[发明专利]一种储能电站电池的失效分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种储能电站电池的失效分析方法及装置，包括以下步骤：(1)对储能电池的状态进行在线评估，利用数据驱动模型分析储能电池单体各项参数健康度；(2)当至少一个参数的健康度低于设定的阈值时，通过电化学机理模型对该储能电池单体进行发热特性分析，根据分析结果对其进行容量校正和主动均衡；(3)若经过步骤(2)处理之后，仍检测到储能电站继续发出在线告警信号，则将劣化储能电池单体拆除；(4)离线诊断，找出电池失效原因。本发明将状态在线评估与性能离线诊断相结合，通过状态在线评估半定量分析电池单体失效的可能性，通过性能离线诊断定量检测电池失效程度，建立储能电站电池失效分析方法。

技术领域

本发明涉及储能技术，具体涉及一种储能电站电池的失效分析方法及装置。

背景技术

随着2017年《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》的出台，电池在电化学储能领域的应用规模迅速扩大，锂离子电池、钠离子电池等相继在储能领域实现示范应用。但是，随着充放电次数增加，储能电池面临容量下降甚至失效的风险，轻则影响储能电站能效发挥，重则可能引发火灾事故。由于储能电站规模庞大，发生火灾后灭火难度极高，造成的直接损失和间接损失极高，还容易引起电网的整体波动。目前，规模化电化学储能电站的电池失效评估，始终未能得到根本解决。

因此，随着储能系统随着使用寿命的增加，电池一致性降低，同时电池的电性能、热性能、力学性能等都降低，亟待新的技术方法和技术手段，及时有效地评估储能电站电池舱电池的失效程度，以保障对在运电池定期评估、对缺陷电池准确定位、对故障电池及时更换。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的在于提供一种能够将储能电池状态的在线评估与离线诊断相结合来实现电池失效分析的储能电站电池的失效分析方法；本发明的第二目的在于提供一种能够找出失效储能电池单体并确定其失效原因的储能电站电池的失效分析装置。

技术方案：本发明的储能电站电池的失效分析方法，包括以下步骤：

(1)对储能电池的状态进行在线评估，利用数据驱动模型分析储能电池单体的各项参数的健康度；

(2)当至少一个参数的健康度低于设定的阈值时，通过电化学机理模型对该储能电池单体进行发热特性分析，根据分析结果对对应电池进行容量校正和主动均衡；

(3)若经过步骤(2)处理之后，仍检测到储能电站继续发出在线告警信号，则根据告警信号所包含的劣化电池序号信息，将劣化储能电池单体拆除；

(4)对劣化储能电池单体的性能进行离线诊断，找出电池失效原因。

步骤(1)中，所述利用数据驱动模型分析储能电池单体的各项参数的健康度，包括：将储能电池单体的序号以及各项参数输入至数据驱动模型；所述数据驱动模型采用基于核密度的估计方法分析统计电池历史运行数据，输出得到储能电池单体的各项参数的健康度。

步骤(1)中，所述数据驱动模型的输入参数包括储能电池单体电压、单体温度、以及荷电状态SOC；所述数据驱动模型的输出参数包括电压健康度、温度健康度以及SOC健康度。

步骤(2)中，所述电化学机理模型通过电池外部电气参量的变化来识别电池内部工作状态；所述电化学机理模型的输入数据包括储能电池单体的序号、单体电压、单体温度以及电池电流。

步骤(2)中，所述电化学机理模型的输出数据包括储能电池单体的序号、剩余容量以及等效电阻。

步骤(4)中，所述离线诊断的流程包括：外观内阻检查、拆解前电性能检测、气体收集及检测、手套箱拆解、电解液溶剂溶质成分分析；其中，

所述外观内阻检查具体为检查电池单体是否有鼓胀、漏液，以及检查电池单体开路电压和交流内阻值；