一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，主要解決當(dāng)前缺乏充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化方法。該方法步驟：1)確定動力電池安全事故類型；2)測試充電設(shè)施預(yù)警能力，得到測試數(shù)據(jù)；3)從主觀和客觀兩個(gè)方面考慮權(quán)重計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建三層評價(jià)體系并進(jìn)行矩陣計(jì)算得到主觀性權(quán)重，利用測試數(shù)據(jù)經(jīng)公式計(jì)算得到客觀性權(quán)重，基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算主觀性和客觀性權(quán)重的組合權(quán)重，最終得到綜合權(quán)重；4)使用測試數(shù)據(jù)和綜合權(quán)重計(jì)算得到動力電池事故預(yù)警綜合指標(biāo)——預(yù)警率。該評價(jià)體系量化預(yù)警能力，提高廠商產(chǎn)品的質(zhì)量，從基本建設(shè)初期開始避免電池安全事故發(fā)生。

A quantitative evaluation method for warning capability of power battery safety accidents

The invention provides a quantitative evaluation method for the safety pre-warning ability of a power battery by a charging facility, mainly solving the current lack of a quantification method for the warning capability of a power battery safety accident of a charging device. The method comprises the following steps: 1) to determine the type of power battery safety accidents; 2) test charging facilities early warning ability, get the test data; 3) from the two aspects of subjective and objective weights considering the calculation, we use AHP method to construct evaluation system of three layer and matrix is calculated by the formula to calculate subjective weight, objective weight by using test data the combination of subjectivity and objectivity, the weight calculation method based on the weighted standard deviation, finally get the comprehensive weight; 4) using the test data and the comprehensive weight calculated power battery accident warning index - warning rate. The evaluation system quantifies the ability of early warning and improves the quality of manufacturers' products, so as to avoid battery safety accidents from the early stage of capital construction.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法
本專利技術(shù)涉及一種預(yù)警能力量化評價(jià)方法，主要針對充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警。
技術(shù)介紹
動力電池充電安全主要由充電設(shè)施安全和動力電池安全構(gòu)成，其中已經(jīng)有很多研究人員關(guān)注于動力電池安全領(lǐng)域，提高動力電池安全的方法之一就是提高電池對安全事故的預(yù)警能力，現(xiàn)有的方法是通過增加BMS(BatteryManagementSystem，電池管理系統(tǒng))測量的電池狀態(tài)參數(shù)數(shù)量或者改進(jìn)電池狀態(tài)參數(shù)測量方法，提高對電池狀態(tài)的識別能力，進(jìn)而提高對電池故障的預(yù)警能力。現(xiàn)有的文獻(xiàn)中只是描述提高了預(yù)警能力，具體提高了多少程度，沒有一個(gè)明確的指標(biāo)去衡量。本專利技術(shù)提出一種動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，并給出最終的評價(jià)指標(biāo)。提出該評價(jià)方法和評價(jià)指標(biāo)的目的是，對電池管理系統(tǒng)及其上層充電控制單元的預(yù)警能力進(jìn)行量化，促使電池管理系統(tǒng)生產(chǎn)商及充電設(shè)施生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注電池故障預(yù)警領(lǐng)域，并且從硬件和軟件兩方面提高對電池狀態(tài)的監(jiān)控能力，以最大努力去避免電池安全事故的發(fā)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，用于量化動力電池安全事故預(yù)警能力。動力電池安全事故預(yù)警能力評價(jià)步驟如下：1)確定動力電池安全事故類型，本專利技術(shù)以內(nèi)部短路，外部短路，高溫，高電壓，大電流，過充電，高濕，電壓電流紋波過大，電壓電流變化率過大，釋放氣體，通信異常，極性反接等15項(xiàng)安全事故為例，用于計(jì)算綜合評價(jià)指標(biāo)，但不限于這些。2)測試充電設(shè)施對動力電池所有安全事故預(yù)警能力，得到每種安全事故的測試數(shù)據(jù)——充電設(shè)施對充電過程中動力電池每種安全事故的預(yù)警率。3)從主觀和客觀兩個(gè)方面考慮權(quán)重計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建三層評價(jià)體系并進(jìn)行矩陣計(jì)算得到主觀性權(quán)重，利用測試數(shù)據(jù)經(jīng)公式計(jì)算得到客觀性權(quán)重，基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算主觀性和客觀性權(quán)重的組合權(quán)重，最終得到綜合權(quán)重。4)利用測試數(shù)據(jù)和綜合權(quán)重得出綜合評價(jià)指標(biāo)——預(yù)警率。所述步驟2)為：在電池充電過程中，分別針對動力電池所有安全事故，在規(guī)定的m次試驗(yàn)中設(shè)置其中n次試驗(yàn)為安全事故試驗(yàn)，在安全事故試驗(yàn)中，充電設(shè)施能夠識別安全事故對應(yīng)參數(shù)值超過該參數(shù)對應(yīng)閾值，并發(fā)出預(yù)警信號，稱為一次預(yù)警試驗(yàn)成功，否則稱為一次預(yù)警試驗(yàn)失敗；在正常試驗(yàn)中，充電設(shè)施能夠識別安全事故對應(yīng)參數(shù)值不超過該參數(shù)對應(yīng)閾值，并不發(fā)出預(yù)警信號，稱為一次正常試驗(yàn)成功，否則稱為一次正常試驗(yàn)失敗；預(yù)警試驗(yàn)成功次數(shù)與安全事故試驗(yàn)次數(shù)的比值，稱為該安全事故預(yù)警成功率，記為PSi；正常實(shí)驗(yàn)失敗次數(shù)與正常實(shí)驗(yàn)次數(shù)的比值，稱為該正常試驗(yàn)誤預(yù)警率，記為PFi；該安全事故預(yù)警率計(jì)算表達(dá)式見式(1)。式(1)中，Pi為該安全事故預(yù)警率；PSi為該安全事故預(yù)警成功率；PFi為該正常試驗(yàn)誤預(yù)警率；n為安全事故試驗(yàn)次數(shù)；m為規(guī)定的試驗(yàn)總次數(shù)。其中，所述閾值的確定方法分兩個(gè)方面考慮，其一是采用額定值與最大值的平均值，其二是在平均值的基礎(chǔ)上由電池廠商在一定范圍內(nèi)進(jìn)行修改。在實(shí)際操作中，平均值不一定是最理想的預(yù)警值，隨電池信息參數(shù)變化電池性能曲線是多樣的，因此需要電池廠商介入，依據(jù)電池實(shí)測信息對閾值進(jìn)行小范圍修改。所述步驟3)為：(1)基于層次分析法計(jì)算主觀性權(quán)重建立三層評價(jià)體系：目標(biāo)層為動力電池安全事故預(yù)警能力評價(jià)；準(zhǔn)則層為動力電池安全事故類型，包含內(nèi)部短路，外部短路，高溫，高電壓，大電流，過充電，高濕，電壓電流紋波過大，電壓電流變化率過大，釋放氣體，通信異常，極性反接等15項(xiàng)，因素層為動力電池的參數(shù)，包含電壓、電流、SOC、溫度、內(nèi)阻、通信、濕度、氣體等8項(xiàng)。采用1～9標(biāo)度，參考其他可燃物的標(biāo)度取值，經(jīng)過專家系統(tǒng)打分，構(gòu)造出判斷矩陣。求解該判斷矩陣的特征值，利用其最大特征值進(jìn)行一致性校驗(yàn)，計(jì)算得到一致性比例CR，如果CR<0.1，就滿足層次分析法對判斷矩陣的要求。層次分析法權(quán)重向量計(jì)算法主要有幾何平均法、算術(shù)平均法、特征向量法和最小二乘法4種，通過其中一種方法計(jì)算，再進(jìn)行歸一化處理，得到主觀性權(quán)重向量。(2)基于測試數(shù)據(jù)計(jì)算客觀性權(quán)重針對第i個(gè)動力電池安全事故的客觀性權(quán)重計(jì)算公式為：式(2)中，Pi為第i個(gè)安全事故類型測試數(shù)據(jù)，vi為第i個(gè)安全事故類型的客觀性權(quán)重，n為安全事故類型數(shù)量。權(quán)重v主要用于體現(xiàn)測試數(shù)據(jù)中偏小的數(shù)據(jù)，突顯出預(yù)警能力的弱項(xiàng)，類似于木桶理論的短板效應(yīng)。(3)基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算綜合權(quán)重利用標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算權(quán)重的公式為式(3)中，i為1或者2，主要為了區(qū)分兩個(gè)權(quán)重向量，σ1為主觀性權(quán)重向量u的標(biāo)準(zhǔn)差，σ2為客觀性權(quán)重向量v的標(biāo)準(zhǔn)差。綜合權(quán)重計(jì)算公式為w＝w1·u+w2·v(4)式(4)中，w為綜合權(quán)重向量，u為基于層次分析法的主觀性權(quán)重向量，v為基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的客觀性權(quán)重向量，w1為u在綜合權(quán)重w中的比重，w2為v在綜合權(quán)重w中的比重。所述步驟4)為：充電過程中動力電池所有安全事故預(yù)警率與對應(yīng)權(quán)重乘積之和，稱為充電設(shè)施對充電過程中動力電池安全事故的預(yù)警率，表達(dá)式見式(5)。式(5)中，P為動力電池安全事故預(yù)警率；Pi為第i個(gè)安全事故預(yù)警率；wi為第i個(gè)安全事故對應(yīng)的權(quán)重。本專利技術(shù)中評價(jià)方法和綜合指標(biāo)的提出，是為量化充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力，從定性判斷到定量判斷，更明確充電設(shè)施和電池管理系統(tǒng)生產(chǎn)廠商應(yīng)該達(dá)到的預(yù)警能力水平，努力從充電設(shè)施建設(shè)方面去避免電池安全事故發(fā)生。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一種實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)附圖獲得其他的附圖。附圖1是基于層次分析法建立的三層評價(jià)體系的示意圖。附圖中所列部件列表如下所示：A：目標(biāo)層A1：動力電池安全事故預(yù)警能力評價(jià)B：準(zhǔn)則層B01：外部短路B02：內(nèi)部短路B03：高溫B04：低溫B05：高電壓B06：低電壓B07：大電流B08：過充電B09：高濕B10：電壓紋波過大B11：電流紋波過大B12：電壓電流變化率過大B13：釋放氣體B14：通信異常B15：極性反接C：因素層C1：電壓C2：電流C3：SOCC4：溫度C5：內(nèi)阻C6：通信C7：濕度C8：氣溫具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。動力電池安全事故預(yù)警能力評價(jià)步驟如下：1)確定動力電池安全事故類型，本專利技術(shù)以內(nèi)部短路，外部短路，高溫，高電壓，大電流，過充電，高濕，電壓電流紋波過大，電壓電流變化率過大，釋放氣體，通信異常，極性反接等15項(xiàng)安全事故為例，用于計(jì)算綜合評價(jià)指標(biāo)，但不限于這些。2)測試充電設(shè)施對動力電池所有安全事故預(yù)警能力，得到每種安全事故的測試數(shù)據(jù)——充電設(shè)施對充電過程中動力電池每種安全事故的預(yù)警率。3)從主觀和客觀兩個(gè)方面考慮權(quán)重計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建三層評價(jià)體系并進(jìn)行矩陣計(jì)算得到主觀性權(quán)重，利用測試數(shù)據(jù)經(jīng)公式計(jì)算得到客觀性權(quán)重，基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算主觀性和客觀性權(quán)重的組合權(quán)重，最本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，其特征在于其步驟如下：1)確定動力電池安全事故類型，本專利技術(shù)以內(nèi)部短路，外部短路，高溫，高電壓，大電流，過充電，高濕，電壓電流紋波過大，電壓電流變化率過大，釋放氣體，通信異常，極性反接等15項(xiàng)安全事故為例，用于計(jì)算綜合評價(jià)指標(biāo)，但不限于這些。2)測試充電設(shè)施對動力電池所有安全事故預(yù)警能力，得到每種安全事故的測試數(shù)據(jù)——充電設(shè)施對充電過程中動力電池每種安全事故的預(yù)警率。3)從主觀和客觀兩個(gè)方面考慮權(quán)重計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建三層評價(jià)體系并進(jìn)行矩陣計(jì)算得到主觀性權(quán)重，利用測試數(shù)據(jù)經(jīng)公式計(jì)算得到客觀性權(quán)重，基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算主觀性和客觀性權(quán)重的組合權(quán)重，最終得到綜合權(quán)重。4)利用測試數(shù)據(jù)和綜合權(quán)重得出綜合評價(jià)指標(biāo)——預(yù)警率。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，其特征在于其步驟如下：1)確定動力電池安全事故類型，本發(fā)明以內(nèi)部短路，外部短路，高溫，高電壓，大電流，過充電，高濕，電壓電流紋波過大，電壓電流變化率過大，釋放氣體，通信異常，極性反接等15項(xiàng)安全事故為例，用于計(jì)算綜合評價(jià)指標(biāo)，但不限于這些。2)測試充電設(shè)施對動力電池所有安全事故預(yù)警能力，得到每種安全事故的測試數(shù)據(jù)——充電設(shè)施對充電過程中動力電池每種安全事故的預(yù)警率。3)從主觀和客觀兩個(gè)方面考慮權(quán)重計(jì)算，采用層次分析法構(gòu)建三層評價(jià)體系并進(jìn)行矩陣計(jì)算得到主觀性權(quán)重，利用測試數(shù)據(jù)經(jīng)公式計(jì)算得到客觀性權(quán)重，基于標(biāo)準(zhǔn)離差法計(jì)算主觀性和客觀性權(quán)重的組合權(quán)重，最終得到綜合權(quán)重。4)利用測試數(shù)據(jù)和綜合權(quán)重得出綜合評價(jià)指標(biāo)——預(yù)警率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，其特征在于所述的步驟2)為：在電池充電過程中，分別針對動力電池所有安全事故，在規(guī)定的m次試驗(yàn)中設(shè)置其中n次試驗(yàn)為安全事故試驗(yàn)，在安全事故試驗(yàn)中，充電設(shè)施能夠識別安全事故對應(yīng)參數(shù)值超過該參數(shù)對應(yīng)閾值，并發(fā)出預(yù)警信號，稱為一次預(yù)警試驗(yàn)成功，否則稱為一次預(yù)警試驗(yàn)失敗；在正常試驗(yàn)中，充電設(shè)施能夠識別安全事故對應(yīng)參數(shù)值不超過該參數(shù)對應(yīng)閾值，并不發(fā)出預(yù)警信號，稱為一次正常試驗(yàn)成功，否則稱為一次正常試驗(yàn)失敗；預(yù)警試驗(yàn)成功次數(shù)與安全事故試驗(yàn)次數(shù)的比值，稱為該安全事故預(yù)警成功率，記為PSi；正常實(shí)驗(yàn)失敗次數(shù)與正常實(shí)驗(yàn)次數(shù)的比值，稱為該正常試驗(yàn)誤預(yù)警率，記為PFi；該安全事故預(yù)警率計(jì)算表達(dá)式見式(1)。式(1)中，Pi為該安全事故預(yù)警率；PSi為該安全事故預(yù)警成功率；PFi為該正常試驗(yàn)誤預(yù)警率；n為安全事故試驗(yàn)次數(shù)；m為規(guī)定的試驗(yàn)總次數(shù)。其中，所述閾值的確定方法分兩個(gè)方面考慮，其一是采用額定值與最大值的平均值，其二是在平均值的基礎(chǔ)上由電池廠商在一定范圍內(nèi)進(jìn)行修改。在實(shí)際操作中，平均值不一定是最理想的預(yù)警值，隨電池信息參數(shù)變化電池性能曲線是多樣的，因此需要電池廠商介入，依據(jù)電池實(shí)測信息對閾值進(jìn)行小范圍修改。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充電設(shè)施對動力電池安全事故預(yù)警能力量化評價(jià)方法，其特征在于所述的步驟3)為：(1)基于層次分析法計(jì)算主觀性權(quán)重建立三層評...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹忠東，楊嘯天，王帥，張愷，黃永章，廖斌，劉虹，
申請(專利權(quán))人：華北電力大學(xué)，北京科力源能源技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11