本发明涉及智能控制,具体地说,涉及一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统。
背景技术:
1、随着新能源汽车、储能系统和便携式电子设备的广泛应用,磷酸铁锂电池(lfp)因其高安全性、长循环寿命和环保特性而成为主流选择之一。然而,即便如此高性能的电池,在使用和存储过程中也会面临性能衰退的问题,其中休眠电芯的出现尤为突出。休眠电芯指的是在电池组中,由于长期闲置、不当充放电、温度波动等原因,导致其内部化学反应减弱或停滞,表现为电压异常、内阻增大、容量下降等现象的电池单体。这种状态下,休眠电芯不仅影响整个电池组的性能和寿命,还会带来安全隐患,现有技术在没有智能评估的情况下,对电池进行激活修复可能是在电池实际上无法恢复性能的情况下进行的,这既浪费时间又浪费资源,并且在没有成本效益分析的情况下,用户可能无法做出最优的决策因此,设计一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,以解决上述背景技术中提出的在没有智能评估的情况下,对电池进行激活修复可能是在电池实际上无法恢复性能的情况下进行的,这既浪费时间又浪费资源的问题。
2、为实现上述目的,本发明目的在于提供了一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,包括:
3、数据采集单元:用于监控电池状态,并将电池状态数据传输至诊断分类单元;
4、诊断分类单元:用于接收并处理电池状态数据,根据电池状态数据提取电池的关键特征,并判断电池是否处于休眠状态,同时,确定电池休眠等级,再判断休眠等级是否正常,若异常则生成异常信号并传输至激活修复单元;
5、激活修复单元:用于在接受异常信号后,根据休眠等级和监测的电池状态数据判断电池是否可以激活修复,同时,预测激活修复所需的时间和成本,从而判定是否进行激活修复。
6、作为本技术方案的进一步改进,所述电池状态数据至少包括电池的电压、电流、温度、电荷状态和内阻。
7、作为本技术方案的进一步改进,所述电池的关键特征包括单体电压、电压一致性、充放电电流、自放电率、电荷状态和充放电次数。
8、作为本技术方案的进一步改进,所述判断电池是否处于休眠状态,具体如下:
9、定义休眠状态的阈值和指标,包括电压阈值、电流阈值、设备未使用时间阈值、温度阈值、循环次数阈值以及健康阈值;
10、判断是否处于休眠状态:
11、bss=(vbattery≤vsleep)∧(|ibattery|≤isleep)&(tbattery<tmin∨tbattery
12、>tmax)∨(bms=sleepmode)∨(tinactive≥tthreshold)
13、∧(chargecycles≥cthreshold)∧(batteryhealth<hthreshold)
14、其中,bss为电池睡眠状态;vsleep为触发休眠模式的电压阈值;isleep为休眠模式下的电流阈值;vbattery为电池电压;tbattery为电池温度;tmin为电池安全工作范围内的最低温度;tmax为电池安全工作范围内的最高温度;bms=sleepmode为电池管理系统处于休眠模式;tinactive为设备未使用的时间;tthreshold为时间的阈值;chargecycles为电池的充放电循环次数;cthreshold为循环次数阈值;batteryhealth为电池整体的健康状况;hthreshold为预设的健康阈值;∧为与逻辑;∨为或逻辑。
15、作为本技术方案的进一步改进,所述确定电池休眠等级具体如下:level=wv·gv(vbattery,vsleep)+wi·gi(ibattery,isleep)+wt
16、·gt(tbattery,tmin,tmax)+wbms·gbms(bms)+wt
17、·gt(tinactive,tthreshold)+wc·gc(chargecycles,cthreshold)+wh
18、·gh(batteryhealth,hthreshold)
19、其中,level为电池休眠的等级;gv(vbattery,vsleep)为电池电压和休眠电压阈值对休眠等级的贡献函数;wv为gv(vbattery,vsleep)在计算休眠等级时的重要性;gi(ibattery,isleep)为电池电流和休眠电流阈值对休眠等级的贡献函数;wi为gi(ibattery,isleep)在计算休眠等级时的重要性;gt(tbattery,tmin,tmax)为电池温度以及最低和最高安全工作温度对休眠等级的贡献函数;wt为gt(tbattery,tmin,tmax)在计算休眠等级时的重要性;gbms(bms)为bms的二进制函数;wbms为gbms(bms)在计算休眠等级时的重要性;gt(tinactive,tthreshold)为设备未使用时间和时间阈值对休眠等级的贡献函数;wt为gt(tinactive,tthreshold)在计算休眠等级时的重要性;gc(chargecycles,cthreshold)为充放电循环次数和循环次数阈值对休眠等级的贡献函数;wc为gc(chargecycles,cthreshold)在计算休眠等级时的重要性;gh(batteryhealth,hthreshold)为电池健康状况和健康阈值对休眠等级的贡献函数;wh为gh(batteryhealth,hthreshold)在计算休眠等级时的重要性。
20、作为本技术方案的进一步改进,当所述休眠等级level超过正常的休眠等级阈值时,则生成异常信号,并将异常信号传输至激活修复单元。
21、作为本技术方案的进一步改进,所述判断电池是否可以激活修复,具体步骤为:先判断休眠等级是否达到最差阈值,如果达到,则无法进行激活修复,如果未达到,则确认电池类型,检查电池是否有物理损坏,如果有则无法进行修复,如果没有损坏则进行深度放电测试,观察电池能否接受充电,如果不能,则无法进行修复,如果能则进行温度评估,如果电池在低温或高温下容量显著低于标称容量,则不能进行修复,反之则能够进行修复。
22、作为本技术方案的进一步改进,所述预测激活修复所需的时间和成本,从而判定是否进行激活修复,具体如下:
23、总时间:
24、tdiag=tequip+tanalysis+textra(level)
25、其中,tdiag为诊断时间;tequip为使用专业设备检查电池参数所需的时间;tanalysis为数据分析所需的时间;textra(level)为因电池休眠等级增加而额外需要的诊断时间;
26、ttotal=tdiag+tprep+tact+treas+tqc
27、其中,ttotal为激活修复的总时间;tprep为修复准备时间;tact为电池激活修复时间;treas为重新组装时间;tqc为质量控制时间;
28、总成本:
29、cdiag=cequip+tequip·rtech,equip+tanalysis·rtech,analysis
30、其中,cdiag为诊断成本;cequip为设备使用费,可以是一个固定的费用,也可以根据设备使用时间按比例收费;rtech,equip为技术员在设备操作期间的每小时费率;rtech,analysis为技术员在数据分析期间的每小时费率;
31、ctotal=cdiag+cmat+clab×(tdiag+tprep+tact+treas+tqc)+ceq
32、+cmgmt
33、其中,ctotal为激活修复的总成本;cmat为材料成本;clab为人工成本;ceq为设备使用费;cmgmt为管理成本;
34、如果预测总时间ttotal大于要求时间ty或者预测总成本ctotal高于预算cy则不进行激活修复,否则,进行激活修复。
35、作为本技术方案的进一步改进,所述激活修复单元包括均衡调整模块,均衡调整模块用于在激活修复的过程中,持续监测电池中每个电芯的状态调整电芯之间的电压差异;每个电芯或电芯组都配备智能控制器,均衡调整模块基于电池状态的实时变化,自动调整均衡策略。
36、作为本技术方案的进一步改进,所述激活修复单元内置多重保护机制,能够确保激活修复过程的安全性。
37、与现有技术相比,本发明的有益效果:
38、1、该一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统中,通过评估休眠等级和电池状态数据,判断电池是否适合激活修复,避免了不必要的风险和资源浪费,并且能够预测需要激活修复的电池所需的时间和成本,帮助用户做出经济和时间上的考虑,然后决定是否执行修复操作。
39、2、该一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统不仅能够优化电池激活修复的效果,还能在过程中提供安全保障,确保整个系统运行的稳定性和安全性。
1.一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述电池状态数据至少包括电池的电压、电流、温度、电荷状态和内阻。
3.根据权利要求2所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述电池的关键特征包括单体电压、电压一致性、充放电电流、自放电率、电荷状态和充放电次数。
4.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述判断电池是否处于休眠状态,具体如下:
5.根据权利要求4所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述确定电池休眠等级具体如下:
6.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:当所述休眠等级level超过正常的休眠等级阈值时,则生成异常信号,并将异常信号传输至激活修复单元(3)。
7.根据权利要求6所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述判断电池是否可以激活修复,具体步骤为:先判断休眠等级是否达到最差阈值,如果达到,则无法进行激活修复,如果未达到,则确认电池类型,检查电池是否有物理损坏,如果有则无法进行修复,如果没有损坏则进行深度放电测试,观察电池能否接受充电,如果不能,则无法进行修复,如果能则进行温度评估,如果电池在低温或高温下容量显著低于标称容量,则不能进行修复,反之则能够进行修复。
8.根据权利要求7所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述预测激活修复所需的时间和成本,从而判定是否进行激活修复,具体如下:
9.根据权利要求8所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述激活修复单元(3)包括均衡调整模块,均衡调整模块用于在激活修复的过程中,持续监测电池中每个电芯的状态调整电芯之间的电压差异;每个电芯或电芯组都配备智能控制器,均衡调整模块基于电池状态的实时变化,自动调整均衡策略。
10.根据权利要求9所述的一种磷酸铁锂休眠电芯激活修复智能控制系统,其特征在于:所述激活修复单元(3)内置多重保护机制,能够确保激活修复过程的安全性。
