[发明专利]梯次储能电池运行安全检测系统、方法及储能系统

权利要求书

1.一种梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1)搭建梯次储能系统：选择形变量变化特征属于同一类的电芯组成一个电池模组，再由若干所述电池模组组成一个电池簇，再由若干所述电池簇组成一个梯次储能系统；

S2)计算每个电芯的形变参数：

S21)采集每个电芯至少三个表面的形变数据分别为：C _x1、C _x2、C _x3；

S22)根据所述形变数据对应电芯表面上是否有电极为所述形变数据分配对应的权重系数，分别为k ₁、k ₂、k ₃；

S23)电芯x的形变参数C _x为：

S3)计算电池单元t中所有电芯的形变参数：

其中，N为所述电池单元中的电芯总数；

S4)计算电池单元t的M维形变量动态变化特征向量x _t：

S41)根据步骤S3)得到的形变参数构建形变参数曲线，以电芯电压变化量ΔU＝u为步长，将形变量参数曲线划分为M个片段；

S42)计算每个所述片段的形变参数斜率为

S43)所述电池单元的M维形变量动态变化特征向量为x_t＝[σ₁,σ₂,…,σ_M]，t＝1,2,…,T，其中T为所述电池单元的总数；

S5)对所有所述电池单元对应的M维形变量动态变化特征向量采用高斯回归模型进行聚类分析，得到T个分类结果，并判断是否存在异常；

S51)计算电池单元t对应的形变量动态变化特征向量x_t属于第k类高斯曲线的后验概率P(q _tk＝1|x _t)：

其中，P(x _t|μ_j,Σ_j)为多元高斯分布，

初始状态下，π_k、μ_k、Σ_k分别是步骤S1)所构建的梯次储能系统在成组分容筛选过程中的K个高斯混合模型的参数相对应的混合系数、均值向量和协方差矩阵；

S52)判断是否属于第k类：当q _tk＝1时，则表示电池单元t的形变量动态变化特征向量x_t属于第k个分类；否则不属于第k个分类；

S53)重复步骤S51)～S52)，得到T个电池单元的分类结果，若所有电池簇的分类结果相同，则正常；若存在不同的分类结果，则对对应的电池单元进行报警；S6)根据步骤S5)的结果，重新计算新的均值向量μ_k、混合系数π_k、协方差矩阵Σ_k，作为步骤S5)中的初始参数；其中，

S7)重复步骤S2)～步骤S6)，持续对梯次储能系统中的电池单元是否存在异常进行监测。

2.如权利要求1所述的梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：所述电池单元为电池簇或电池模组。

3.如权利要求1所述的梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：所述形变数据的权重系数等于分配面积与电芯总面积的比值。

4.如权利要求3所述的梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：所述分配面积的计算方法为：若所述形变数据对应电芯表面上不存在电极，则所述分配面积按照1倍面积计算；若存在一个电极，则所述分配面积按照2倍计算；若存在两个电极，则所述分配面积按照4倍计算。

5.如权利要求4所述的梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：

其中，L ₁为电芯宽度；L ₂为电芯厚度；L ₃为电芯长度。

6.如权利要求1所述的梯次储能电池运行安全检测方法，其特征在于：所述S41)步骤中，所述M为：