[发明专利]基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法

权利要求书

1.一种基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在电池组正式充电前，先将单体电池的电量放空，然后串联成组；施加小电流预充，然后将电池组静置，判别是否存在处于内短路中期故障的电池单体；采集电池静置时的单体电压数据，计算出各单体特征参数f′(u)和特征参数平均值根据此特征参数进行内短路中期故障电池的判定；当单体特征参数f′(u)超过阈值时，则判断该单体为内短路中期故障电池；所述f′(u)表示电池预充后静置阶段的电压回弹曲线切线斜率；

步骤2、对电池组进行单次恒流充电，通过采集恒流充电数据，计算得到各单体特征参数DV_Valley，并根据此参数的值进行老化电池和正常电池的初步判定；当特征参数DV_Valley小于阈值k2时，判断该单体为待定正常电池，否则为待定老化电池；所述DV_Valley表示电池微分容量曲线最低点的纵坐标；

步骤3、对电池组进行多次恒流充电，根据充电数据计算得到特征参数ΔUCC；根据ΔUCC的值分别对步骤2分类的待定正常电池和待定老化电池进行进一步判定；对于待定正常电池，当ΔUCC值判定为异常时，对应单体为内短路早期故障电池，否则为正常电池；对于待定老化电池，当ΔUCC值判定为异常时，对应单体为内短路早期故障电池，否则为老化电池；所述ΔUCC表示相邻充电过程中的上端充电电量差值；

步骤4、针对步骤3辨识出来的内短路早期故障电池，利用特征参数ΔUCC作为故障特征，进行内短路电池等效电阻的计算，实现定量诊断电池内短路故障。

2.根据权利要求1所述的基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法，其特征在于，步骤1具体为：

步骤1-1，各单体进行0.5C恒流放电至下限截止电压2.75V；

步骤1-2，搁置2h，然后串联成组；

步骤1-3，以1C恒流将电池组充电至10％SOC，然后搁置30min；

步骤1-4，接入内短路电阻；

步骤1-5，对电池组施加时长1min、0.1C恒流的充电脉冲；

步骤1-6，静置10min，然后断开内短路电阻；

步骤1-7，重复步骤1-3至1-6，将电池组充电至30％SOC；

步骤1-8，计算充电结束时刻到静置结束时刻对应的电池电压曲线段的切线斜率f′(u)；

步骤1-9，将计算得到的各单体特征参数f′(u)取平均值得到特征参数平均值通过比较单体特征参数f′(u)和阈值判定电池是否处于内短路中期；当单体特征参数f′(u)超过阈值时，判定该单体为内短路中期故障电池。

3.根据权利要求2所述的基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法，其特征在于，步骤1-8中，对于离散数据，特征参数f′(u)可用下式表示：

其中k是采样点序号，T是采样周期，u(kT)为第k个采样周期时刻的电压值，u((k+1)T)为第k+1个采样周期时刻的电压值。

4.根据权利要求2所述的基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法，其特征在于，步骤1-9中，k1取值为3。

5.根据权利要求1所述的基于特征提取的电池容量损失与内短路故障识别方法，其特征在于，步骤2具体为：

步骤2-1，对各单体进行0.5C恒流放电至下限截止电压2.75V；

步骤2-2，对电池搁置2h，然后串联成组；

步骤2-3，接入内短路电阻；

步骤2-4，以0.5C将电池组恒流充电至任一单体上限截止电压4.2V，搁置10分钟；

步骤2-5，以0.5C将电池组恒流放电至任一单体截止电压3V，搁置20分钟；

步骤2-6，重复步骤2-4至2-5，对电池组进行多次循环充/放电测试；

步骤2-7，采集恒流充电数据，计算各单体特征参数DV_Valley；

步骤2-8，将得到的特征参数DV_Valley与阈值k2进行比较，当DV_Valley大于等于k2时，该电池单体判定为待定老化电池，当DV_Valley小于k2时，该电池单体判定为待定正常电池。