)據(jù)涉及各所述電芯的多個(gè)時(shí)間戳、電芯編號(hào)及電芯溫度；將所述歷史數(shù)據(jù)輸入預(yù)先訓(xùn)練的周期性時(shí)序模型，以經(jīng)由所述周期性時(shí)序模型根據(jù)各所述電芯的電池充放電周期和/或環(huán)境溫度變化周期，分別確定各所述電芯的第一電芯趨勢溫度；以及利用配合指數(shù)移動(dòng)平均算法，對各所述第一電芯趨勢溫度進(jìn)行平滑移動(dòng)，以分別確定各所述電芯的第二電芯趨勢溫度。

4、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述獲取電池組中多個(gè)電芯的歷史數(shù)據(jù)的步驟包括：根據(jù)所述時(shí)間戳數(shù)據(jù)，對同一所述電芯的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間排序，以得到所述電芯的電芯時(shí)間序列；以及根據(jù)所述電芯時(shí)間序列中上一時(shí)間點(diǎn)的第一電芯溫度及下一時(shí)間點(diǎn)的第二電芯溫度，對缺失時(shí)間點(diǎn)的第三電芯溫度進(jìn)行插值，以補(bǔ)全所述電芯時(shí)間序列。

5、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述電池充放電周期為一天。所述電芯溫度隨所述鋰電池的充電時(shí)長和/或放電時(shí)長而升高，并隨所述鋰電池的充電間隔和/或放電間隔而降低，和/或所述環(huán)境溫度變化周期為一天。所述電芯溫度隨采樣時(shí)刻接近預(yù)設(shè)時(shí)刻而升高，并隨采樣時(shí)刻遠(yuǎn)離所述預(yù)設(shè)時(shí)刻而降低。所述預(yù)設(shè)時(shí)刻是根據(jù)所述鋰電池所在地的環(huán)境溫度隨時(shí)間的變化而確定的。

6、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述周期性時(shí)序模型至少包括趨勢函數(shù)、周期性變化函數(shù)及假期因素函數(shù)，其表達(dá)式為：

7、y(t)＝g(t)+s(t)+h(t)+∈(t)

8、其中，g(t)為趨勢函數(shù)，用于指示所述電芯時(shí)序數(shù)據(jù)的總體變化趨勢。s(t)為周期性變化函數(shù)，用于指示所述電芯時(shí)序數(shù)據(jù)在所述電池充放電周期和/或所述環(huán)境溫度變化周期內(nèi)的數(shù)據(jù)變化分量。h(t)為假期函數(shù)，用于指示在各所述電池充放電周期和/或各所述環(huán)境溫度變化周期之間發(fā)生的假期的影響?！?t)為誤差項(xiàng)函數(shù)。

9、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，訓(xùn)練所述周期性時(shí)序模型的步驟包括：獲取電池組中多個(gè)電芯的歷史數(shù)據(jù)樣本，并將其對應(yīng)的第一電芯趨勢溫度作為輸出真實(shí)值；將各所述電芯的歷史數(shù)據(jù)樣本分別輸入待訓(xùn)練的周期性時(shí)序模型，以獲取所述周期性時(shí)序模型輸出的預(yù)測值；根據(jù)所述預(yù)測值及其對應(yīng)的輸出真實(shí)值，確定所述周期性時(shí)序模型的損失值，并據(jù)此調(diào)節(jié)所述周期性時(shí)序模型的學(xué)習(xí)參數(shù)；以及響應(yīng)于所述損失值小于或等于預(yù)設(shè)的損失閾值，判定完成所述周期性時(shí)序模型的訓(xùn)練。

10、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述預(yù)測值及其對應(yīng)的輸出真實(shí)值，確定所述周期性時(shí)序模型的損失值的步驟包括：計(jì)算所述預(yù)測值及其對應(yīng)的輸出真實(shí)值的均方根誤差，以確定所述周期性時(shí)序模型的損失值：

11、

12、其中，yi為t時(shí)刻的輸出真實(shí)值。yi為t時(shí)刻的預(yù)測值。n為所述歷史數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量。

13、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一電芯趨勢溫度為[x1,x2,x3,...,xn]。所述利用配合指數(shù)移動(dòng)平均算法，對各所述第一電芯趨勢溫度進(jìn)行平滑移動(dòng)，以分別確定各所述電芯的第二電芯趨勢溫度的步驟包括：將所述第二電芯趨勢溫度的起始項(xiàng)y0設(shè)為0；遞推確定所述第二電芯趨勢溫度中的至少一項(xiàng)：

14、yn＝β×yn-1+(1-β)×xn

15、其中，yn-1為所述第二電芯趨勢溫度中的第n-1項(xiàng)。yn為所述第二電芯趨勢溫度中的第n項(xiàng)。β為加權(quán)權(quán)重值。

16、進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述電芯溫度的預(yù)測方法還包括以下步驟：獲取指示輕微故障的第一溫度閾值，以及指示嚴(yán)重故障的第二溫度閾值。所述第二溫度閾值大于所述第一溫度閾值；響應(yīng)于所述第二電芯趨勢溫度大于所述第一溫度閾值，發(fā)出預(yù)警提醒；以及響應(yīng)于所述第二電芯趨勢溫度大于所述第二溫度閾值，發(fā)出停機(jī)指令。

17、此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供的上述電芯溫度的預(yù)測裝置包括存儲(chǔ)器及處理器。所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令。所述處理器連接所述存儲(chǔ)器，并配置用于執(zhí)行其上存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)指令，以實(shí)施如本發(fā)明的第一方面提供的電芯溫度的預(yù)測方法。

18、此外，根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供的上述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令。所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)施如本發(fā)明的第一方面提供的電芯溫度的預(yù)測方法。

技術(shù)特征：

1.一種電芯溫度的預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述獲取電池組中多個(gè)電芯的歷史數(shù)據(jù)的步驟包括：

3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述電池充放電周期為一天，其中，所述電芯溫度隨所述鋰電池的充電時(shí)長和/或放電時(shí)長而升高，并隨所述鋰電池的充電間隔和/或放電間隔而降低，和/或

4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述周期性時(shí)序模型至少包括趨勢函數(shù)、周期性變化函數(shù)及假期因素函數(shù)，其表達(dá)式為：

5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)測方法，其特征在于，訓(xùn)練所述周期性時(shí)序模型的步驟包括：

6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)測值及其對應(yīng)的輸出真實(shí)值，確定所述周期性時(shí)序模型的損失值的步驟包括：

7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述第一電芯趨勢溫度為[x1，x2，x3，...，xn]，所述利用配合指數(shù)移動(dòng)平均算法，對各所述第一電芯趨勢溫度進(jìn)行平滑移動(dòng)，以分別確定各所述電芯的第二電芯趨勢溫度的步驟包括：

8.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，還包括以下步驟：

9.一種電芯溫度的預(yù)測裝置，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)施如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的電芯溫度的預(yù)測方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種電芯溫度的預(yù)測方法、一種電芯溫度的預(yù)測裝置及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。所述電芯溫度的預(yù)測方法包括以下步驟：獲取電池組中多個(gè)電芯的歷史數(shù)據(jù)。所述歷史數(shù)據(jù)涉及各所述電芯的多個(gè)時(shí)間戳、電芯編號(hào)及電芯溫度；將所述歷史數(shù)據(jù)輸入預(yù)先訓(xùn)練的周期性時(shí)序模型，以經(jīng)由所述周期性時(shí)序模型根據(jù)各所述電芯的電池充放電周期和/或環(huán)境溫度變化周期，分別確定各所述電芯的第一電芯趨勢溫度；以及利用配合指數(shù)移動(dòng)平均算法，對各所述第一電芯趨勢溫度進(jìn)行平滑移動(dòng)，以分別確定各所述電芯的第二電芯趨勢溫度。本發(fā)明可以用于更加精準(zhǔn)對電芯的健康狀況進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)一步保障儲(chǔ)能電池的安全，有效降低故障誤報(bào)的頻率，從而提升用戶體驗(yàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：段志強(qiáng),許杰,李國城,陳峰,吳博祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇天合儲(chǔ)能有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10