本發(fā)明涉及動(dòng)力電池，尤其涉及一種電池老化狀態(tài)檢測系統(tǒng)、方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、電池老化狀態(tài)(battery aging state，簡稱bas)是指電池在使用過程中，由于化學(xué)、物理和電氣反應(yīng)等因素，導(dǎo)致其性能逐漸下降的過程。隨著時(shí)間的推移，電池的充放電效率、容量、循環(huán)壽命等方面的表現(xiàn)都會(huì)受到不同程度的影響。電池老化狀態(tài)的檢測方法主要包括以下幾種：容量測試法，這是最基礎(chǔ)的電池檢測方法之一，通過完整的充放電循環(huán)來測試電池在極限條件下的實(shí)際容量；監(jiān)測電壓和電流的變化，記錄放電時(shí)間，以計(jì)算出電池的實(shí)際可用容量。內(nèi)阻測量法，通過施加一個(gè)已知的電流負(fù)載，結(jié)合電壓變化進(jìn)行計(jì)算，這種方法可以簡單分為直流內(nèi)阻法和交流內(nèi)阻法，直流內(nèi)阻法適用于短時(shí)間內(nèi)測量，而交流內(nèi)阻法則可獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)監(jiān)測法：借助智能電池管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的多個(gè)參數(shù)(如電流、電壓、溫度等)，并結(jié)合單元的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與判斷。這種方法適用于長期跟蹤電池的健康狀態(tài)。

2、但電池老化狀態(tài)檢測方法往往存在以下問題：無人機(jī)電池經(jīng)常處于快速充放電、高負(fù)載波動(dòng)和高頻率循環(huán)使用的環(huán)境中，傳統(tǒng)方法難以精確捕捉這些復(fù)雜工況下的電池老化特征，導(dǎo)致對電池健康狀態(tài)的評估不夠全面。無人機(jī)電池組由多個(gè)單體組成，各單體的老化速度通常不一致，容易出現(xiàn)電池組內(nèi)部的不均衡現(xiàn)象，進(jìn)而影響電池組的整體性能和安全性。而傳統(tǒng)方法缺乏對單體電池的獨(dú)立監(jiān)測與管理手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明有必要提供一種電池老化狀態(tài)檢測系統(tǒng)、方法及裝置，以解決至少一個(gè)上述技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種電池老化狀態(tài)檢測方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取無人機(jī)的電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；根據(jù)電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池單體健康監(jiān)測，生成多參數(shù)特征向量；通過多參數(shù)特征向量建立電池單體指標(biāo)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，從而得到電池組的初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)；

4、步驟s2：采集無人機(jī)不同飛行工況的充放電樣本數(shù)據(jù)；基于充放電樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)電流激勵(lì)序列，模擬不同飛行階段的電流負(fù)載變化，從而生成多工況電流擾動(dòng)序列；

5、步驟s3：根據(jù)多工況電流擾動(dòng)序列通過高頻電流傳感器捕獲單體電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并進(jìn)行實(shí)時(shí)電化學(xué)特征提取，從而得到單體電池響應(yīng)數(shù)據(jù)；對單體電池響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于內(nèi)阻變化、容量衰減以及溫度異常的關(guān)鍵老化指標(biāo)分析，生成單體電池老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)；

6、步驟s4：根據(jù)初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)以及單體電池老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)進(jìn)行基于單體電池充放電均衡性優(yōu)化的充放電參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而得到電池組均衡充放電策略數(shù)據(jù)；

7、步驟s5：對電池組均衡充放電策略數(shù)據(jù)進(jìn)行電池組的實(shí)時(shí)健康評估，并進(jìn)行多維老化特征整合，生成綜合電池健康狀態(tài)評估報(bào)告，以提供電池組壽命預(yù)測和維護(hù)建議。

8、本發(fā)明通過對電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的獲取和分析，可以從源頭上了解電池組的設(shè)計(jì)特性、負(fù)載能力和設(shè)計(jì)參數(shù)，這為后續(xù)監(jiān)測提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過健康監(jiān)測生成多參數(shù)特征向量并建立數(shù)據(jù)映射關(guān)系，可以全面反映電池單體的健康狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化監(jiān)控。初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)為整個(gè)電池組的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和評估奠定了基準(zhǔn)，有助于后續(xù)階段對老化特性及充放電優(yōu)化的準(zhǔn)確調(diào)整。通過采集不同飛行工況下的充放電樣本數(shù)據(jù)，能夠全面模擬無人機(jī)在真實(shí)飛行環(huán)境中的復(fù)雜電流負(fù)載變化特性。生成的多工況電流擾動(dòng)序列可以精準(zhǔn)反映無人機(jī)在各種任務(wù)場景下電池組的實(shí)際使用情況，這有助于模擬和分析電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，提高電池性能評估的真實(shí)性和覆蓋面，從而為健康狀態(tài)的全面評估和預(yù)測提供可靠數(shù)據(jù)支撐。基于高頻電流傳感器實(shí)時(shí)捕獲單體電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速且高精度的電化學(xué)特征提取。通過分析內(nèi)阻變化、容量衰減以及溫度異常等關(guān)鍵老化指標(biāo)，可以準(zhǔn)確識(shí)別單體電池的老化風(fēng)險(xiǎn)和劣化趨勢。這種方法不僅可以實(shí)現(xiàn)單體電池老化的精確量化，還能實(shí)時(shí)檢測電池異常，為及時(shí)優(yōu)化充放電策略和電池維護(hù)提供依據(jù)。結(jié)合初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)和單體電池老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)，能夠針對單體電池在使用過程中出現(xiàn)的不均衡問題進(jìn)行充放電參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。這種均衡性優(yōu)化策略可以延緩單體電池的老化速度，提高電池組的整體性能和使用壽命，同時(shí)減少因單體失效導(dǎo)致電池組整體功能受損的風(fēng)險(xiǎn)，保障無人機(jī)的安全運(yùn)行。通過整合多維老化特征數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成綜合健康狀態(tài)評估報(bào)告，不僅能夠全面展示電池組當(dāng)前的健康狀況，還能提供基于評估結(jié)果的壽命預(yù)測和維護(hù)建議。這種報(bào)告可以為操作人員提供可操作的維護(hù)指導(dǎo)，提前預(yù)防潛在故障風(fēng)險(xiǎn)，并優(yōu)化電池組的運(yùn)行效率，從而降低長期使用成本并提升設(shè)備可靠性。

9、本發(fā)明還提供一種電池老化狀態(tài)檢測系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述的電池老化狀態(tài)檢測方法，所述電池老化狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括：

10、結(jié)構(gòu)特征采集模塊，用于獲取無人機(jī)的電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；根據(jù)電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池單體健康監(jiān)測，生成多參數(shù)特征向量；通過多參數(shù)特征向量建立電池單體指標(biāo)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系，從而得到電池組的初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)；

11、工況特征重構(gòu)模塊，用于采集無人機(jī)不同飛行工況的充放電樣本數(shù)據(jù)；基于充放電樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)電流激勵(lì)序列，模擬不同飛行階段的電流負(fù)載變化，從而生成多工況電流擾動(dòng)序列；

12、老化特征識(shí)別模塊，用于根據(jù)多工況電流擾動(dòng)序列通過高頻電流傳感器捕獲單體電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并進(jìn)行實(shí)時(shí)電化學(xué)特征提取，從而得到單體電池響應(yīng)數(shù)據(jù)；對單體電池響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于內(nèi)阻變化、容量衰減以及溫度異常的關(guān)鍵老化指標(biāo)分析，生成單體電池老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)；

13、性能均衡調(diào)控模塊，用于根據(jù)初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)以及單體電池老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)進(jìn)行基于單體電池充放電均衡性優(yōu)化的充放電參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而得到電池組均衡充放電策略數(shù)據(jù)；

14、健康評估預(yù)警模塊，用于對電池組均衡充放電策略數(shù)據(jù)進(jìn)行電池組的實(shí)時(shí)健康評估，并進(jìn)行多維老化特征整合，生成綜合電池健康狀態(tài)評估報(bào)告，以提供電池組壽命預(yù)測和維護(hù)建議。

15、本發(fā)明中模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)施極大地提升了無人機(jī)電池組的健康管理和性能優(yōu)化。結(jié)構(gòu)特征采集模塊通過獲取電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電池單體健康監(jiān)測，生成多參數(shù)特征向量，從而精準(zhǔn)地映射出電池組的初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的電池管理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。工況特征重構(gòu)模塊通過采集不同飛行工況的充放電樣本數(shù)據(jù)，并構(gòu)建動(dòng)態(tài)電流激勵(lì)序列，能夠模擬不同飛行階段的電流負(fù)載變化，生成多工況電流擾動(dòng)序列，從而準(zhǔn)確反映電池組在各種工作環(huán)境下的性能表現(xiàn)。老化特征識(shí)別模塊利用高頻電流傳感器捕捉單體電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并進(jìn)行電化學(xué)特征提取，為識(shí)別電池的內(nèi)阻變化、容量衰減和溫度異常等關(guān)鍵老化指標(biāo)提供了科學(xué)依據(jù)，生成了詳盡的老化風(fēng)險(xiǎn)評估數(shù)據(jù)。性能均衡調(diào)控模塊則根據(jù)電池組的初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)和老化評估數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整充放電參數(shù)，優(yōu)化電池組的均衡充放電策略，提高了電池組的使用效率和穩(wěn)定性。最后，健康評估預(yù)警模塊通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組的健康狀態(tài)，整合多維老化特征，生成綜合的電池健康評估報(bào)告，為電池組的壽命預(yù)測和維護(hù)提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，確保了無人機(jī)電池組的長期穩(wěn)定運(yùn)行，延長了使用壽命并降低了維護(hù)成本。這一綜合性管理系統(tǒng)有效提升了電池組的安全性、性能和可靠性，為無人機(jī)電池組的智能化管理提供了全面解決方案。

16、本發(fā)明還提供一種電池老化狀態(tài)檢測裝置，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述的電池老化狀態(tài)檢測方法。

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