本發明專利技術涉及電池技術領域，公開了一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統及方法，該方法包括獲取電池的狀態數據，根據所述狀態數據獲得電化學阻抗、熱擴散系數；根據所述電化學阻抗獲得荷電狀態變化率；根據氣體釋放情況獲得化學成分數據；根據所述熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估；根據所述綜合評估結果進行預警。本發明專利技術能夠實時監測電池的健康狀況，提前發現潛在問題，從而避免突發故障和安全事故。通過精確的電化學阻抗、熱擴散系數和化學成分數據的分析，預警檢測系統及方法能夠及時發現電池性能的微小變化，為維護和更換電池提供科學依據。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池，具體而言，涉及一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統及方法。
技術介紹
1、隨著可再生能源的快速發展，儲能系統在電力系統中的作用日益凸顯。電源側儲能系統作為電網的重要組成部分，其安全穩定運行對整個電力系統的可靠性具有重要影響。電池作為儲能系統的核心部件，其健康狀況直接關系到儲能系統的性能和壽命。然而，由于電池在長期運行過程中會受到各種內外因素的影響，如溫度、循環次數、充放電深度等，可能會出現性能衰退、容量下降甚至安全事故。因此，建立一種有效的電池預警檢測系統對于保障電源側儲能系統的安全運行至關重要。
2、目前，電池預警檢測技術主要包括基于電池內阻、電壓、電流、溫度等參數的監測，以及基于電池充放電特性的分析。但是，現有的預警檢測系統往往存在以下問題：一是單一參數監測難以全面反映電池的健康狀況；二是缺乏對電池老化機理的深入理解，預警閾值設置不夠準確；三是預警系統與電池管理系統(bms)的集成度不高，難以實現智能化預警。因此，亟需一種創新的預警檢測方法，該方法能夠綜合考慮多種參數，并結合電池老化機理，以提高預警的準確性和系統的智能化水平。
技術實現思路
1、鑒于此，本專利技術提出了一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統及方法，旨在提高電池預警檢測的準確性和可靠性，確保電網的穩定運行。
2、本專利技術提出了一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，包括：
3、獲取電池的狀態數據，根據所述狀態數據獲得電化學阻抗、熱擴散系數；
4、根據所述電化學阻抗獲得荷電狀態變化率；
5、根據氣體釋放情況獲得化學成分數據；
6、根據所述熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估；
7、根據所述綜合評估結果進行預警。
8、優選的，所述狀態數據包括電化學阻抗、電解質電阻、電荷轉移電阻、雙電層電容、角頻率、warburg阻抗、荷電狀態變化率、比例常數、時間、熱擴散系數、測量點距離熱源的距離、溫度上升到施加熱量一半所需的時間、氣體對紅外光的吸光度、氣體濃度、氣體樣本的吸收值、無氣體條件下的吸光度、參考氣體的濃度、氣體濃度變化量、當前氣體濃度、初始氣體濃度以及氣體的權重。
9、優選的，所述電化學阻抗的計算式為：
10、
11、ω＝2πf；
12、其中，z(ω)表示電池在不同頻率下的總阻抗，單位為歐姆；rs表示電池的電解質電阻，表示電解質、導線和接觸點的串聯電阻；rct表示電荷轉移電阻；cdl表示雙電層電容；ω表示角頻率；zw(ω)表示warburg阻抗；f表示測試的頻率。
13、優選的，所述warburg阻抗的計算式為：
14、
15、其中，σ表示warburg系數；j表示虛數單位，
16、優選的，所述荷電狀態變化率的計算式為：
17、
18、其中，表示荷電狀態變化率，單位為％/s；k表示比例常數；rct表示電荷轉移電阻；t表示時間。
19、優選的，所述熱擴散特性的獲得方式包括：
20、在電池的表面施加恒定或脈沖熱源，測量電池內部或表面的溫度變化，獲得電池的溫度分布；
21、通過傳導熱量在電池內擴散的時間和溫度分布，估算出整體的熱擴散系數；所述熱擴散系數的估算公式為：
22、
23、其中，α表示熱擴散系數；x表示測量點距離熱源的距離；t1/2表示溫度上升到施加熱量的一半所需的時間。
24、優選的，根據氣體釋放情況獲得化學成分數據時，包括以下步驟：
25、測量氣體對紅外光的吸光度，根據以下計算式計算綜合指數，所述綜合指數用于量化單位時間的氣體總體變化量：
26、
27、
28、i＝∑i(wi×δci)；
29、其中，i表示綜合指數；ci表示氣體i的濃度；δi表示氣體樣本的吸收值；i0表示無氣體條件下的吸光度；cref表示參考氣體的濃度；δci表示氣體i的濃度變化量；ci,current表示當前的氣體濃度；ci,initial表示初始的氣體濃度；ωi表示氣體i的權重。
30、優選的，根據所述熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估時，包括：
31、預先設定熱擴散系數安全值、荷電狀態變化率安全值和化學成分數據安全值，分別記為t、r、c；
32、分別對α和t、和r、i和c進行比對，
33、當同時滿足α＜t、i＜c時，判定所述電池健康狀況未異常；
34、否則，判定所述電池健康狀況異常。
35、優選的，當所述電池健康狀況異常時，根據熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估，綜合評估公式為：
36、
37、
38、
39、
40、其中，h表示綜合健康指標；△t表示熱擴散特性異常程度；△r表示荷電狀態變化率異常程度；△c表示化學成分數據異常程度；ωt表示熱擴散特性異常的權重系數；ωr表示荷電狀態變化率異常的權重系數；ωc表示化學成分數據異常的權重系數；
41、當h大于預先設定的綜合健康指標安全值時，判定電池的異常程度為嚴重。
42、本專利技術還提出了一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統，所述基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統用于實施上述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法。
43、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
44、1.本專利技術通過采集電池的狀態數據，例如電化學阻抗、熱擴散系數等，并結合荷電狀態變化率與化學成分數據，對電池的健康狀況進行全面評估，從而提升了預警檢測的準確性和可靠性。
45、2.本專利技術所采用的預警檢測方法能夠及時識別電池潛在的故障和性能衰退，進而采取相應措施，避免電池故障對電網穩定運行造成影響。
46、3.本專利技術通過精確計算電化學阻抗、warburg阻抗以及荷電狀態變化率，并通過測量氣體釋放情況獲取化學成分數據，實現了對電池健康狀況的全面評估。
47、4.本專利技術的預警檢測系統能夠自動執行上述方法，實現對電池健康狀況的實時監控，從而提高了工作效率并降低了人工成本。
48、5.本專利技術通過設定安全閾值和權重系數，對電池健康狀況進行量化評估，使得預警更加科學和客觀。
49、6.本專利技術的預警檢測方法和系統適用于電源側儲能系統中的電池，有助于保障儲能系統的安全穩定運行，對新能源的廣泛應用具有重要意義。
50、綜上所述，本專利技術提供了一種創新的電池預警檢測方法和系統，不僅顯著提高了電池的運行安全性和可靠性，還為電源側儲能系統的高效管理提供了有力的技術支持。這一技術的應用將為電力行業帶來深遠的影響，推動整個行業的技術進步和可持續發展。
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【技術保護點】
1.一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述狀態數據包括電化學阻抗、電解質電阻、電荷轉移電阻、雙電層電容、角頻率、Warburg阻抗、荷電狀態變化率、比例常數、時間、熱擴散系數、測量點距離熱源的距離、溫度上升到施加熱量一半所需的時間、氣體對紅外光的吸光度、氣體濃度、氣體樣本的吸收值、無氣體條件下的吸光度、參考氣體的濃度、氣體濃度變化量、當前氣體濃度、初始氣體濃度以及氣體的權重。
3.根據權利要求2所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述電化學阻抗的計算式為：
4.根據權利要求3所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述Warburg阻抗的計算式為：
5.根據權利要求3或4所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述荷電狀態變化率的計算式為：
6.根據權利要求5所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述熱擴散特性的獲得方式包括：
7.根據權利要求6所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，根據氣體釋放情況獲得化學成分數據時，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，根據所述熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估時，包括：
9.根據權利要求8所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，當所述電池健康狀況異常時，根據熱擴散系數、荷電狀態變化率和化學成分數據對電池健康狀況進行綜合評估，綜合評估公式為：
10.一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統，其特征在于，所述基于電源側儲能系統用電池預警檢測系統用于實施權利要求1-9任一項所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法。
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【技術特征摘要】
1.一種基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述狀態數據包括電化學阻抗、電解質電阻、電荷轉移電阻、雙電層電容、角頻率、warburg阻抗、荷電狀態變化率、比例常數、時間、熱擴散系數、測量點距離熱源的距離、溫度上升到施加熱量一半所需的時間、氣體對紅外光的吸光度、氣體濃度、氣體樣本的吸收值、無氣體條件下的吸光度、參考氣體的濃度、氣體濃度變化量、當前氣體濃度、初始氣體濃度以及氣體的權重。
3.根據權利要求2所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述電化學阻抗的計算式為：
4.根據權利要求3所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述warburg阻抗的計算式為：
5.根據權利要求3或4所述的基于電源側儲能系統用電池預警檢測方法，其特征在于，所述荷電狀態變...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范兵，關華，馬建新，周正飛，陳炳森，陳建軍，李強，賈文海，蔡鵬，王志偉，董疆峰，伏斌斌，張成斌，謝曉天，
申請(專利權)人：新疆立新能源股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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