钠离子储能电池的健康度计算方法、系统、设备和介质与流程

1.本发明涉及储能电池技术领域，更具体地，涉及一种钠离子储能电池的健康度计算方法、系统、设备和介质。


背景技术：

2.目前“碳中和”已成为世界共识，作为实现“碳中和”的新能源技术得到了前所未有的重视与发展。随着国家对储能行业的重视，储能行业也迎来越来越多的机遇和挑战。电池健康度(soh)描述的是电池的健康状态，具体来说就是一个使用过的电池当前能够提供的电量和电池在未使用时初始电量的比值，是电池整体状态的综合反映。
3.荷电状态(soc)指的是某一时刻的某个电池容器还存有多少可用的电能，而电池健康度(soh)通常理解为该电池容器存放可用电能的体积还剩多少，也就是它还能存放的可用电能是多少，通常可以根据soc计算出soh。
4.安时积分法是目前国内电池管理系统中应用最为普遍的荷电状态soc估算方法，其原理是在电池充放电过程中，通过累计充进或放出的电量来估算电池的soc，同时根据充电过程中电池达到满充条件，或者电池达到一定时间的静态条件后对电池soc进行校正。
5.但累计充放电的安时积分法在充放电的过程中，电流采集存在误差、模拟信号转化成物理信号存在误差、对电流积分也存在误差等，导致了最终结果随着时间增加误差逐渐增大。同时，由于钠离子储能电池系统工作的工况不同于常规的动力电池，钠离子储能电池满充满放的工况较少，因此使用常规的安时积分法进行soc估算，最终得到的soh误差也较大。


技术实现要素：

6.本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种钠离子储能电池的健康度计算方法、系统、设备和介质，应用于钠离子储能电池时，可以解决现有技术中使用安时积分法计算钠离子储能电池的电池健康度时偏差较大的问题。
7.本发明采取的技术方案是：
8.第一方面，提供一种钠离子储能电池的健康度计算方法，包括：
9.采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；
10.获取储能电池的额定容量和充放电效率；
11.根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；
12.将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；
13.对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，n为自然数；
14.获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵；
15.预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；
16.将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。
17.本发明在原有的安时积分法计算荷电状态soc的基础上，通过将soc和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，从而得到第一系数矩阵，通过矩阵的计算和系数匹配的方式，相较于累计充放电的安时计算，纳入计算的误差要更小，最终计算得到的soh也更为准确。
18.进一步的，所述将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，具体包括：将储能电池当前的荷电状态作为自变量，当前端电压作为因变量进行拟合，得到第一对应关系。
19.本发明所建立的第一对应关系即为当前的荷电状态和当前端电压组成的ocv曲线，电池按规定电流充电至上限电压，容量充电至标称容量，此时soc为100％；同理按规定电流放电至下限电压，对应soc为0％；即充放电过程中的ocv曲线各点都存在当前的荷电状态和当前端电压的对应关系。相同的电池，其电池健康度不同会导致的ocv曲线也不同，因此本发明使用第一对应关系计算电池健康度。
20.进一步的，所述对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，n为自然数；获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的系数，形成第一系数矩阵，具体包括：
21.假设储能电池当前的荷电状态为y，则当前端电压为f(y)，则第一对应关系的n阶泰勒展开式为：f(y)＝b1yn+b2y
(n-1)
+b3y
(n-2)
+......+bny+b，则第一系数矩阵为[b
1 b
2 b3......b
n b]。
[0022]
本发明通过对充放电过程的第一对应关系进行n阶泰勒展开，对ocv曲线拟合程度更高，进一步减少误差。更具体的，可以通过增大n的取值提升拟合的精准度。
[0023]
进一步的，所述预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵，具体包括：
[0024]
采集实验阶段同型号的储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；
[0025]
获取所述同型号的储能电池实验阶段在同一电池健康度下的额定容量和充放电效率，根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出所述同型号的储能电池在同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0026]
对实验阶段同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第二对应关系；
[0027]
根据同型号的储能电池不同的电池健康度，获取在实验阶段下，不同电池健康度对应的若干组第二对应关系；
[0028]
对若干组第二对应关系进行泰勒展开，得到若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式；
[0029]
获取若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式的若干组第二系数，形成第二系数矩阵，即为预设系数矩阵。
[0030]
在实验阶段对已知健康度的同型号储能电池，依据不同健康度进行若干次实验，得到第二系数矩阵作为实验数据，用于后续与实际使用时得到的第一系数矩阵进行对比。
值得注意的是，实验所使用的储能电池需与实际使用的储能电池型号相同。
[0031]
本发明使用同型号的储能电池实际使用阶段的第一系数矩阵去匹配对应的实验阶段预设系数矩阵，减小计算误差。更具体的，可以通过多次实验进一步减小误差。
[0032]
更具体的，实验阶段得到的预设系数矩阵可以预存在用于对实际使用的储能电池进行管理的电池管理系统bms中，当第一系数矩阵与预设系数矩阵中的其中一组预设系数匹配时，将预设系数对应的电池健康度作为储能电池的当前电池健康度。由此在电池管理系统bms中无需存储大量的数据，节省了bms的存储空间。
[0033]
可选的，所述将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较之前，还包括：
[0034]
获取储能电池的当前荷电状态工况；
[0035]
根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵。
[0036]
由于储能电池在实际使用阶段会有不同工况，例如在某些工况下，放电时的soc不会放到0％，充电时的soc不会充到100％。因此，在将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较之前，还需要获取储能电池当前的荷电状态工况，判断是否需要对预设系数矩阵进行更新，如果需要更新，则根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后的预设系数矩阵作为当前的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较；如果不需要更新，则继续使用原有的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较。
[0037]
针对钠离子储能电池系统而言，本发明不需要钠离子储能电池进行满充满放工况，更符合钠离子储能电池系统的应用场景，同时考虑到了不同储能电池实际使用阶段工况的多样性，根据不同工况调整预设系数矩阵，使最终计算出soh的误差进一步降低。
[0038]
进一步的，所述根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态，具体包括：
[0039]
将充放电起始状态设为soc0，则当前的荷电状态为：
[0040]
将储能电池的充放电起始状态设为soc0，则储能电池当前时刻的荷电状态为：
[0041]
其中cn为额定容量，η为充放电效率，t为当前时刻，i当前电流。
[0042]
安时积分法在实际应用时，额定容量为储能电池出厂时的额定电容；当前电流为前一阶段采集得到，若当前电流测量不准，将造成soc存在计算误差，长期积累则导致误差越来越大，可以通过使用高性能电流传感器解决电流的误差问题；而电池充放电效率需要通过大量事前实验，建立电池充放电效率经验公式，从而得到电池充放电效率。安时积分法可用于大部分储能电池，只要电流测量准确，并且有足够估计起始状态的数据，安时积分法是一种简单、可靠的soc估计方法。
[0043]
第二方面，提供一种钠离子储能电池的健康度计算系统，包括：
[0044]
采集模块，用于采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流，以及，获取储能电池的额定容量和充放电效率；
[0045]
计算模块，根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0046]
拟合模块，用于将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；
[0047]
第一系数矩阵获取模块，用于对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵，n为自然数；
[0048]
预设系数获取模块，用于预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；
[0049]
健康度匹配模块，用于将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。
[0050]
进一步的，还包括：
[0051]
荷电状态工况获取模块，用于获取储能电池的当前荷电状态工况；
[0052]
预设系数矩阵更新模块，用于根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵。
[0053]
第三方面，提供一种钠离子储能电池的健康度计算电子设备，所述电子设备包括：
[0054]
至少一个处理器；
[0055]
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0056]
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的储能电池的健康度计算方法。
[0057]
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现第一方面所述的钠离子储能电池的健康度计算方法。
[0058]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0059]
(1)本发明在原有的安时积分法计算soc的基础上，通过将soc和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，从而得到第一系数矩阵，通过矩阵的计算和系数匹配的方式，相较于累计充放电的安时计算，纳入计算的误差要更小，最终计算得到的soh也更为准确；
[0060]
(2)本发明通过对充放电过程的第一对应关系进行n阶泰勒展开，对ocv曲线拟合程度更高，进一步减少误差；
[0061]
(3)本发明在针对钠离子储能电池系统时，不需要钠离子储能电池进行满充满放工况即可计算出电池健康度，更符合钠离子储能电池系统的应用场景；
[0062]
(4)本发明考虑到了储能电池实际使用阶段工况的多样性，根据不同工况调整预设系数矩阵，使最终计算出soh的误差进一步降低。
附图说明
[0063]
图1为本发明实施例1的方法流程图。
[0064]
图2为本发明实施例2的系统结构图。
[0065]
图3为本发明实施例3的电子设备结构图。
具体实施方式
[0066]
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术
人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0067]
实施例1
[0068]
如图1所示，本实施例提供一种钠离子储能电池的健康度计算方法，具体包括：
[0069]
s1、采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；
[0070]
s2、获取储能电池的额定容量和充放电效率；
[0071]
s3、根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0072]
s4、将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；
[0073]
s5、对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，n为自然数；
[0074]
s6、获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵；
[0075]
s7、预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；
[0076]
s8、将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。
[0077]
本实施例在原有的安时积分法计算soc的基础上，通过将soc和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，从而得到第一系数矩阵，通过矩阵的计算，相较于累计充放电的安时计算，纳入计算的误差要更小，最终计算得到的soh也更为准确。针对钠离子储能电池系统而言，本实施例不需要钠离子储能电池进行满充满放工况，更符合钠离子储能电池系统的应用场景。
[0078]
由于储能电池在使用过程中一般存在充放电过程，并且安时积分法需要累计充放电过程的数据，因此本实施例步骤s1在储能电池的充放电过程中，采集不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流，用于进行后续的安时积分计算。具体采集时可以按照预设的时间间隔进行。
[0079]
本实施例步骤s3具体包括：
[0080]
将储能电池的充放电起始状态设为soc0，则储能电池当前时刻的荷电状态为：
[0081]
其中cn为步骤s2获取的额定容量，η为步骤s2获取的充放电效率，t为当前时刻，i为步骤s1采集的当前电流。
[0082]
在具体实施时，额定容量为储能电池出厂时的额定电容；当前电流为步骤s1采集得到，若当前电流测量不准确，将造成soc存在计算误差，由于安时积分法需要累计充放电过程，长期积累则导致误差越来越大；而电池充放电效率需要通过大量事前实验，建立电池充放电效率经验公式，从而得到电池充放电效率。
[0083]
本实施例步骤s4具体包括：将储能电池当前的荷电状态作为自变量，当前端电压作为因变量进行拟合，得到第一对应关系。
[0084]
本实施例步骤s5具体包括：假设储能电池当前的荷电状态为y，则当前端电压为f(y)，则第一对应关系的n阶泰勒展开式为：f(y)＝b1yn+b2y
(n-1)
+b3y
(n-2)
+......+bny+b。
[0085]
本实施例步骤s6具体包括：得到第一系数矩阵为[b
1 b
2 b3......b
n b]。
[0086]
在具体实施时，可以通过增大n的取值提升拟合的精准度。在一种实施例中，n的取值为6，则第一对应关系的6阶泰勒展开式为：f(y)＝b1y6+b2y5+b3y4+b4y3+b5y2+b6y+b；对应的第一系数矩阵为[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]。
[0087]
本实施例步骤s7具体包括：
[0088]
s701、采集实验阶段同型号的储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；
[0089]
s702、获取所述同型号的储能电池实验阶段在同一电池健康度下的额定容量和充放电效率，根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出所述同型号的储能电池在同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0090]
s703、对实验阶段同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第二对应关系；
[0091]
s704、根据同型号的储能电池不同的电池健康度，获取在实验阶段下，不同电池健康度对应的若干组第二对应关系；
[0092]
s705、对若干组第二对应关系进行泰勒展开，得到若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式；
[0093]
s706、获取若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式的若干组第二系数，形成第二系数矩阵，即为预设系数矩阵。
[0094]
在具体实施时，可以通过多次实验进一步减小误差。在实验阶段获取的预设系数矩阵的soc范围一般为0％-100％，根据预设的soh取值范围和间隔值获取若干个不同电池健康度下的n阶泰勒展开式，从而根据不同电池健康度的若干组第二系数建立预设系数矩阵。
[0095]
示例性的，储能电池的soh一般在80％至100％，预设间隔值可以设置为1％，则包括21个不同的soh取值，也就是总共有21组第二系数。
[0096]
在实验阶段，首先在100％的电池健康度下，获取荷电状态与端电压之间的对应关系，并进行n阶泰勒展开，得到100％的电池健康度下的泰勒展开式，例如进行6阶泰勒展开后得到的6阶泰勒展开式为：f(x)＝a
11
x6+a
21
x5+a
31
x4+a
41
x3+a
51
x2+a
61
x+a1；
[0097]
在99％的电池健康度下，获取荷电状态与端电压之间的对应关系，并进行n阶泰勒展开，例如进行6阶泰勒展开后得到99％的电池健康度下的6阶泰勒展开式为：f(x)＝a
12
x6+a
22
x5+a
32
x4+a
42
x3+a
52
x2+a
62
x+a2；
[0098]
以此类推，每间隔1％获取一条泰勒展开式，直至获取到在80％的电池健康度下，获取荷电状态与端电压之间的对应关系，并进行n阶泰勒展开，例如进行6阶泰勒展开后得到80％的电池健康度下的6阶泰勒展开式为：f(x)＝a
121
x6+a
221
x5+a
321
x4+a
421
x3+a
521
x2+a
621
x+a
21
；
[0099]
则获取21个不同电池健康度下对应的泰勒展开式，提取其第二系数，组成21*7的第二系数矩阵：即为预设系数矩阵；可将该矩阵存储在bms的非易失性存储器(nvm)中，待bms工作时对矩阵进行调用。
[0100]
在其他实施方式中，为了最终拟合的第二系数矩阵更加精准，可以在获取原始数据阶段时，扩大电池健康度的范围，或减小间隔，或增加泰勒展开级数；或者为了减小计算
量，可以缩小电池健康度的范围，或增大间隔，或减少泰勒展开级数。
[0101]
在具体实施时，由于储能电池在实际使用阶段会有不同工况，例如在某些工况下，放电时的soc不会放到0％，充电时的soc不会充到100％，而是保持soc在范围50％-80％或者30％-70％内进行工作，因此在实验阶段获取的预设系数矩阵也应根据实际使用阶段的不同工况进行更新。
[0102]
因此，本实施例还包括：
[0103]
获取储能电池的当前荷电状态工况；
[0104]
根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵。
[0105]
在实际实施时，将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较之前需要获取储能电池当前的工况，判断是否需要对预设系数矩阵进行更新，如果需要更新，则根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后的预设系数矩阵作为当前的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较；如果不需要更新，则继续使用原有的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较。
[0106]
具体更新步骤包括：选取当前荷电状态工况下的荷电状态范围内，在实验阶段采集的端电压数据；将重新选取的端电压数据与当前荷电状态工况下的荷电状态重新进行拟合，形成新的对应关系；再进行泰勒展开，得到新的对应关系的泰勒展开式，从而获取更新后的预设系数矩阵。
[0107]
示例性的，在实验阶段获取的预设系数矩阵的soc范围一般为0％-100％，若实际使用阶段的soc在范围50％-80％时，则可以对预设系数矩阵进行更新，即选取实验阶段中的soc范围为50％-80％之间的端电压数据，重新进行拟合，形成新的对应关系，再进行泰勒展开，获取更新后的预设系数矩阵为：由此，可以通过实际使用阶段获取的第一系数矩阵与更新后的预设系数矩阵进行匹配，这样更能匹配储能电池的实际工况，使最终获取的电池健康度更加精准。
[0108]
本实施例步骤s8具体包括：
[0109]
实验阶段得到的预设系数矩阵可以预存在电池管理系统bms中，当第一系数矩阵与预设系数矩阵中的其中一组预设系数匹配时，将预设系数对应的电池健康度作为储能电池的当前电池健康度。
[0110]
假设在实际使用阶段，根据步骤s6获取的第一系数矩阵为[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]，与实验阶段获取的预设系数矩阵进行比较，发现第一系数矩阵[b1b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与实验阶段电池健康度90％时的第二系数[a
111 a
211 a
311 a
411 a
511 a
611 a
11
]相匹配，则可以得出实际使用阶段该储能电池的电池健康度为90％。
[0111]
在具体实施时，第一系数矩阵与预设系数矩阵中的预设系数进行匹配，可以通过对应的每阶系数作差值，当差值最小或当若干个差值的绝对值的均值最小时，认为与预设系数矩阵中的该组系数匹配。
[0112]
示例性的，当第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与90％的电池健康度下的预设系数[a
111 a
211a311 a
411 a
511 a
611 a
11
]的差值均小于第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与
除90％之外的其他电池健康度下的预设系数的差值，则可以认为第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与90％的电池健康度下的[a
111 a
211 a
311 a
411 a
511 a
611 a
11
]相匹配。
[0113]
或者，当第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与90％的电池健康度下的预设系数[a
111 a
211 a
311a411 a
511 a
611 a
11
]的差值绝对值的平均值均小于第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b
4 b
5 b
6 b]与除90％之外的其他电池健康度下的预设系数的差值绝对值的平均值，则可以认为第一系数矩阵[b
1 b
2 b
3 b4b
5 b
6 b]与90％的电池健康度下的[a
111 a
211 a
311 a
411 a
511 a
611 a
11
]相匹配。
[0114]
本实施例通过在bms中存储预设系数矩阵，并结合实际的工况对预设系数矩阵进行更新，使得bms不需要存储大量的数据，并且本实施例相较于累计充放电的安时计算，纳入计算的误差要更小，计算出的soh更为准确。本实施例在原有的安时积分法计算soc的基础上，通过将soc和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，从而得到第一系数矩阵，通过矩阵的计算，以及使用实际使用阶段的系数与实验阶段的系数进行匹配的方式，相较于累计充放电的安时计算，纳入计算的误差要更小，最终计算得到的soh也更为准确。针对钠离子储能电池系统而言，本实施例不需要钠离子储能电池进行满充满放工况，更符合钠离子储能电池系统的应用场景。
[0115]
实施例2
[0116]
如图2所示，本实施例提供一种钠离子储能电池的健康度计算系统用于实现实施例1提供的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，包括：
[0117]
采集模块101，用于采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流，以及，获取储能电池的额定容量和充放电效率。
[0118]
计算模块102，用于根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0119]
具体包括：将储能电池的充放电起始状态设为soc0，则储能电池当前时刻的荷电状态为：
[0120]
其中cn为额定容量，η为充放电效率，t为当前时刻，i当前电流。
[0121]
拟合模块103，用于将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；
[0122]
具体包括：将储能电池当前的荷电状态作为自变量，当前端电压作为因变量进行拟合，得到第一对应关系。
[0123]
第一系数矩阵获取模块104，用于对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵，n为自然数；
[0124]
具体包括：假设储能电池当前的荷电状态为y，则当前端电压为f(y)，则第一对应关系的n阶泰勒展开式为：f(y)＝b1yn+b2y
(n-1)
+b3y
(n-2)
+......+bny+b；第一系数矩阵为[b
1 b
2 b3......b
n b]。
[0125]
预设系数获取模块105，用于预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；
[0126]
具体包括：采集实验阶段同型号的储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；
[0127]
获取所述同型号的储能电池实验阶段在同一电池健康度下的额定容量和充放电效率，根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出所述同型号的储能电池在同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态；
[0128]
对实验阶段同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第二对应关系；
[0129]
根据同型号的储能电池不同的电池健康度，获取在实验阶段下，不同电池健康度对应的若干组第二对应关系；
[0130]
对若干组第二对应关系进行泰勒展开，得到若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式；
[0131]
获取若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式的若干组第二系数，形成第二系数矩阵，即为预设系数矩阵。
[0132]
健康度匹配模块106，用于将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度；
[0133]
具体包括：第一系数矩阵与预设系数矩阵中的预设系数进行匹配，可以通过对应的每阶系数作差值，当差值最小或当若干个差值的绝对值的均值最小时，认为与预设系数矩阵中的该组系数匹配。
[0134]
本实施例还包括：
[0135]
荷电状态工况获取模块107，用于获取储能电池的当前荷电状态工况；
[0136]
预设系数矩阵更新模块108，用于根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵；具体更新步骤包括：选取实验阶段中当前荷电状态工况下的荷电状态范围的端电压数据，重新进行拟合，形成新的对应关系，再进行泰勒展开，得到新的对应关系的泰勒展开式，从而获取更新后的预设系数矩阵。
[0137]
由于储能电池在实际使用阶段会有不同工况，例如在某些工况下，放电时的soc不会放到0％，充电时的soc不会充到100％，因此将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较之前需要获取储能电池当前的工况，判断是否需要对预设系数矩阵进行更新，如果需要更新，则根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后的预设系数矩阵作为当前的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较；如果不需要更新，则继续使用原有的预设系数矩阵与第一系数矩阵进行比较。
[0138]
实施例3
[0139]
本实施例提供一种钠离子储能电池的电池健康度计算电子设备，所述电子设备包括：
[0140]
至少一个处理器；
[0141]
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0142]
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行实施例1所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法。
[0143]
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算
机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现实施例1所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法。
[0144]
本实施例的电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其他适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其他类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系，以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0145]
如图3所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0146]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0147]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)，以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如钠离子储能电池的健康度计算方法。
[0148]
在具体实施时，储能电池的电池健康度计算方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的储能电池的电池健康度计算方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行钠离子储能电池的健康度计算方法。
[0149]
以上描述的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中实现。这些实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置和该至少一个输出装置。
[0150]
由于本实施例的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写，这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算
机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0151]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的，或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例为，包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备，或上述内容的任何合适组合。
[0152]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈，或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0153]
可以将本实施例实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)，或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)，或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)，或者包括这种后台部件、中间件部件，或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0154]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，包括：采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；获取储能电池的额定容量和充放电效率；根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，n为自然数；获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵；预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。2.根据权利要求1所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，所述将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系，具体包括：将储能电池当前的荷电状态作为自变量，当前端电压作为因变量进行拟合，得到第一对应关系。3.根据权利要求2所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，所述对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，n为自然数；获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的系数，形成第一系数矩阵，具体包括：假设储能电池当前的荷电状态为y，则当前端电压为f(y)，则第一对应关系的n阶泰勒展开式为：f(y)＝b1y
n
+b2y
(n-1)
+b3y
(n-2)
+......+b
n
y+b，则第一系数矩阵为[b
1 b
2 b3......b
n b]。4.根据权利要求3所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，所述预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵，具体包括：采集实验阶段同型号的储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流；获取所述同型号的储能电池实验阶段在同一电池健康度下的额定容量和充放电效率，根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出所述同型号的储能电池在同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态；对实验阶段同一电池健康度下的不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第二对应关系；根据同型号的储能电池不同的电池健康度，获取在实验阶段下，不同电池健康度对应的若干组第二对应关系；对若干组第二对应关系进行泰勒展开，得到若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式；获取若干条第二对应关系的n阶泰勒展开式的若干组第二系数，形成第二系数矩阵，即为预设系数矩阵。5.根据权利要求4所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，还包括：获取储能电池的当前荷电状态工况；
根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法，其特征在于，所述根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态，具体包括：将储能电池的充放电起始状态设为soc0，则储能电池当前时刻的荷电状态为：其中c
n
为额定容量，η为充放电效率，t为当前时刻，i当前电流。7.一种钠离子储能电池的健康度计算系统，其特征在于，包括：采集模块，用于采集储能电池充放电过程中不同时刻的若干个相互对应的当前端电压和当前电流，以及，获取储能电池的额定容量和充放电效率；计算模块，用于根据不同时刻的若干个当前电流、额定容量和充放电效率，通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；拟合模块，用于将储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；第一系数矩阵获取模块，用于对第一对应关系进行泰勒展开，得到第一对应关系的n阶泰勒展开式，获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵，n为自然数；预设系数获取模块，用于预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；健康度匹配模块，用于将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。8.根据权利要求7所述的一种钠离子储能电池的健康度计算系统，其特征在于，还包括：荷电状态工况获取模块，用于获取储能电池的当前荷电状态工况；预设系数矩阵更新模块，用于根据荷电状态工况对所述预设系数矩阵进行更新，得到更新后预设系数矩阵。9.一种钠离子储能电池的健康度计算电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的一种钠离子储能电池的健康度计算方法。

技术总结
本发明涉及储能电池技术领域，具体涉及一种钠离子储能电池的健康度计算方法、系统、设备和介质，包括：通过安时积分法计算出储能电池不同时刻的若干个当前荷电状态；将储能电池当前荷电状态和当前端电压进行拟合，得到第一对应关系；对第一对应关系进行泰勒展开，获取第一对应关系的n阶泰勒展开式的第一系数，形成第一系数矩阵；预设和储能电池不同健康度相对应的预设系数，形成预设系数矩阵；将第一系数矩阵与预设系数矩阵进行比较，得到与第一系数矩阵相匹配的预设系数对应的健康度，即为储能电池当前的健康度。本发明有效减小计算储能电池健康度时的误差，应用于钠离子储能电池时，不需要满充满放工况，更符合钠离子储能电池的应用场景。池的应用场景。池的应用场景。


技术研发人员：李勇琦 樊雄伟 高立克 李乐卿 唐彬 陈满 易春芳 雷旗开 梁沁沁 万民惠 张龙飞 胡振恺 李建新 孙万洲
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/28