基于模糊C均值算法的電池組一致性分析方法

張慶平,田佳強(qiáng),高博,霍耀佳

(1.國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院,寧夏 銀川 750011;2.安徽大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院,安徽 合肥 230601)

0 引 言

電動(dòng)汽車、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展使得鋰離子電池的使用越來越廣泛,對(duì)其質(zhì)量和安全性提出了更高的要求[1]。為了保障電池組的使用性能和安全性,對(duì)電池一致性進(jìn)行評(píng)價(jià)至關(guān)重要。電池一致性指的是同一批次電池組內(nèi)電芯性能的相似程度,這直接影響電池組在使用過程中的性能表現(xiàn)[2]。電池一致性的評(píng)價(jià)可以歸結(jié)為兩個(gè)方面,一是電池材料和生產(chǎn)工藝的差異導(dǎo)致的初始性能不一致,二是使用環(huán)境工況的差異導(dǎo)致的電池?zé)帷㈦娞匦圆灰恢耓3]。

根據(jù)所使用的特征不同,電池一致性評(píng)價(jià)方法可以分為容量測(cè)試法、內(nèi)阻測(cè)試法、電壓測(cè)試法、動(dòng)態(tài)溫升測(cè)試法和紅外線掃描測(cè)試法。容量測(cè)試法通過按照相同的放電條件放電并測(cè)量電容量大小來評(píng)價(jià)電池系統(tǒng)一致性[4]。內(nèi)阻測(cè)試法通過測(cè)量電池組內(nèi)各個(gè)電芯的內(nèi)阻來評(píng)估一致性水平[5]。電壓測(cè)試法則通過測(cè)量充電過程中的電壓分布來判斷電池組的一致性水平[6]。動(dòng)態(tài)溫升測(cè)試法采集電池組內(nèi)各個(gè)單體電芯在連續(xù)放電或充電過程中的溫度分布來評(píng)價(jià)電池組的一致性水平[7]。然而,由于單一或單方面特征難以全面描述電池系統(tǒng)電、熱、健康特性,因此這類方法無法有效地表征電池系統(tǒng)真實(shí)的一致性狀態(tài)[8]。

因此,提出一種基于模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)算……