本發(fā)明涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別是涉及一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在大型儲(chǔ)能領(lǐng)域，儲(chǔ)能系統(tǒng)通常由多個(gè)電池包串聯(lián)或并聯(lián)組成，而每個(gè)電池包又由多個(gè)電芯串聯(lián)或并聯(lián)組成。一個(gè)電池包的性能下降會(huì)影響整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，而電池包中的單個(gè)電芯性能下降會(huì)影響該電池包的整體性能。因此如何確定單體電芯以及電池包的soc（state?of?charge，電池荷電狀態(tài)）對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和后續(xù)維護(hù)至關(guān)重要。

2、目前現(xiàn)有技術(shù)中存在兩種方法來(lái)對(duì)電池包的soc進(jìn)行計(jì)算。第一種方法是安時(shí)積分法，安時(shí)積分法是通過(guò)計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)充放電電流和對(duì)應(yīng)時(shí)間的積分，從而計(jì)算變化電量的百分比，得到電池包的soc，這一過(guò)程需要采集對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的工作電流，由于實(shí)際應(yīng)用中電芯會(huì)組成電池包進(jìn)行應(yīng)用，因此只能采集到整個(gè)電池包的工作電流，而非每個(gè)單體電芯的工作電流，因此這一方法計(jì)算得到的soc無(wú)法反映單體電芯的真實(shí)狀態(tài)。當(dāng)大型儲(chǔ)能系統(tǒng)因電芯損壞需要維修時(shí)，就需要更換整個(gè)電池包，導(dǎo)致維護(hù)成本較高。

3、第二種方法是開路電壓法，利用電池在長(zhǎng)時(shí)間靜置的條件下，開路電壓與soc存在的相對(duì)固定的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)采集單體電芯兩端的電壓，并利用電壓與容量的關(guān)系圖表直接進(jìn)行查表，從而根據(jù)開路電壓來(lái)估算soc。最終方法雖然能夠確定單體電芯的荷電狀態(tài)，但是實(shí)際工況中，電池一般不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間靜置，電芯兩端的電壓會(huì)隨著工況不斷變化，而電芯存在的細(xì)微的電壓變化有可能會(huì)導(dǎo)致soc的迅猛變化；并且隨著電芯循環(huán)次數(shù)的增加，電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生化學(xué)結(jié)晶，其容量會(huì)衰減，因此這種方法得到的soc偏差較大，精度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)，通過(guò)確定能夠反映電池老化狀態(tài)的電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻進(jìn)一步考慮電池的老化對(duì)電芯的荷電狀態(tài)的影響，確保最終得到的荷電狀態(tài)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；通過(guò)精確估算單體電芯的荷電狀態(tài)，延長(zhǎng)了電池系統(tǒng)的使用壽命，降低了維護(hù)成本，確保整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，包括：

3、確定目標(biāo)電芯的工作參數(shù)，所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)包括所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流；

4、基于所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流確定所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻；

5、將所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)、所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和所述目標(biāo)電芯的極化內(nèi)阻輸入到預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)模型中，得到所述目標(biāo)電芯的荷電狀態(tài)的估算結(jié)果。

6、可選的，所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)還包括所述目標(biāo)電芯所在電池包的平均電壓；所述單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法還包括：

7、采集所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電壓；

8、基于所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電壓和所述電池包中電芯的設(shè)置數(shù)量確定所述目標(biāo)電芯所在電池包的平均電壓。

9、可選的，所述基于所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流確定所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，包括：

10、構(gòu)建所述目標(biāo)電芯的二階rc等效電路模型，并對(duì)所述目標(biāo)電芯進(jìn)行充放電測(cè)試；

11、實(shí)時(shí)確定充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流；

12、根據(jù)充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流計(jì)算所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。

13、可選的，所述根據(jù)充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流計(jì)算所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻，包括：

14、確定所述目標(biāo)電芯在充放電測(cè)試過(guò)程中的最小電壓和最大電壓；

15、確定所述最大電壓和所述最小電壓之間的差值；

16、將所述差值與所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流的比值確定為所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻。

17、可選的，根據(jù)充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流計(jì)算所述目標(biāo)電芯的極化內(nèi)阻，包括：

18、構(gòu)建所述目標(biāo)電芯的工作電壓的狀態(tài)響應(yīng)函數(shù)；

19、將所述目標(biāo)電芯的工作電壓以及對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流代入所述目標(biāo)電芯的工作電壓的狀態(tài)響應(yīng)函數(shù)，以計(jì)算所述目標(biāo)電芯的極化內(nèi)阻。

20、可選的，還包括：

21、構(gòu)建以單體電芯的工作參數(shù)、歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻作為輸入、單體電芯的荷電狀態(tài)作為輸出的深度學(xué)習(xí)模型；

22、將已知荷電狀態(tài)的單體電芯的工作參數(shù)、歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻作為訓(xùn)練集，對(duì)所述深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練。

23、可選的，所述深度學(xué)習(xí)模型包括輸入層、中間層和輸出層，所述中間層包括多層網(wǎng)絡(luò)，且各層網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元數(shù)量均小于預(yù)設(shè)值。

24、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定系統(tǒng)，包括：

25、工作參數(shù)確定單元，用于確定目標(biāo)電芯的工作參數(shù)，所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)包括所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流；

26、內(nèi)阻計(jì)算單元，用于基于所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流確定所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻；

27、估算單元，用于將所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)、所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和所述目標(biāo)電芯的極化內(nèi)阻輸入到預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)模型中，得到所述目標(biāo)電芯的荷電狀態(tài)的估算結(jié)果。

28、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：

29、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序；

30、處理器，用于實(shí)現(xiàn)如前述所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法的步驟。

31、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如前述所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法的步驟。

32、本發(fā)明提供了一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，提前構(gòu)建了根據(jù)單體電芯的工作參數(shù)、歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻確定單體電芯的荷電狀態(tài)的深度學(xué)習(xí)模型來(lái)對(duì)電芯的荷電狀態(tài)進(jìn)行估算，應(yīng)用時(shí)輸入單體電芯的工作參數(shù)、歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻就可以直接得到該電芯的荷電狀態(tài)的估算結(jié)果，能夠有效確定電池包中單體電芯的荷電狀態(tài)；同時(shí)在確定電芯的荷電狀態(tài)時(shí)，不僅僅考慮單體電芯的工作參數(shù)對(duì)電芯的荷電狀態(tài)的影響，還通過(guò)確定能夠反映電池老化狀態(tài)的電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻進(jìn)一步考慮電池的老化對(duì)電芯的荷電狀態(tài)的影響，確保最終得到的荷電狀態(tài)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；通過(guò)精確估算單體電芯的荷電狀態(tài)，延長(zhǎng)了電池系統(tǒng)的使用壽命，降低了維護(hù)成本，確保整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

33、本發(fā)明還提供了一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定系統(tǒng)、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，具有與上述單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法相同的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，所述目標(biāo)電芯的工作參數(shù)還包括所述目標(biāo)電芯所在電池包的平均電壓；所述單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，所述基于所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流確定所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，所述根據(jù)充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流計(jì)算所述目標(biāo)電芯的歐姆內(nèi)阻，包括：

5.如權(quán)利要求3所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，根據(jù)充放電測(cè)試過(guò)程中所述目標(biāo)電芯的工作電壓和所述目標(biāo)電芯所在電池包的工作電流計(jì)算所述目標(biāo)電芯的極化內(nèi)阻，包括：

6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，還包括：

7.如權(quán)利要求6所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法，其特征在于，所述深度學(xué)習(xí)模型包括輸入層、中間層和輸出層，所述中間層包括多層網(wǎng)絡(luò)，且各層網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元數(shù)量均小于預(yù)設(shè)值。

8.一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種單體電芯的荷電狀態(tài)確定方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)，涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域，提前構(gòu)建了深度學(xué)習(xí)模型來(lái)對(duì)電芯的荷電狀態(tài)進(jìn)行估算，應(yīng)用時(shí)輸入單體電芯的工作參數(shù)、歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻就可以直接得到該電芯的荷電狀態(tài)的估算結(jié)果，能夠有效確定電池包中單體電芯的荷電狀態(tài)；同時(shí)在確定電芯的荷電狀態(tài)時(shí)，不僅僅考慮單體電芯的工作參數(shù)對(duì)電芯的荷電狀態(tài)的影響，還通過(guò)確定能夠反映電池老化狀態(tài)的電芯的歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻進(jìn)一步考慮電池的老化對(duì)電芯的荷電狀態(tài)的影響，確保最終得到的荷電狀態(tài)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；通過(guò)精確估算單體電芯的荷電狀態(tài)，延長(zhǎng)了電池系統(tǒng)的使用壽命，降低了維護(hù)成本，確保整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：王騰飛,榮周,唐雙喜,丘春玩,張艋元,何業(yè)煥,商慧妹,肖飛,翁楚炫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江臥龍儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10