CN108802621A - 一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及***，包括：对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据；将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。本发明基于锂电池全生命周期的历史数据和实时数据，可以快速对电池的状态进行评估，根据评估结果进行分选，并及时预警运行中的温度、内阻、电压等参数异常的情况，为梯次利用动力电池的性能分析、筛选分类、安全可靠的使用提供理论指导和技术支撑。

Description

一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及***

技术领域

本发明涉及锂电池的梯次利用技术领域，并且更具体地，涉及一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及***。

背景技术

近年来，得益于政府不断加码的政策扶持，社会大众的环保意识逐步加强，各地方充电基础设施的大规模建设，以及国内一批企业在技术研发和产品推广方面的持续努力，我国电动汽车产业进入快速发展期。目前电动汽车主要以动力电池作为动力来源，电池在车载使用过程中，性能逐渐衰退。当动力电池的容量下降到一定程度后，为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和使用过程中的安全性，就必须对其进行更换。伴随着电动汽车的规模化应用，在未来几年将会有大量的动力电池从电动汽车退役。以商用车动力电池使用5年后退役、乘用车动力电池使用8年后来估算，2019年将迎来退役动力电池的GWh时代，2022年退役的动力电池将达到10GWh的量级，且以后每年退役动力电池的数量还会不断增加。随着电动汽车产业发展迅猛，预计2020年总体销量将达到200万辆，快速发展的电动汽车产业面临的严峻问题就是对废旧动力电池的处理，如果处理不当，将引发环境污染以及废旧电池搁置带来的安全问题。

目前，实现梯次利用仍然存在难度，主要表现是历史数据的缺乏；二次利用电池的性能、安全性没有具体标准可循；电池健康评估难度大，很难判断电池内部的安全隐患是否存在。

因此，需要一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法，对电池的状态进行评估。

发明内容

本发明提出一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及***，以解决如何对电池的状态进行评估以实现梯次利用的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法，其特征在于，所述方法包括：

对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据；

将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；

将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

优选地，其中所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

优选地，其中所述将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：

将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；

将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；

将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；

将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；

根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述方法还包括：

对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

优选地，其中所述方法还包括：

将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，

若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；

若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；

若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于大数据对电池的状态进行评估的***，其特征在于，所述***包括：

参数的预设阈值确定单元，用于对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据；

预警单元，用于将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；

状态评估结果获取单元，用于将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

优选地，其中所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

优选地，其中所述状态评估结果获取单元，将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：

使用时间评估结果获取模块，用于将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；

内阻评估结果获取模块，用于将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；

电池容量评估结果获取模块，用于将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；

发热特性评估结果获取模块，用于将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；

状态评估结果获取模块，用于根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述***还包括：

归一化处理模块，用于对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

优选地，其中所述***还包括：

分类标记单元，用于将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，

若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；

若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；

若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。

本发明提供了一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法及***，对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值；将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。本发明基于锂电池全生命周期的历史数据和实时数据，可以快速对电池的状态进行评估，根据评估结果进行分选，并及时预警运行中的温度、内阻、电压等参数异常的情况，为梯次利用动力电池的性能分析、筛选分类、安全可靠的使用提供理论指导和技术支撑。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的基于大数据对电池的状态进行评估的方法100的流程图；以及

图2为根据本发明实施方式的基于大数据对电池的状态进行评估的***200的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的基于大数据对电池的状态进行评估的方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的基于大数据对电池的状态进行评估的方法，对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值；将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。本发明基于锂电池全生命周期的历史数据和实时数据，可以快速对电池的状态进行评估，根据评估结果进行分选，并及时预警运行中的温度、内阻、电压等参数异常的情况，为梯次利用动力电池的性能分析、筛选分类、安全可靠的使用提供理论指导和技术支撑。本发明的实施方式提供的基于大数据对电池的状态进行评估的方法100从步骤101处开始，在步骤101

对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据。

优选地，其中所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

优选地，在步骤102将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息。

优选地，其中所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

动力电池从生产线下来就设置了唯一的ID标识并开始接受监测，包括动力电池的生产、销售、使用、维护、回收、梯次利用以及再生利用等每一个环节。电池的制造商、电动汽车厂家、电动汽车所有人以及退运电池所有人分别在生产、销售、使用和维护以及梯次利用过程中采集电池参数，与电池ID标识一一对应，并上传到电池评估***中。在生产阶段，制造商采集并上传电池材料、生产厂商、电池型号、生产日期、可用容量(或能量)、发热特性、内阻等参数；使用和维护过程中，电动汽车厂家、电动汽车所有人采集并上传电池使用时间、可用容量(或能量)、发热特性、内阻等参数；退运时，退役电池所有人采集并上传退役时间、开路电压、可用容量(或能量)、发热特性、内阻等参数。

在本发明的实施方式中，基于电池的运行历史数据，利用大数据分析手段，根据电池的参数进行筛选和评估，对于出现恶化的电池及时提供预警信息，并反馈到电池使用者，并提醒及时进行检修。其中，锂电池预警的步骤包括：对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值；基于参数的实时数据判断是否超过对应的参数的预设阈值；如果超过了对应的参数的预设阈值，则向用户发送预警信息。其中，所述实时参数包括但不限于使用时间、退运时间、开路电压、可用容量(或能量)、发热特性、内阻。所述预警信息可以是闪烁的信号灯、预警邮件、警报声、烟雾等方式中的一种或多种的组合。

优选地，在步骤103将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：

将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；

将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；

将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；

将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；

根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述方法还包括：

对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

优选地，其中所述方法还包括：

将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，

若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；

若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；

若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。

对于无法继续使用的电池，则进行梯次利用，基于电池的出厂数据和运行数据，快速对电池进行评估和分选，同时对后续使用数据进行跟踪监测。锂电池快速评估和分选的步骤，包括：获取锂电池的历史数据，所述历史数据包括出厂数据和运行数据；基于历史数据中最新的数据，对锂电池进行状态评估，其中状态评估可以基于历史数据中的容量、内阻、自放电率、交流阻抗等参数中的一种或多种的组合。状态评估包括：将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理；根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。最后，根据评估结果得出分选方案，对达到退役条件的电池，筛选为退役电池；对达到报废标准的电池，筛选为报废电池；对为达到退役条件的电池，标记为健康电池，并继续监测。

图2为根据本发明实施方式的基于大数据对电池的状态进行评估的***200的结构示意图。如图2所示，本发明的实施方式提供的基于大数据对电池的状态进行评估的***200包括：参数的预设阈值确定单元201、预警单元202和状态评估结果获取单元203。

优选地，在所述参数的预设阈值确定单元201，对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据。

优选地，其中所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

优选地，在所述预警单202单元，将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息。

优选地，其中所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

优选地，在所述状态评估结果获取单元203，将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述状态评估结果获取单元，将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：使用时间评估结果获取模块，用于将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；内阻评估结果获取模块，用于将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；电池容量评估结果获取模块，用于将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；发热特性评估结果获取模块，用于将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；状态评估结果获取模块，用于根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

优选地，其中所述***还包括：归一化处理模块，用于对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

优选地，其中所述***还包括：分类标记单元204，用于将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。

本发明的实施例的基于大数据对电池的状态进行评估的***200与本发明的另一个实施例的基于大数据对电池的状态进行评估的方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种基于大数据对电池的状态进行评估的方法，其特征在于，所述方法包括：

对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据；

将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；

将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：

将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；

将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；

将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；

将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；

根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，

若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；

若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；

若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。

7.一种基于大数据对电池的状态进行评估的***，其特征在于，所述***包括：

参数的预设阈值确定单元，用于对退役电池的参数的历史数据和对应的状态数据进行分析，确定电池的每个参数的预设阈值，所述历史数据包括：出厂数据和运行数据；

预警单元，用于将电池的参数的实时数据和对应的参数的预设阈值进行比较，获取比较结果，并根据所述比较结果发送预警信息；

状态评估结果获取单元，用于将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述参数包括以下数据中的一个或多个：使用时间、退运时间、开路电压、可用容量、发热特性和内阻。

9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述预警信息包括以下方式中的一个或多个：信号灯、预警邮件、警报声和烟雾。

10.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述状态评估结果获取单元，将电池的参数的最新数据和预设的评估条件进行比较，获取电池的状态评估结果，包括：

使用时间评估结果获取模块，用于将电池的使用时间和预设使用时间阈值进行比较，获取使用时间评估结果；

内阻评估结果获取模块，用于将电池的最新的内阻数据和预设内阻阈值进行比较，获取内阻评估结果；

电池容量评估结果获取模块，用于将电池的最新的电池容量数据和预设电池容量数据进行比较，获取电池容量评估结果；

发热特性评估结果获取模块，用于将电池的最新的发热特性数据和预设发热特性数据进行比较，获取发热特性评估结果；

状态评估结果获取模块，用于根据预设的使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果所占的权重进行加权，获取电池的状态评估结果。

11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述***还包括：

归一化处理模块，用于对所述使用时间评估结果、内阻评估结果、电池容量评估结果和发热特性评估结果进行归一化处理。

12.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述***还包括：

分类标记单元，用于将电池的状态评估结果和预设的分选条件进行比较，

若状态评估结果不满足退役条件，则标记所述电池为健康电池；

若状态评估结果满足退役条件但不满足报废条件，则标记所述电池为退役电池；

若状态评估结果满足报废条件，则标记所述电池为报废电池。