本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，特別涉及一種電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

專家系統(tǒng)（EXPERT SYSTEM）是一個具有大量專門知識的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能（ARTIFICIAL INTELLIGENCE，簡稱AI）技術(shù)，根據(jù)一個或多個人類專家提供的特殊領(lǐng)域知識進(jìn)行推理，模擬人類專家作決定的過程來解決那些需要專家才能解決的復(fù)雜問題。

電池組故障診斷模糊專家系統(tǒng)是電池管理系統(tǒng)的一部分，它以模糊數(shù)學(xué)與模糊診斷原理為基礎(chǔ)，將電池專家和有關(guān)蓄電池使用和維護(hù)的書籍上總結(jié)出的經(jīng)驗和規(guī)則存入知識庫中，以電池的歷史檔案、運行狀況和上一次的診斷結(jié)果為依據(jù)，采用模糊綜合評判的方法對電池故障進(jìn)行診斷，同時給出電池的健康狀況和維護(hù)信息。通過專家診斷系統(tǒng)，我們可以挑選出性能較差的電池，保證純電動車或者混合電動車的車用電池組性能上的一致，也使剩余電量估計模型能夠更準(zhǔn)確更好的應(yīng)用于電動車上。

現(xiàn)有的電池健康狀況評估系統(tǒng)還存在以下不足：

1、評估準(zhǔn)確性不高：算法較為落后，導(dǎo)致評估結(jié)果不準(zhǔn)確。

2、系統(tǒng)運行成本較高：由于采用的精確評估算法，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的資源占用率較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提供了一種電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，本發(fā)明具有評估準(zhǔn)確、運行成本低和實用性強等優(yōu)點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種電池健康狀況評判系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元、歷史數(shù)據(jù)庫、判斷單元、評判單元和規(guī)則數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)采集單元信號連接于歷史數(shù)據(jù)庫；所述歷史數(shù)據(jù)庫信號連接于評判單元；所述評判單元分別信號連接于規(guī)則數(shù)據(jù)庫和判斷單元。

采用上述技術(shù)方案，各個單元和數(shù)據(jù)庫件采用無線或有限的方式進(jìn)行連接，整體結(jié)構(gòu)簡單，較容易進(jìn)行搭建。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲了用來診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息；所述規(guī)則庫中存儲了診斷規(guī)則；所述評判單元，用于利用這些規(guī)則和歷史檔案中的數(shù)據(jù)給每個電池進(jìn)行綜合評判；所述判斷單元，用于根據(jù)評判單元發(fā)送過來的評判結(jié)果，判斷得出電池的失效程度，最終得出電池的健康程度。

采用上述技術(shù)方案，評判單元會對電池的健康狀況進(jìn)行綜合評估，然后將評估結(jié)果發(fā)送給判斷單元，判斷單元根據(jù)綜合評估的結(jié)果，得出電池的失效程度，進(jìn)而得出電池的健康程度。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲的用于診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息包括以下數(shù)據(jù)信息：電池出廠時的數(shù)據(jù)信息、使用的總安時數(shù)、最近10個充放電周期內(nèi)充電周期屬于電壓向最高的次數(shù)和放電周期屬于電壓最低的次數(shù)、最近10個周期內(nèi)充電時溫度升降數(shù)據(jù)和充電效率、最近10個周期內(nèi)小電流充電時電壓差別和最長的兩次充電時間間隔。

所述規(guī)則數(shù)據(jù)庫中存儲的用于對電池進(jìn)行綜合評判的規(guī)則有：若放電電壓下降塊、電壓低，充電電壓上升快、電壓高，則電池容量或極板損壞；若靜置時電池端電壓下降塊，長期放置電壓低，則自放電過大；若放電時電池端電壓下降很快，電壓比平均電壓低0.4伏左右，則有單元電池?fù)p壞；若蓄電池開路電壓很低，放電時電壓偏低，則蓄電池內(nèi)阻過大；若充電時電壓極高，則蓄電池內(nèi)部開路；若電池自開始放電起，其電壓就一直比別的電池略低，則電池可能充電不足。

一種電池健康狀況評判方法，其特征在于，所述評判方法包括如下步驟：

步驟1：將待檢測的電池的數(shù)據(jù)信息錄入到歷史數(shù)據(jù)庫中；

步驟2：評判單元開始讀取歷史數(shù)據(jù)庫中的電池數(shù)據(jù)信息，并讀取規(guī)則數(shù)據(jù)庫中的評判規(guī)則；根據(jù)讀取到的評判規(guī)則從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取的電池數(shù)據(jù)信息對電池的健康狀況進(jìn)行評判，得出故障隸屬度，將故障隸屬度發(fā)送至判斷單元；

步驟3：判斷單元對接收到的故障隸屬度進(jìn)行處理；根據(jù)處理后的結(jié)果，得出電池的失效程度，最終得出電池的劃分健康狀況等級，判斷出電池的健康狀況。

所述判斷單元對故障隸屬度進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：

步驟1：若接收到的所有故障隸屬度最多只有一個大于0.5，則電池的失效程度取其中最大的故障隸屬度；若存在兩個以上的故障隸屬度大于0.5，則執(zhí)行步驟2；

步驟2：設(shè)定一個函數(shù)；其中 分別為兩個故障存在的隸屬度；將所有的故障隸屬度，采用上述函數(shù)兩兩進(jìn)行綜合運算；最終得出的綜合至為最終的電池失效程度。

所述判斷單元對電池健康狀況等級劃分的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定三個加權(quán)值，分別為： ；需要滿足： ；

步驟2：設(shè)最終得出的電池失效程度值為： ；上一次獲取的電池健康狀況等級值為： ；電池的運行狀態(tài)值為： ；則可以得出本次電池的健康狀況等級值為： 。

所述電池的運行狀態(tài)值的評估方法包括以下步驟：

步驟1：測量電池在某段時間充放電時的電壓 的變化情況；

步驟2：根據(jù)測量的電壓變化情況，如果電壓變化的波動性越小，則評估電池的運行性能越好。

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果：

1、算法先進(jìn)：本發(fā)明的電池健康狀況評估系統(tǒng)及方法的采用模糊算法對電池健康狀況進(jìn)行評估，使得評估結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2、運行成本低：本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，由于采用的是模糊算法，所以可以保證在準(zhǔn)確性滿足的前提下，也讓系統(tǒng)的運行效率低。此外，本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，還將各個規(guī)則和評判基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲在分離的數(shù)據(jù)庫中，運行效率更高，同時也減輕了評判單元和判斷單元的負(fù)擔(dān)。

3、實用性強：本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單，搭建容易，各個功能單元之間分離，在實際應(yīng)用過程中，可以針對不同的環(huán)境，靈活改變各個單元的放置關(guān)系，具有較高的實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發(fā)明實施例1中提供了一種電池健康狀況評判系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

一種電池健康狀況評判系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元、歷史數(shù)據(jù)庫、判斷單元、評判單元和規(guī)則數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)采集單元信號連接于歷史數(shù)據(jù)庫；所述歷史數(shù)據(jù)庫信號連接于評判單元；所述評判單元分別信號連接于規(guī)則數(shù)據(jù)庫和判斷單元。

采用上述技術(shù)方案，各個單元和數(shù)據(jù)庫件采用無線或有限的方式進(jìn)行連接，整體結(jié)構(gòu)簡單，較容易進(jìn)行搭建。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲了用來診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息；所述規(guī)則庫中存儲了診斷規(guī)則；所述評判單元，用于利用這些規(guī)則和歷史檔案中的數(shù)據(jù)給每個電池進(jìn)行綜合評判；所述判斷單元，用于根據(jù)評判單元發(fā)送過來的評判結(jié)果，判斷得出電池的失效程度，最終得出電池的健康程度。

采用上述技術(shù)方案，評判單元會對電池的健康狀況進(jìn)行綜合評估，然后將評估結(jié)果發(fā)送給判斷單元，判斷單元根據(jù)綜合評估的結(jié)果，得出電池的失效程度，進(jìn)而得出電池的健康程度。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲的用于診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息包括以下數(shù)據(jù)信息：電池出廠時的數(shù)據(jù)信息、使用的總安時數(shù)、最近10個充放電周期內(nèi)充電周期屬于電壓向最高的次數(shù)和放電周期屬于電壓最低的次數(shù)、最近10個周期內(nèi)充電時溫度升降數(shù)據(jù)和充電效率、最近10個周期內(nèi)小電流充電時電壓差別和最長的兩次充電時間間隔。

所述規(guī)則數(shù)據(jù)庫中存儲的用于對電池進(jìn)行綜合評判的規(guī)則有：若放電電壓下降塊、電壓低，充電電壓上升快、電壓高，則電池容量或極板損壞；若靜置時電池端電壓下降塊，長期放置電壓低，則自放電過大；若放電時電池端電壓下降很快，電壓比平均電壓低0.4伏左右，則有單元電池?fù)p壞；若蓄電池開路電壓很低，放電時電壓偏低，則蓄電池內(nèi)阻過大；若充電時電壓極高，則蓄電池內(nèi)部開路；若電池自開始放電起，其電壓就一直比別的電池略低，則電池可能充電不足。

本發(fā)明實施例2中提供了一種電池健康狀況評判方法：

一種電池健康狀況評判方法，其特征在于，所述評判方法包括如下步驟：

步驟1：將待檢測的電池的數(shù)據(jù)信息錄入到歷史數(shù)據(jù)庫中；

步驟2：評判單元開始讀取歷史數(shù)據(jù)庫中的電池數(shù)據(jù)信息，并讀取規(guī)則數(shù)據(jù)庫中的評判規(guī)則；根據(jù)讀取到的評判規(guī)則從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取的電池數(shù)據(jù)信息對電池的健康狀況進(jìn)行評判，得出故障隸屬度，將故障隸屬度發(fā)送至判斷單元；

步驟3：判斷單元對接收到的故障隸屬度進(jìn)行處理；根據(jù)處理后的結(jié)果，得出電池的失效程度，最終得出電池的劃分健康狀況等級，判斷出電池的健康狀況。

所述判斷單元對故障隸屬度進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：

步驟1：若接收到的所有故障隸屬度最多只有一個大于0.5，則電池的失效程度取其中最大的故障隸屬度；若存在兩個以上的故障隸屬度大于0.5，則執(zhí)行步驟2；

步驟2：設(shè)定一個函數(shù) ；其中分別為兩個故障存在的隸屬度；將所有的故障隸屬度，采用上述函數(shù)兩兩進(jìn)行綜合運算；最終得出的綜合至為最終的電池失效程度。

所述判斷單元對電池健康狀況等級劃分的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定三個加權(quán)值，分別為： ；需要滿足： ；

步驟2：設(shè)最終得出的電池失效程度值為： ；上一次獲取的電池健康狀況等級值為： ；電池的運行狀態(tài)值為： ；則可以得出本次電池的健康狀況等級值為： 。

所述電池的運行狀態(tài)值的評估方法包括以下步驟：

步驟1：測量電池在某段時間充放電時的電壓 的變化情況；

步驟2：根據(jù)測量的電壓變化情況，如果電壓變化的波動性越小，則評估電池的運行性能越好。

本發(fā)明實施例3中提供了一種電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

一種電池健康狀況評判系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元、歷史數(shù)據(jù)庫、判斷單元、評判單元和規(guī)則數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)采集單元信號連接于歷史數(shù)據(jù)庫；所述歷史數(shù)據(jù)庫信號連接于評判單元；所述評判單元分別信號連接于規(guī)則數(shù)據(jù)庫和判斷單元。

采用上述技術(shù)方案，各個單元和數(shù)據(jù)庫件采用無線或有限的方式進(jìn)行連接，整體結(jié)構(gòu)簡單，較容易進(jìn)行搭建。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲了用來診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息；所述規(guī)則庫中存儲了診斷規(guī)則；所述評判單元，用于利用這些規(guī)則和歷史檔案中的數(shù)據(jù)給每個電池進(jìn)行綜合評判；所述判斷單元，用于根據(jù)評判單元發(fā)送過來的評判結(jié)果，判斷得出電池的失效程度，最終得出電池的健康程度。

采用上述技術(shù)方案，評判單元會對電池的健康狀況進(jìn)行綜合評估，然后將評估結(jié)果發(fā)送給判斷單元，判斷單元根據(jù)綜合評估的結(jié)果，得出電池的失效程度，進(jìn)而得出電池的健康程度。

所述歷史數(shù)據(jù)庫中存儲的用于診斷每個電池的數(shù)據(jù)信息包括以下數(shù)據(jù)信息：電池出廠時的數(shù)據(jù)信息、使用的總安時數(shù)、最近10個充放電周期內(nèi)充電周期屬于電壓向最高的次數(shù)和放電周期屬于電壓最低的次數(shù)、最近10個周期內(nèi)充電時溫度升降數(shù)據(jù)和充電效率、最近10個周期內(nèi)小電流充電時電壓差別和最長的兩次充電時間間隔。

所述規(guī)則數(shù)據(jù)庫中存儲的用于對電池進(jìn)行綜合評判的規(guī)則有：若放電電壓下降塊、電壓低，充電電壓上升快、電壓高，則電池容量或極板損壞；若靜置時電池端電壓下降塊，長期放置電壓低，則自放電過大；若放電時電池端電壓下降很快，電壓比平均電壓低0.4伏左右，則有單元電池?fù)p壞；若蓄電池開路電壓很低，放電時電壓偏低，則蓄電池內(nèi)阻過大；若充電時電壓極高，則蓄電池內(nèi)部開路；若電池自開始放電起，其電壓就一直比別的電池略低，則電池可能充電不足。

一種電池健康狀況評判方法，其特征在于，所述評判方法包括如下步驟：

步驟1：將待檢測的電池的數(shù)據(jù)信息錄入到歷史數(shù)據(jù)庫中；

步驟2：評判單元開始讀取歷史數(shù)據(jù)庫中的電池數(shù)據(jù)信息，并讀取規(guī)則數(shù)據(jù)庫中的評判規(guī)則；根據(jù)讀取到的評判規(guī)則從歷史數(shù)據(jù)庫中獲取的電池數(shù)據(jù)信息對電池的健康狀況進(jìn)行評判，得出故障隸屬度，將故障隸屬度發(fā)送至判斷單元；

步驟3：判斷單元對接收到的故障隸屬度進(jìn)行處理；根據(jù)處理后的結(jié)果，得出電池的失效程度，最終得出電池的劃分健康狀況等級，判斷出電池的健康狀況。

所述判斷單元對故障隸屬度進(jìn)行處理的方法包括以下步驟：

步驟1：若接收到的所有故障隸屬度最多只有一個大于0.5，則電池的失效程度取其中最大的故障隸屬度；若存在兩個以上的故障隸屬度大于0.5，則執(zhí)行步驟2；

步驟2：設(shè)定一個函數(shù)；其中分別為兩個故障存在的隸屬度；將所有的故障隸屬度，采用上述函數(shù)兩兩進(jìn)行綜合運算；最終得出的綜合至為最終的電池失效程度。

所述判斷單元對電池健康狀況等級劃分的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定三個加權(quán)值，分別為： ；需要滿足： ；

步驟2：設(shè)最終得出的電池失效程度值為： ；上一次獲取的電池健康狀況等級值為： ；電池的運行狀態(tài)值為： ；則可以得出本次電池的健康狀況等級值為： 。

所述電池的運行狀態(tài)值的評估方法包括以下步驟：

步驟1：測量電池在某段時間充放電時的電壓 的變化情況；

步驟2：根據(jù)測量的電壓變化情況，如果電壓變化的波動性越小，則評估電池的運行性能越好。

本發(fā)明的電池健康狀況評估系統(tǒng)及方法的采用模糊算法對電池健康狀況進(jìn)行評估，使得評估結(jié)果更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，由于采用的是模糊算法，所以可以保證在準(zhǔn)確性滿足的前提下，也讓系統(tǒng)的運行效率低。此外，本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，還將各個規(guī)則和評判基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲在分離的數(shù)據(jù)庫中，運行效率更高，同時也減輕了評判單元和判斷單元的負(fù)擔(dān)。

本發(fā)明的電池健康狀況評判系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單，搭建容易，各個功能單元之間分離，在實際應(yīng)用過程中，可以針對不同的環(huán)境，靈活改變各個單元的放置關(guān)系，具有較高的實用性。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。