[发明专利]基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断方法和装置

说明书

本申请提出了一种基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断方法，包括：获取串联电池组中电池的第一预设时长的测量电压；根据电池的电压之间的相关系数公式，得到每个电池的预测公式；根据电池的第一预设时长的测量电压，分别使用预测公式进行预测，得到每个电池当前时刻的预测电压；获取每个电池当前时刻的测量电压，并根据预测电压和测量电压计算得到每个电池的残差；基于累积求和方法对每个电池的残差进行计算，得到每个电池的对数似然比的累积和，并根据对数似然比的累积和，对电池进行故障诊断。本申请采用基于统计推断的累积求和方法对残差进行评估，提高了故障监测的灵敏性、鲁棒性和可靠性，保证了大型电池储能系统的安全运行。

技术领域

本申请涉及电池故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断方法和装置。

背景技术

锂离子电池因其体积小、重量轻、能量密度高等优点成为储能电池的首选。然而，随着电池老化，电池易发生内短路故障。内短路故障无明显的电压和温度变化，但将导致额外的容量损失并损坏电池组一致性，缩短电池寿命，并且随着故障的发展，最终还会导致热失控。因此，在没有明显特征变化的情况下诊断内短路故障非常重要。

内短路故障诊断方法主要分为模型法和数据驱动法。模型法通过建立电池的等效模型，通过评估模型预测值与传感器测量值之间的残差来诊断内短路故障。然而，模型法存在模型精度难以保证、电池参数难获取等问题。数据驱动法不依赖具体模型，通过评估采集数据的一致性或检测采集数据中的异常值，实现短路故障诊断。一致性评估方法包括相关系数法和异常值检测法。其中，相关系数法可以通过检测测量信号变化趋势的一致性来检测故障，非常适合检测没有明显异常电压现象的电池故障。然而，基于相关系数的方法对故障的敏感性较低。异常值检测法较相关系数法计算更为复杂。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断方法，解决了现有电池内短路故障诊断方法的电池等效模型精度难以保证、电池参数难获取，且故障诊断的敏感性较低，计算较为复杂的技术问题，通过计算预测电压与测量电压之间的残差，并对残差进行评估进行故障诊断，提高了故障监测的灵敏性、鲁棒性和可靠性，保证大型电池储能系统的安全运行。

本申请的第二个目的在于提出一种基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断装置。

本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于电压预测的锂离子电池内短路故障诊断方法，包括：获取串联电池组中电池的第一预设时长的测量电压；根据电池的电压之间的相关系数公式，得到每个电池的预测公式；根据电池的第一预设时长的测量电压，分别使用预测公式进行预测，得到每个电池当前时刻的预测电压；获取每个电池当前时刻的测量电压，并根据预测电压和测量电压计算得到每个电池的残差；基于累积求和方法对每个电池的残差进行计算，得到每个电池的对数似然比的累积和，并根据对数似然比的累积和，对电池进行故障诊断。

可选地，在本申请的一个实施例中，根据电池的电压之间的相关系数公式，得到每个电池的预测公式，包括：

对串联电池组中的电池进行分组，得到多个电池组，其中，每个电池组包括一个被预测电池和一个参考电池；

根据每个电池组中被预测电池和参考电池的相关系数公式，得到每个电池的预测公式。

可选地，在本申请的一个实施例中，对串联电池组中的电池进行分组，得到多个电池组，包括：

将串联电池组中每一个电池与下一个电池分为一组，并且将最后一个电池与第一个电池分为一组，得到多个电池组，其中，每个电池存在于两个电池组中，每个电池为上一个电池组的被预测电池，同时为下一个电池组的参考电池。