电芯特性分析方法、装置和设备与流程

本技术实施例涉及电池管理，具体涉及一种电芯特性分析方法、装置、设备和计算机存储介质。

背景技术：

1、随着电动汽车、储能系统等的迅速发展，对电池性能的管理和监控变得愈发重要。现有的电池管理系统通常通过预设的模型对电池状态进行估算，以确定电池的特性情况。

2、本技术发明人在研究中发现，现有的电池模型大多基于理想实验条件，无法准确反映实际使用环境中的电池性能变化，许多电池参数是预设的，缺乏根据实际使用情况进行自适应调整的能力，难以应对电池性能随时间和使用环境变化的问题，导致估算结果存在较大误差。现有的电池管理系统往往不能实时监控和更新这些变化，影响了电池状态的准确估计。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种电芯特性分析方法、装置、设备和计算机存储介质，用于解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、根据本技术实施例的一方面，提出了一种电芯特性分析方法，所述方法包括：

3、s1：对所述电芯以第一放电电流i进行放电，获取第一电压值v1；

4、s2：获取对所述电芯放电结束时的第二电压值v2；

5、s3：获取对所述电芯放电结束t1秒后的第三电压值v3；

6、s4：获取放电结束后的稳定电压值v4；

7、s5：根据所述稳定电压值v4、第二电压值v2和所述第一放电电流i确定所述电芯的极化电阻r1；根据所述稳定电压值v4、第三电压值v3和所述第二电压值v2确定所述电芯的时间常数τ；

8、s6：根据所述第一放电电流i、所述极化电阻r1和所述时间常数τ确定所述电芯的性能参数、阻尼因子和阻尼因子更新系数；根据所述性能参数确定所述电芯对应的放电响应函数；

9、s7：获取所述电芯的第一实时电压值，并根据所述放电响应函数对所述电芯的电压值进行预测，生成第一电压预测记录；获取所述第一实时电压值和所述第一电压预测记录之间的第一残差值；

10、s8：根据所述第一残差值和所述阻尼因子，通过lm算法对所述性能参数进行更新；

11、s9：获取所述电芯的第二实时电压值，并根据更新后的所述性能参数和所述放电响应函数确定所述电芯的第二电压预测记录，并根据所述第二实时电压值和所述第二电压预测记录确定第二残差值；

12、s10：若所述第二残差值的平方值小于或等于所述第一残差值的平方值，则根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行缩小处理；若所述第二残差值的平方值大于所述第一残差值的平方值，则根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行放大处理；

13、s11：根据处理后的所述阻尼因子和所述更新后的所述性能参数，重复执行s7至s10的步骤对所述电芯的性能参数进行迭代更新，直至所述性能参数满足预设收敛条件。

14、优选的，所述根据性能参数确定所述电芯对应的放电响应函数包括：

15、通过如下公式确定放电响应函数：

16、；

17、其中，b=ir1，。

18、优选的，所述根据所述第一残差值和所述阻尼因子，通过lm算法对所述性能参数进行更新，包括：

19、计算所述第一残差值对所述性能参数的偏导数，形成雅可比矩阵；

20、根据所述雅可比矩阵生成hessian矩阵和梯度向量；

21、根据所述hessian矩阵、所述梯度向量和所述阻尼因子对所述性能参数进行更新。

22、优选的，所述计算所述第一残差值对所述性能参数的偏导数，形成雅可比矩阵，包括：

23、通过如下公式确定雅可比矩阵：

24、；

25、其中，，b=ir1，。

26、优选的，根据所述hessian矩阵、所述梯度向量和所述阻尼因子对所述性能参数进行更新，包括：

27、通过如下公式对所述性能参数进行更新：

28、；

29、其中为当前性能参数向量，hessian矩阵，梯度向量r，所述r为第一残差值，为阻尼因子；

30、当前的性能参数：；

31、更新的性能参数：；

32、通过矩阵梯度运算得出：

33、；

34、则更新后的性能参数为：

35、；

36、。

37、优选的，所述根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行缩小处理，包括：

38、；

39、所述根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行放大处理，包括：

40、；

41、其中，为阻尼因子更新系数，为大于1的正整数。

42、优选的，所述预设收敛条件为：所述第一残差值和所述第二残差值小于预设残差阈值；或，所述性能参数和更新后的所述性能参数之间的差值小于预设幅度阈值。

43、根据本技术实施例的一方面，还提出了一种电芯特性分析装置，所述装置包括：

44、参数获取模块：用于对所述电芯以第一放电电流i进行放电，获取第一电压值v1；获取对所述电芯放电结束时的第二电压值v2；获取对所述电芯放电结束t1秒后的第三电压值v3；获取放电结束后的稳定电压值v4；还用于根据所述稳定电压值v4、第二电压值v2和所述第一放电电流i确定所述电芯的极化电阻r1；根据所述稳定电压值v4、第三电压值v3和所述第二电压值v2确定所述电芯的时间常数τ；并根据所述第一放电电流i、所述极化电阻r1和所述时间常数τ确定所述电芯的性能参数、阻尼因子和阻尼因子更新系数，根据所述性能参数确定所述电芯对应的放电响应函数；

45、第一残差值确定模块：用于获取所述电芯的第一实时电压值，并根据所述放电响应函数对所述电芯的电压值进行预测，生成第一电压预测记录；获取所述第一实时电压值和所述第一电压预测记录之间的第一残差值；

46、性能参数更新模块：用于根据所述第一残差值、所述阻尼因子，通过lm算法对所述性能参数进行更新；

47、第二残差值确定模块：用于获取所述电芯的第二实时电压值，并根据更新后的所述性能参数和所述放电响应函数确定所述电芯的第二电压预测记录，并根据所述第二实时电压值和所述第二电压预测记录确定第二残差值；

48、阻尼因子更新模块：用于判断所述性能参数是否满足预设收敛条件，若未满足预设收敛条件，则在所述第二残差值的平方值小于所述第一残差值的平方值时，根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行缩小处理；在所述第二残差值的平方值大于所述第一残差值的平方值时，根据所述阻尼因子更新系数对所述阻尼因子进行放大处理。

49、根据本技术实施例的第三方面，还提出了一种电芯特性分析设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

50、所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述实施例中任意一项所述的电芯特性分析方法。

51、根据本技术实施例的第四方面，还提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在电芯特性分析设备上运行时，使得电芯特性分析设备执行上述实施例中任意一项所述的电芯特性分析方法。

52、由上可知，本技术实施例提出一种电芯特性分析方法、装置和设备，通过采用自适应算法在线识别电池的等效电路模型参数，动态更新等效电路模型参数，使得获取的模型的初始参数能够精准反应电池的真实状态，同时，通过获取初始参数与预估参数之间的残差值，并根据该残差值通过lm算法对性能参数进行更新迭代，进一步提高了电芯特性分析的准确度，使得预测得到的性能参数能更加准确的反应电芯的真实状态。进一步的，在对电芯特性进行分析的过程中，通过判断第一残差值的平方值和第二残差值的平方值之间的大小，来确定对阻尼因子进行更新的方式，使得采用预测模型对电芯性能参数进行预测的过程更有针对性，能够使预测模型能够具有更快的收敛速度和更优的计算稳定性。

53、上述说明仅是本技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。