[发明专利]基于聚类分析的锂电池单元配组方法

摘要

本发明涉及一种基于聚类分析的锂电池单元配组方法，包括下述步骤：（1）首先根据电池类型、额定容量对电池单元进行分类，电池类型、额定容量都相同为一组，分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合都可以进入下一步的配组；（2）选取健康状态、自放电率、内阻、开路电压、充电效率、循环次数中的一个以上因素组合对电池单元集合进行配组；上述分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合完成配组或者进入下一步的配组。本发明综合评估了影响电池性能的各种因素，改善了电池初始性能一致性，同时也有效的降低了电池使用过程中电池性能突变的概率，提高了电池单元使用效率，同时延长了成组电池单元的使用寿命。

主权项

一种基于聚类分析的锂电池单元配组方法，其特征在于包括下述步骤：(1)对于需要进行配组的电池单元集合B＝{B1，B2....Bsum}进行配组，sum是需要进行配组的总的电池单元个数，sum＞1；首先根据电池类型、额定容量对电池单元进行分类，电池类型、额定容量都相同为一组，分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合都可以进入下一步的配组，元素个数为1的电池单元集合说明该集合中的电池单元不能和其它任意电池单元成组使用，独立成组；(2)基于上一步得到的电池单元集合B′＝{B1，B2....Bm}，m为进入这一步需要进一步进行配组的电池单元个数，1＜m≤sum；选取健康状态、自放电率、内阻、开路电压、充电效率、循环次数中的一个以上因素组合对电池单元集合B′进行配组，对选取的各个因素分别进行归一化处理，得到原始数据阵X： X = x 11 x 12 . . . . x 1 ( n - 1 ) x 1 n x 21 x 22 . . . . x 2 ( n - 1 ) x 2 n . . . . . . . . . . . . . . . . x ( m - 1 ) 1 x ( m - 1 ) 2 . . . . x ( m - 1 ) ( n - 1 ) x ( m - 1 ) n x m 1 x m 2 . . . . x m ( n - 1 ) x mn xlu为第l个电池单元第u个因素的归一化后的数值，1≤l≤m，1≤u≤n；n代表上面选取了n个因素组合对电池单元进行配组，1≤n≤6；然后按下式计算任意两电池单元间的距离： d kh = w 1 ( x k 1 - x h 1 ) 2 + w 2 ( x k 2 - x h 2 ) 2 . . . . . + w n ( x kn - x hn ) 2 dkh为第k个电池单元与第h个电池单元间的距离，1≤k≤m，1≤h≤m；wi(1≤i≤n)为电池单元各因素占的权值，各权值根据各因素的重要性进行设置，w1+w2....+wn＝1且任意权值都大于0；然后由任意两电池单元间的距离得到对应的距离矩阵D如下： D = 0 d 12 . . . . d 1 ( m - 1 ) d 1 m d 21 0 . . . . d 2 ( m - 1 ) d 2 m . . . . . . . . . . . . . . . . d ( m - 1 ) 1 d ( m - 1 ) 2 . . . . 0 d ( m - 1 ) m d m 1 d m 2 . . . . d m ( m - 1 ) 0 设定一个距离阈值d0，0＜d0＜1，遍历矩阵D的上三角形部分或下三角形部分，当dij＜d0，则第i个电池单元与第j个电池单元归为一类；当dij＜d0，dkj＜d0，则第i个电池单元，第j个电池单元，第k个电池单元归为一类；dij为第i个电池单元与第j个电池单元间的距离，dkj为第k个电池单元与第j个电池单元间的距离；1≤i≤m，1≤j≤m，1≤k≤m，且i≠j≠k；上述分类后的任意一个电池单元个数大于1的电池单元集合完成配组或者进入下一步的配组。