CN115343649A - 一种电池组电芯一致性的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组电芯一致性的检测方法，包括：获取充和/或放电过程中电池组每节电芯的电压序列；对电压序列进行数据清洗，得到清洗后的电压序列；计算任意两节电芯之间的电压偏差序列；对电压偏差序列进行白噪声检验，若电压偏差序列为白噪声序列，则两节电芯状态是一致的；若电压偏差序列不为白噪声序列，则两节电芯状态是不一致的。本发明利用不一致电芯电压区别于其它正常电芯电压，并且这种区别性不是随机信息，而是具有时序关系的特性，提出一种全新、可行、简单的思路来解决电池组电芯不一致的问题，与传统压差阈值检测方法中直接比较两组电芯电压偏差值相比，此方法不需要设定阈值，避免了传统方法阈值一刀切时产生的误报。

Description

一种电池组电芯一致性的检测方法
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池检测技术领域，具体涉及一种电池组电芯一致性的检测方法。
背景技术
由于工艺水平的限制、使用期间工况不同、环境差异、电池管理、电芯异常等因素的影响，同一辆车上，不同的电芯状态可能会出现不一致情况，如果不能及时识别出来，随着车辆的使用，电池组的电芯问题会越来越严重，甚至引发趴车、电池漏液等问题，危害行车安全。
公开号为CN112505557A的专利文献中公开了一种动态评价电芯一致性的方法，其主要方案为：记录各个电芯的电压U(i)充或电压U(i)放，若U充电与U(i)充差值的绝对值在[0，ΔU充]之间或U(i)放与U放电差值的绝对值在[0，ΔU放]之间，则，初步判定编号为i的电芯的一致性较差。其采用的是压差阈值方式，即需要预先设定阈值，通过判断压差是否落入阈值内而直接作出结论。该方法通过阈值一刀切，可能会产生误报，检测结果的可靠性较差。
研究表明，对于不一致的电芯，其在充/放电阶段的端电压会区别与其它电芯，并且这种区别具有时序关系，即历史的区别程度对未来的区别程度有一定的影响，本发明利用这一特性来找出电池组中的不一致电芯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池组电芯一致性的检测方法，其解决了现有电池组电芯一致性的压差阈值检测方法可能会产生误报的缺陷。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种电池组电芯一致性的检测方法，包括以下步骤：
S1、获取充和/或放电过程中电池组每节电芯的电压序列：
Figure 578304DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 292183DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 917592DEST_PATH_IMAGE003
节电芯的电压取值，
Figure 578381DEST_PATH_IMAGE004
为获取到的数据量；
S2、对所述电压序列进行数据清洗，得到清洗后的电压序列
Figure 861595DEST_PATH_IMAGE005
，其中，
Figure 11953DEST_PATH_IMAGE006
为清洗后第
Figure 544566DEST_PATH_IMAGE003
节电芯的电压取值，
Figure 946728DEST_PATH_IMAGE007
为清洗后的数据量；
S3、计算任意两节电芯之间的电压偏差序列：
Figure 881186DEST_PATH_IMAGE008
，其中，
Figure 953179DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 973087DEST_PATH_IMAGE010
代表两节不同电芯；
S4、对所述电压偏差序列
Figure 913361DEST_PATH_IMAGE011
进行白噪声检验，若电压偏差序列
Figure 30222DEST_PATH_IMAGE011
为白噪声序列，则所述两节电芯状态是一致的；若电压偏差序列
Figure 725645DEST_PATH_IMAGE011
不为白噪声序列，则所述两节电芯状态是不一致的。
进一步改进在于，步骤S2中，所述数据清洗为设定电压的上下限阈值，去除阈值以外的错误数据。
进一步改进在于，步骤S4中，所述白噪声检验的方式选用自相关图、Box-Pierce检验、Ljung-Box检验中的一种。
本发明的有益效果在于：
（1）利用不一致电芯电压区别于其它正常电芯电压，并且这种区别性不是随机信息，而是具有时序关系的特性，提出一种全新、可行、简单的思路来解决电池组电芯不一致的问题。
（2）与传统压差阈值检测方法中直接比较两组电芯电压偏差值相比，此方法不需要设定阈值，避免了传统方法阈值一刀切时产生的误报。
（3）算法实现简单，结果的准确性高，易于推广。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为电芯1-8端电压数据的对比示意图；
图3为电芯4和电芯3的偏差序列示意图；
图4为利用图3的偏差序列数据制成的偏差序列上下时刻示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，一种电池组电芯一致性的检测方法，包括以下步骤：
S1、获取充和/或放电过程中电池组每节电芯的电压序列：
Figure 170533DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 711236DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 931871DEST_PATH_IMAGE003
节电芯的电压取值，
Figure 532616DEST_PATH_IMAGE004
为获取到的数据量；
这里以两节电芯为例：
Figure 464800DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 809194DEST_PATH_IMAGE013
。
S2、设定电压上下限阈值，去除阈值以外的错误数据，对两个电压序列进行数据清洗，得到清洗后的电压序列
Figure 635067DEST_PATH_IMAGE014
分别为：
Figure 672294DEST_PATH_IMAGE015
；
Figure 826194DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 974279DEST_PATH_IMAGE007
为清洗后的数据量。
S3、计算得到两节电芯之间的电压偏差序列：
Figure 405391DEST_PATH_IMAGE017
。
S4、对所述电压偏差序列
Figure 613519DEST_PATH_IMAGE011
进行白噪声检验，具体可选用自相关图、Box-Pierce检验、Ljung-Box检验的方式来进行白噪声检验；
若电压偏差序列
Figure 254716DEST_PATH_IMAGE011
为白噪声序列，根据数学上白噪声的性质，可知两节电芯电压数组相减后不再含有其它信息，全是无法捕捉的随机信息，也就是说两节电芯的电压数据含有的信息是一样的，则两节电芯状态是一致的；若电压偏差序列
Figure 940912DEST_PATH_IMAGE011
不为白噪声序列，即两节电芯电压数组相减后的序列不是随机的，蕴含其它相关信息，则两节电芯状态是不一致的。
本发明的原理为：对于不一致的电芯，其在充/放电阶段的端电压会区别与其它电芯，取8节电芯为例，参照图2，显示的是电芯1-8的端电压数据，图中电芯4为不一致电芯（图中下方单独的一条虚线表示电芯4），其端电压明显区别与其它电芯；并且，这种区别具有时序关系，即历史的区别程度对未来的区别程度有一定的影响，参照图3和图4，取上述电芯3和电芯4的端电压数据进行分析，图3为电芯4和电芯3的偏差序列图示，图4是用图3的偏差序列数据制成的偏差序列上下时刻图示，其中横坐标为下一时刻的偏差，纵坐标为上一时刻的偏差，可以看出，偏差序列上一时刻和下一时刻取值高度正相关，具有时序性，本发明即利用这一特性来找出电池组中的不一致电芯。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电池组电芯一致性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取充和/或放电过程中电池组每节电芯的电压序列：
Figure 734969DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 317260DEST_PATH_IMAGE002
为第
Figure 508070DEST_PATH_IMAGE003
节电芯的电压取值，
Figure 60274DEST_PATH_IMAGE004
为获取到的数据量；
S2、对所述电压序列进行数据清洗，得到清洗后的电压序列
Figure 387350DEST_PATH_IMAGE005
，其中，
Figure 140543DEST_PATH_IMAGE006
为清洗后第
Figure 130233DEST_PATH_IMAGE003
节电芯的电压取值，
Figure 423811DEST_PATH_IMAGE007
为清洗后的数据量；
S3、计算任意两节电芯之间的电压偏差序列：
Figure 808656DEST_PATH_IMAGE008
，其中，
Figure 263908DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 757206DEST_PATH_IMAGE010
代表两节不同电芯；
S4、对所述电压偏差序列
Figure 526579DEST_PATH_IMAGE011
进行白噪声检验，若电压偏差序列
Figure 93827DEST_PATH_IMAGE011
为白噪声序列，则所述两节电芯状态是一致的；若电压偏差序列
Figure 533030DEST_PATH_IMAGE011
不为白噪声序列，则所述两节电芯状态是不一致的。
2.根据权利要求1所述的一种电池组电芯一致性的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述数据清洗为设定电压的上下限阈值，去除阈值以外的错误数据。
3.根据权利要求1所述的一种电池组电芯一致性的检测方法，其特征在于，步骤S4中，所述白噪声检验的方式选用自相关图、Box-Pierce检验、Ljung-Box检验中的一种。
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