CN117434457B - 一种储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，涉及储能电池技术领域，方法包括模拟各种充电功率情况，获取充电时的电池数据，所述电池数据包括电池温度、单位时间发热量；基于电池充电功率及各时间的电池温度、单位时间发热量，训练第一时间序列模型，得到充电模型，所述充电模型用于根据输入充电模型的充电功率，预测距当前时间设置时间的电池温度和单位时间发热量；该储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，通过的电池的充电时的电池数据进行获取分析，以及通过对温控设备以不同功率工作对电池的影响进行测试，并进行分析，可使电池温度不会过高、电池正常充电及使用寿命的同时降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及储能电池技术领域，具体涉及储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质。
背景技术
随着新能源汽车的发展，电池作为新能源汽车的主要部件之一，对其要求越来越高，不仅需要电池本身具备良好的质量，还需要电池具备良好的工作管理控制***，来控制电池的工作，保证电池在工作时处在健康、良好的状态，保证电池正常工作的同时，延长电池的使用寿命。
公开号为CN103069634B的中国专利，公开了一种储能电池，该储能电池具有在延伸面中平面伸展的电池体（5）、第一放电电极（1）和第二放电电极（2），其中电池体（5）具有4个沿着延伸面的周边布置的侧面（4），在这些侧面中每两个侧面互相平行，其特征在于，第一放电电极（1）和第二放电电极（2）在延伸面的周边方向上相对于所述侧面（4）之一的中心（9）对称地布置在该相应侧面（4）上，并且放电电极（1,2）的朝向中心（9）的棱边与该相应侧面（4）的接触点（7）与该侧面的所述中心（9）围绕延伸面的中心点（10）包围角度λ，其中10°。
在电池充电过程中，通常会产生大量热量，电池热量过高会影响电池充电的速度，甚至可能影响电池的寿命造成电池的损伤，为了保证电池的充电效率，通常会在充电的同时对电池进行降温、散热，所以有必要对充电、储能的过程进行监测，而上述现有技术还存在无法根据充电时电池温度上升程度，自动调节降温机构运行功率和降温速度，从而在保证电池温度的同时，减小降温机构的能耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：储能电池的储能监测方法，包括以下步骤：
S1、模拟各种充电功率情况，获取充电时的电池数据，所述电池数据包括电池温度、单位时间发热量；
S2、基于电池充电功率及各时间的电池温度、单位时间发热量，训练第一时间序列模型，得到充电模型，所述充电模型用于根据输入充电模型的充电功率，预测距当前时间设置时间的电池温度和单位时间发热量；
S3、模拟电池的各种充电情况，在电池各种充电情况下，使用温度控制单元对电池进行降温测试，使得电池温度不大于第二温度阈值；
S4、基于电池各时间的单位时间发热量、温控设备的工作功率和电池温度，训练第二时间序列模型，得到温控模型，所述温控模型用于将充电模型预测的单位时间发热量和距当前时间设置时间的目标电池温度输入温控模型，得到预测的温控设备的工作功率；
S5、利用充电模型和温控模型，预测温度控制单元的工作功率，控制温度控制单元以预测功率运行。
进一步的，建立所述温控模型具体包括以下步骤：
a1、获取在电池各种充电情况下的单位时间发热量，并在电池温度达到设置的第一温度阈值时，使用温控设备对电池进行降温；
a2、测出电池各种充电情况下，使电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率，并记录数据；
a3、对记录数据进行预处理得到样本集，并将样本集均分为训练集和验证集，基于训练集训练第二时间序列模型，并使用验证集对训练后的第二时间序列模型进行验证；
a4、若验证结果的准确率低于设置的准确率，则修改第二时间序列模型的参数，返回a3；若验证结果的准确率大于等于设置的准确率，则确定第二时间序列模型的参数，得到温控模型。
进一步的，所述a1还包括确定温控设备的介入时间，具体步骤为：
b1、设置测试时长为t；
b2、将温控设备介入时间，更新为T-t，其中T为温控设备介入时间，T初始值为电池温度达到第一温度阈值的时间；
b3、将b2重复设置次数，筛选出在电池各种充电情况下，电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率时T的取值，及对应的记录数据，然后利用该记录数据执行a3。
进一步的，S5步骤具体包括以下步骤：
c1、根据电池工作数据，和充电模型对电池温度和电池单位发热量进行预测；
c2、根据预测的电池温度和单位发热量，以及温控模型，对温控设备工作功率进行预测；
c3、将预测的工作功率发送给温控调节模块，通过温控调节模块对温控设备进行控制，使温控设备以预测的工作功率工作。
储能电池的储能监测***，用于执行储能电池的储能监测方法，包括电池监测模块、温度控制单元、充电模型模块、温控模型模块、综合处理模块；
所述电池监测模块用于对电池进行实时监测，获取电池数据；
所述温度控制单元用于根据获取的电池数据，控制温控设备对电池温度进行控制；
所述充电模型模块用于根据获取的电池数据，建立充电模型；
所述温控模型模块与温度控制单元和电池监测模块连接，用于获取电池工作数据中的电池单位时间发热量和温度控制单元工作数据，建立温控模型，根据电池的单位时间发热量对温度控制单元的工作功率进行预测；
所述综合处理模块用于根据充电模型、温控模型的预测数据，获取的电池数据和温度控制单元的工作数据，进行分析，确定温度控制单元工作功率。
进一步的，所述温度控制单元包括温控设备、温控监测模块、温控调节模块；
所述温控设备用于对电池进行降温，降温包括制冷和风冷散热两种方式；
所述温控监测模块与温控设备连接，用于获取温控设备工作数据，对于制冷，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的制冷量；对于风冷散热，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的通风量；
所述温控调节模块与温控设备连接，用于调节温控设备的工作功率。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行程序时实现储能电池的储能监测方法。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现储能电池的储能监测方法。
与现有技术相比，本发明提供的储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，通过设置电池监测模块、温度控制单元、充电模型模块、温控模型模块，可通过的电池的充电时的电池数据进行获取分析，以及通过对温控设备以不同功率工作对电池的影响进行测试，并进行分析，可使电池温度不会过高的同时，温控设备以较低的功率工作，在保证电池正常充电及使用寿命的同时，还降低了温控设备的能耗。
与现有技术相比，本发明提供的储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，通过设置温控模型模块，还可对温控设备介入时间进行测试，得到保证温控设备以更低功率工作，并可保证电池温度不会过高的温控设备介入时间，进一步降低了，温控设备的能耗。
与现有技术相比，本发明提供的储能电池的储能监测方法、装置、设备以及介质，通过设置综合处理模块，可对电池温度和单位发热量进行预测，并根据预测电池温度和单位发热量，计算温控设备的工作功率，可预测更长时间的温控设备的工作功率，并根据预测结果实时对工作功率进行调整，保证温控设备工作功率符合当前电池充电时的发热情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的***结构框图；
图2为本发明实施例提供的方法步骤图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此，实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不旨在是限制性的。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语（包括技术和科学术语）的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。
请参阅图1-图2，本发明提供储能电池的储能监测方法，包括以下步骤：
S1、模拟各种充电功率情况，获取充电时的电池数据，所述电池数据包括电池温度、单位时间发热量；
S2、基于电池充电功率及各时间的电池温度、单位时间发热量，训练第一时间序列模型，得到充电模型，所述充电模型用于根据输入充电模型的充电功率，预测距当前时间设置时间的电池温度和单位时间发热量；
S3、模拟电池的各种充电情况，在电池各种充电情况下，使用温度控制单元对电池进行降温测试，使得电池温度不大于第二温度阈值；
S4、基于电池各时间的单位时间发热量、温控设备的工作功率和电池温度，训练第二时间序列模型，得到温控模型，所述温控模型用于将充电模型预测的单位时间发热量和距当前时间设置时间的目标电池温度输入温控模型，得到预测的温控设备的工作功率；
建立温控模型的具体步骤为：
a1、获取在电池各种充电情况下的单位时间发热量，并在电池温度达到设置的第一温度阈值时，使用温控设备对电池进行降温；进一步的，步骤还包括确定温控设备介入时间，具体步骤为：
b1、设置测试时长为t；
b2、将温控设备介入时间，更新为T-t，其中T为温控设备介入时间，T初始值为电池温度达到第一温度阈值的时间；
b3、将b2重复设置次数，筛选出在电池各种充电情况下，电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率时T的取值，及对应的记录数据，然后利用该记录数据执行a3。其中第一温度阈值和第二温度阈值可根据行业标准设置，优选的，第一温度阈值为40℃，第二温度阈值为55℃。
a2、测出电池各种充电情况下，使电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率，并记录数据；
a3、对记录数据进行预处理得到样本集，并将样本集均分为训练集和验证集，基于训练集训练第二时间序列模型，并使用验证集对训练后的第二时间序列模型进行验证；
a4、若验证结果的准确率低于设置的准确率，则修改第二时间序列模型的参数，返回a3；若验证结果的准确率大于等于设置的准确率，则确定第二时间序列模型的参数，得到温控模型。
S5、利用充电模型和温控模型，预测温度控制单元的工作功率，控制温度控制单元以预测功率运行，具体包括以下步骤：
c1、根据电池工作数据，和充电模型对电池温度和电池单位发热量进行预测；
c2、根据预测的电池温度和单位发热量，以及温控模型，对温控设备工作功率进行预测；
c3、将预测的工作功率发送给温控调节模块，通过温控调节模块对温控设备进行控制，使温控设备以预测的工作功率工作。
本发明还提供了储能电池的储能监测***，包括电池监测模块、温度控制单元、充电模型模块、温控模型模块、综合处理模块；
电池监测模块与电池连接，用于对电池进行实时监测，获取电池数据，电池数据包括电池的工作电压、工作电流、电池温度、电阻、单位时间发热量等，其中单位电池发热量可通过工作电压、工作电流、电阻计算得到；
温度控制单元用于根据获取的电池数据，对电池温度进行控制；温度控制单元包括温控设备、温控监测模块、温控调节模块；温控设备用于对电池进行降温，降温包括制冷和风冷散热两种方式，其中制冷可采用半导体制冷技术，风冷散热可采用散热风扇；
温控监测模块与温控设备连接，用于获取温控设备工作数据，对于制冷，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的制冷量，可通过试验测试和温控设备的参数获得；对于风冷散热，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的通风量，可通过试验测试和温控设备的参数获得。温控调节模块与温控设备连接，用于调节温控设备的工作功率。
充电模型模块用于根据获取的电池数据，具体将电池充电功率及各时间的电池温度、单位时间发热量作为样本集，并将样本集均分为训练集和验证集，使用训练集对第一时间序列模型进行训练，初步确定第一时间序列模型的各参数数值，然后使用验证集对第一时间序列模型进行验证，验证第一时间序列模型是否准确，不准确则修改参数再进行训练和验证直至准确度满足要求，确定第一时间序列模型的参数，得到充电模型。
温控模型模块与温度控制单元和电池监测模块连接，用于获取电池工作数据中的电池单位时间发热量和温度控制单元工作数据，建立温控模型，根据电池的单位时间发热量对温度控制单元的工作功率进行预测；
综合处理模块用于根据充电模型、温控模型的预测数据，获取的电池数据和温度控制单元的工作数据，进行分析，确定温度控制单元工作功率。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.储能电池的储能监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、模拟各种充电功率情况，获取充电时的电池数据，所述电池数据包括电池温度、单位时间发热量；
S2、基于电池充电功率及各时间的电池温度、单位时间发热量，训练第一时间序列模型，得到充电模型，所述充电模型用于根据输入充电模型的充电功率，预测距当前时间设置时间的电池温度和单位时间发热量；
S3、模拟电池的各种充电情况，在电池各种充电情况下，使用温度控制单元对电池进行降温测试，使得电池温度不大于第二温度阈值；
S4、基于电池各时间的单位时间发热量、温控设备的工作功率和电池温度，训练第二时间序列模型，得到温控模型，所述温控模型用于将充电模型预测的单位时间发热量和距当前时间设置时间的目标电池温度输入温控模型，得到预测的温控设备的工作功率；
建立所述温控模型具体包括以下步骤：
a1、获取在电池各种充电情况下的单位时间发热量，并在电池温度达到设置的第一温度阈值时，使用温控设备对电池进行降温；
a2、测出电池各种充电情况下，使电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率，并记录数据；
a3、对记录数据进行预处理得到样本集，并将样本集均分为训练集和验证集，基于训练集训练第二时间序列模型，并使用验证集对训练后的第二时间序列模型进行验证；
a4、若验证结果的准确率低于设置的准确率，则修改第二时间序列模型的参数，返回a3；若验证结果的准确率大于等于设置的准确率，则确定第二时间序列模型的参数，得到温控模型；
S5、利用充电模型和温控模型，预测温度控制单元的工作功率，控制温度控制单元以预测功率运行。
2.根据权利要求1所述的储能电池的储能监测方法，其特征在于：所述a1还包括确定温控设备的介入时间，具体步骤为：
b1、设置测试时长为t；
b2、将温控设备介入时间，更新为T-t，其中T为温控设备介入时间，T初始值为电池温度达到第一温度阈值的时间；
b3、将b2重复设置次数，筛选出在电池各种充电情况下，电池温度不超过第二温度阈值的温控设备的最小功率时T的取值，及对应的记录数据，然后利用该记录数据执行a3。
3.根据权利要求1所述的储能电池的储能监测方法，其特征在于：S5步骤具体包括以下步骤：
c1、根据电池工作数据，和充电模型对电池温度和电池单位发热量进行预测；
c2、根据预测的电池温度和单位发热量，以及温控模型，对温控设备工作功率进行预测；
c3、对温控设备进行控制，使温控设备以预测的工作功率工作。
4.储能电池的储能监测***，用于执行权利要求1-3任一项所述的储能电池的储能监测方法，其特征在于：包括电池监测模块、温度控制单元、充电模型模块、温控模型模块、综合处理模块；
所述电池监测模块用于对电池进行实时监测，获取电池数据；
所述温度控制单元用于根据获取的电池数据，控制温控设备对电池温度进行控制；
所述充电模型模块用于根据获取的电池数据，建立充电模型；
所述温控模型模块与温度控制单元和电池监测模块连接，用于获取电池工作数据中的电池单位时间发热量和温度控制单元工作数据，建立温控模型，根据电池的单位时间发热量对温度控制单元的工作功率进行预测；
所述综合处理模块用于根据充电模型、温控模型的预测数据，获取的电池数据和温度控制单元的工作数据，进行分析，确定温度控制单元工作功率。
5.根据权利要求4所述的储能电池的储能监测***，其特征在于：所述温度控制单元包括温控设备、温控监测模块、温控调节模块；
所述温控设备用于对电池进行降温，降温包括制冷和风冷散热两种方式；
所述温控监测模块与温控设备连接，用于获取温控设备工作数据，对于制冷，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的制冷量；对于风冷散热，获取的工作数据包括温控设备的工作功率，单位时间的通风量；
所述温控调节模块与温控设备连接，用于调节温控设备的工作功率。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行程序时实现如权利要求1-3任一项所述的储能电池的储能监测方法。
7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的储能电池的储能监测方法。
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2023
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