一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，以智能傳感技術為依托，與現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法相結合，根據(jù)各類儲能產(chǎn)品自身特性，發(fā)展不同傳感技術進行重點因子安全數(shù)據(jù)采集；用分類檢測的手段針對不同安全因子進行相關產(chǎn)品的傳感測試；運用“人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)”、“稀疏核相關向量機”、“隱馬爾科夫模型”、“線性動態(tài)系統(tǒng)”等現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法，建立安全因子對儲能產(chǎn)品安全性影響的數(shù)據(jù)模型；通過模擬分析制定儲能產(chǎn)品的安全性級別，形成安全識別與風險防范系統(tǒng)；對儲能產(chǎn)品安全性做出客觀評價。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于儲能產(chǎn)品安全領域，尤其是涉及一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法。
技術介紹
中國是世界第一大儲能產(chǎn)品的生產(chǎn)國，據(jù)統(tǒng)計目前全世界約50％以上的儲能產(chǎn)品產(chǎn)自中國，占全世界產(chǎn)量的二分之一強。高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所(GBII)調(diào)研顯示，2012年中國新能源汽車、電網(wǎng)儲能、通信基站等領域的成品鋰電池組市場規(guī)模同比增長34.6％；其中，中國企業(yè)應用于國內(nèi)外通信基站的鋰電池市場規(guī)模更是增長了100％。儲能產(chǎn)品作為人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸钪蓄l繁使用的機電產(chǎn)品，近幾年，儲能產(chǎn)品在化學結構上不斷改進，化學性能不斷提高，例如，提高了儲能產(chǎn)品的容量和放電能力等，以滿足以儲能產(chǎn)品為電源的新型用電器具技術發(fā)展的需要，不斷有新型號、新規(guī)格儲能產(chǎn)品出現(xiàn)，儲能產(chǎn)品的安全問題也日益突出。每年因其具有的人身、健康、環(huán)境危害等特性，發(fā)生的火災爆炸、血鉛中毒、水與土壤環(huán)境污染等事故曾出不窮。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術旨在提出一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，對儲能產(chǎn)品的重點安全因子進行調(diào)研和篩選，利用多種新型傳感檢測技術，高靈敏實時地采集不同重點安全因子數(shù)據(jù)信息，并結合各類儲能產(chǎn)品自身特性，通過對現(xiàn)有結果信息及傳感檢測信息的分析、擬合，建立針對典型儲能產(chǎn)品的性能安全識別模型，通過模擬分析制定儲能產(chǎn)品的安全性級別，形成性能安全識別與風險防范評價系統(tǒng)。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，包括以下步驟：第一步為重點安全因子的篩選及現(xiàn)有安全檢測結果信息采集：主要集中在與儲能相關的各類器材的安全性信息的收集整理和獲取；第二步為重點安全因子傳感數(shù)據(jù)采集：針對不同儲能產(chǎn)品的重點安全因子，采取不同傳感技術進行重點因子安全數(shù)據(jù)采集，用分類檢測的手段針對不同安全因子進行相關產(chǎn)品的傳感測試；第三步為數(shù)據(jù)分析及安全識別模型的建立：該階段首先將現(xiàn)有安全檢測的實驗結果和傳感數(shù)據(jù)進行處理與去噪，然后運用“人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)”、“稀疏核相關向量機”、“隱馬爾科夫模型”、“線性動態(tài)系統(tǒng)”等現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法，建立安全因子對儲能產(chǎn)品安全性影響的數(shù)據(jù)模型，通過k-折疊交叉驗證法方法對模型可靠性進行驗證，利用所建立模型模擬檢測分析儲能產(chǎn)品安全性能，測試結果與現(xiàn)有試驗方法進行比對，驗證模型的功效；第四步為基于安全識別模型的模擬檢測與風險防范：主要通過對儲能產(chǎn)品安全性試驗過程中大量傳感數(shù)據(jù)的采集，建立模擬安全實驗數(shù)據(jù)庫，并將安全識別模型應用到儲能產(chǎn)品安全性實驗過程中，對可能存在的風險進行預警和防范。進一步的，第一步中信息的來源主要側重于以下三方面：a、根據(jù)儲能產(chǎn)品的種類，分別對可能其存在的安全性危害進行分類；b、對儲能產(chǎn)品安全性危害的原理進行分析和推導，對可能產(chǎn)生危害結果和程度進行預判和評估；c、通過總結現(xiàn)有各類儲能產(chǎn)品的安全性試驗標準，確定實驗過程中重點關注信息及數(shù)據(jù)采集方法；儲能產(chǎn)品包括一次電池、二次電池和鉛酸蓄電池。進一步的，第一步中a步驟所述的儲能產(chǎn)品安全性危害包括變型、泄露、擊穿、起火和爆炸。進一步的，第二步中傳感測試包括以下三種檢測：a、電流檢測：通過霍爾電流傳感器進行非接觸式測量；b、溫度檢測：通過紅外熱成像傳感裝置，對涉及電池溫度變化的檢測項目進行可視化傳感分析，測試電池熱量變化，通過紅外熱成像圖，直觀區(qū)分電池不同部位的熱量變化，避免因測溫點不同引起的檢測結果差別；c、結構形態(tài)變化：針對各種涉及電池物理形態(tài)變化的重物沖擊、振動、碰撞、自由跌落、擠壓電芯檢測項目，采用X射線、超聲波傳感檢測，通過成像設備將傳感信號轉(zhuǎn)換為電池的內(nèi)外部物理結構形貌，通過連續(xù)傳感數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換，分析各種檢測項目過程中電池的物理結構形貌變化，從而判斷其安全性能。進一步的，第二步中a步驟所述的霍爾傳感器前加入一級放大電路，實現(xiàn)對不同類型及容量電池的傳感檢測。進一步的，第三步中數(shù)據(jù)處理方法主要包括內(nèi)容：a、通過以儲能產(chǎn)品特征，參數(shù)，及安全性實驗過程中安全因子作為模型輸入向量，運用3層反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法，對2007-2012年天津局工業(yè)品中心機電實驗室的大量電池安全性檢測試驗數(shù)據(jù)進行訓練和驗證，經(jīng)過SAS軟件進行大量迭代運算，建立儲能產(chǎn)品的材質(zhì)、技術參數(shù)、各類安全因子對其安全性能影響的數(shù)據(jù)模型；b、引入相關向量機，基于連續(xù)稀疏貝葉斯學習算法建立相應的安全識別模型；c、為處理為實時動態(tài)測量數(shù)據(jù)的傳感數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)中的時間相關性，引入隱馬爾科夫模型及線性動態(tài)系統(tǒng),使用Viterbi算法建立即時傳感數(shù)據(jù)對于安全性影響的智能模型；d、為進一步驗證上述三個模型的可靠性，運用傳統(tǒng)的k-折疊交叉驗證驗證方法對上述模型可靠性進行驗證，選取誤差最小的模型作為安全因子對儲能產(chǎn)品安全性影響的數(shù)據(jù)模型；e、通過大量實驗驗證，進一步比較模型預測結果與實際結果的一致性，評估模型功效，完善模型的準確性。相對于現(xiàn)有技術，本專利技術所述的儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法具有以下優(yōu)勢：對儲能產(chǎn)品如鉛酸蓄電池，二次動力鋰電池，燃料電池的重點安全因子進行調(diào)研和篩選，利用多種新型傳感檢測技術，高靈敏實時地采集不同重點安全因子數(shù)據(jù)信息，并結合各類儲能產(chǎn)品自身特性，通過對現(xiàn)有結果信息及傳感檢測信息的分析、擬合，建立針對典型儲能產(chǎn)品的性能安全識別模型，通過模擬分析制定儲能產(chǎn)品的安全性級別，形成性能安全識別與風險防范評價系統(tǒng)，填補國內(nèi)空白，其有益效果可應用于儲能產(chǎn)品生產(chǎn)、儲運和管理各個環(huán)節(jié)，以全面推動我國儲能產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)的升級換代。具體實施方式在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本專利技術中的具體含義。本專利技術主要針對電池類儲能產(chǎn)品進行研究，主要研究對象如下①一次電池：主要包括如普通鋅錳電池，堿性鋅錳電池，鋅-氧化汞電池，鋅-氧化銀電池，鋅-空氣電池，鋰電池(鋰-二氧化錳、鋰-硫化銅、鋰-氟化碳、鋰-二氧化硫鋰-亞硫酰氯等)等，②二次電池：主要包括鋰離子電池(液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電池)、鎘鎳電池、氫鎳電池等。③鉛酸蓄電池：主要包括起動用鉛酸蓄電池；動力用鉛酸蓄電池；固定型閥控密封式鉛酸蓄電池和其它類包括鉛酸蓄電池等本專利技術主要包括以下四個步驟：第一步重點安全因子的篩選及現(xiàn)有安全檢測結果信息采集：主要集中在與儲能相關的各類器材的安全性信息的收集整理和獲取。其信息的來源主要側重于以下幾個方面：①根據(jù)儲能產(chǎn)品的種類，分別對其可能存在的安全性危害(如變型、泄露、擊穿、起火、爆炸等)進行分類；②對儲能產(chǎn)品安全性危害的原理進行分析和推導，對可能產(chǎn)生危害結果和程度進行預判和評估；③通過總結現(xiàn)有各類儲能產(chǎn)品的安全性試驗標準，確定實驗過程中重點關注信息及數(shù)據(jù)采集方法。第二步為重點安全因子傳感數(shù)據(jù)采集：針對不同電池的重點安全因子，采取不同傳感技術進行重點因子安全數(shù)據(jù)采集；用分類檢測的手段針對不同安全因子進行相關產(chǎn)品的傳感測試。針對跌落、擠壓、針刺、過度充放電等現(xiàn)有測試方式，采用新型傳感技術(如霍爾元件電磁傳感檢測、紅外遙感溫度測試、X射線物理形貌本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，其特征在于：包括以下步驟：第一步為重點安全因子的篩選及現(xiàn)有安全檢測結果信息采集：主要集中在與儲能相關的各類器材的安全性信息的收集整理和獲取；第二步為重點安全因子傳感數(shù)據(jù)采集：針對不同儲能產(chǎn)品的重點安全因子，采取不同傳感技術進行重點因子安全數(shù)據(jù)采集，用分類檢測的手段針對不同安全因子進行相關產(chǎn)品的傳感測試；第三步為數(shù)據(jù)分析及安全識別模型的建立：該階段首先將現(xiàn)有安全檢測的實驗結果和傳感數(shù)據(jù)進行處理與去噪，然后運用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法，建立安全性影響的數(shù)據(jù)模型；第四步為基于安全識別模型的模擬檢測與風險防范：主要通過對儲能產(chǎn)品安全性試驗過程中大量傳感數(shù)據(jù)的采集，建立模擬安全實驗數(shù)據(jù)庫，并將安全識別模型應用到儲能產(chǎn)品安全性實驗過程中，對可能存在的風險進行預警和防范。

【技術特征摘要】
1.一種儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，其特征在于：包括以下步驟：第一步為重點安全因子的篩選及現(xiàn)有安全檢測結果信息采集：主要集中在與儲能相關的各類器材的安全性信息的收集整理和獲取；第二步為重點安全因子傳感數(shù)據(jù)采集：針對不同儲能產(chǎn)品的重點安全因子，采取不同傳感技術進行重點因子安全數(shù)據(jù)采集，用分類檢測的手段針對不同安全因子進行相關產(chǎn)品的傳感測試；第三步為數(shù)據(jù)分析及安全識別模型的建立：該階段首先將現(xiàn)有安全檢測的實驗結果和傳感數(shù)據(jù)進行處理與去噪，然后運用現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法，建立安全性影響的數(shù)據(jù)模型；第四步為基于安全識別模型的模擬檢測與風險防范：主要通過對儲能產(chǎn)品安全性試驗過程中大量傳感數(shù)據(jù)的采集，建立模擬安全實驗數(shù)據(jù)庫，并將安全識別模型應用到儲能產(chǎn)品安全性實驗過程中，對可能存在的風險進行預警和防范。2.根據(jù)權利要求1所述的儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，其特征在于：第一步中信息的來源主要側重于以下三方面：a、根據(jù)儲能產(chǎn)品的種類，分別對可能其存在的安全性危害進行分類；b、對儲能產(chǎn)品安全性危害的原理進行分析和推導，對可能產(chǎn)生危害結果和程度進行預判和評估；c、通過總結現(xiàn)有各類儲能產(chǎn)品的安全性試驗標準，確定實驗過程中重點關注信息及數(shù)據(jù)采集方法。3.根據(jù)權利要求2所述的儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，其特征在于：第一步中a步驟所述的儲能產(chǎn)品安全性危害包括變型、泄露、擊穿、起火和爆炸。4.根據(jù)權利要求1所述的儲能產(chǎn)品的安全性能評價方法，其特征在于：第二步中傳感測試包括以下三種檢測：a、電流檢測：通過霍爾電流傳感器進行非接觸式測量；b、溫度檢測：通過紅外熱成像傳感裝置，對涉及儲能產(chǎn)品溫度變化的檢測項目進...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李晶，李濤，張慧，陳振玲，
申請(專利權)人：天津出入境檢驗檢疫局工業(yè)產(chǎn)品安全技術中心，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12