本發(fā)明涉及蓄電池充電，特別涉及一種蓄電池快速充電安全控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、快速充電不僅能夠顯著縮短充電時(shí)間，提高用戶(hù)體驗(yàn)，還能夠提高充電站的運(yùn)營(yíng)效率。然而，快速充電過(guò)程中的高電流和高功率會(huì)給電池帶來(lái)巨大的熱應(yīng)力和電化學(xué)應(yīng)力，可能導(dǎo)致電池性能退化、壽命縮短，甚至引發(fā)安全事故。

2、傳統(tǒng)的充電控制方法往往難以在充電效率和安全性之間取得良好的平衡。一方面，過(guò)于保守的控制策略會(huì)導(dǎo)致充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響用戶(hù)體驗(yàn)；另一方面，過(guò)于激進(jìn)的控制策略可能會(huì)引發(fā)電池過(guò)熱、過(guò)充等安全隱患。此外，現(xiàn)有的充電控制方法通常難以準(zhǔn)確捕捉電池在快速充電過(guò)程中的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性，特別是熱-電耦合效應(yīng)和各種異常模式，這使得控制精度和可靠性面臨挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的為提供一種蓄電池快速充電安全控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，精確識(shí)別異常模式，并基于多重約束進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)安全、高效的快速充電過(guò)程。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蓄電池快速充電安全控制方法，包括以下步驟：

3、對(duì)蓄電池的等效電路和熱等效電路進(jìn)行建模，得到虛擬電路模型，并對(duì)所述虛擬電路模型進(jìn)行熱狀態(tài)和電化學(xué)狀態(tài)解耦，得到動(dòng)態(tài)解耦矩陣；

4、將充電電流和電壓采樣數(shù)據(jù)輸入所述虛擬電路模型，利用所述動(dòng)態(tài)解耦矩陣進(jìn)行狀態(tài)分離，通過(guò)并行計(jì)算得到電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)；

5、基于所述電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常模式識(shí)別，得到異常模式識(shí)別結(jié)果；

6、將所述異常模式識(shí)別結(jié)果輸入異構(gòu)圖門(mén)循環(huán)單元，通過(guò)異構(gòu)圖卷積和gru結(jié)構(gòu)提取時(shí)空特征，得到深度故障特征；

7、根據(jù)所述深度故障特征計(jì)算充電安全容量，并對(duì)電池?zé)峁芾砗秃呻姞顟B(tài)進(jìn)行多重約束控制，得到充電功率分配方案；

8、將所述充電功率分配方案輸入兩階段模型預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行分布式功率重分配，得到充電控制指令。

9、本發(fā)明還提供了一種蓄電池快速充電安全控制裝置，包括：

10、解耦模塊，用于對(duì)蓄電池的等效電路和熱等效電路進(jìn)行建模，得到虛擬電路模型，并對(duì)所述虛擬電路模型進(jìn)行熱狀態(tài)和電化學(xué)狀態(tài)解耦，得到動(dòng)態(tài)解耦矩陣；

11、分離模塊，用于將充電電流和電壓采樣數(shù)據(jù)輸入所述虛擬電路模型，利用所述動(dòng)態(tài)解耦矩陣進(jìn)行狀態(tài)分離，通過(guò)并行計(jì)算得到電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)；

12、識(shí)別模塊，用于基于所述電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常模式識(shí)別，得到異常模式識(shí)別結(jié)果；

13、提取模塊，用于將所述異常模式識(shí)別結(jié)果輸入異構(gòu)圖門(mén)循環(huán)單元，通過(guò)異構(gòu)圖卷積和gru結(jié)構(gòu)提取時(shí)空特征，得到深度故障特征；

14、控制模塊，用于根據(jù)所述深度故障特征計(jì)算充電安全容量，并對(duì)電池?zé)峁芾砗秃呻姞顟B(tài)進(jìn)行多重約束控制，得到充電功率分配方案；

15、分配模塊，用于將所述充電功率分配方案輸入兩階段模型預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行分布式功率重分配，得到充電控制指令。

16、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述方法的步驟。

17、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

18、綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案通過(guò)構(gòu)建虛擬電路模型并進(jìn)行熱狀態(tài)和電化學(xué)狀態(tài)解耦，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性的精確建模，提高了狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。利用動(dòng)態(tài)解耦矩陣進(jìn)行狀態(tài)分離和并行計(jì)算，顯著提高了電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取效率。采用改進(jìn)的異常模式識(shí)別算法，結(jié)合內(nèi)外部測(cè)量點(diǎn)分離的傳感器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了對(duì)各類(lèi)異常模式的檢測(cè)能力。引入異構(gòu)圖門(mén)循環(huán)單元，通過(guò)異構(gòu)圖卷積和gru結(jié)構(gòu)提取時(shí)空特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)深層故障特征的有效捕捉。基于深度故障特征計(jì)算充電安全容量，并進(jìn)行多重約束控制，在保證安全性的同時(shí)最大化了充電效率。采用兩階段模型預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行分布式功率重分配，實(shí)現(xiàn)了充電站整體性能的協(xié)調(diào)優(yōu)化。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，精確識(shí)別異常模式，并基于多重約束進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)安全、高效的快速充電過(guò)程，在充電效率、安全性和電池壽命之間實(shí)現(xiàn)了更好的平衡。

技術(shù)特征：

1.一種蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述對(duì)蓄電池的等效電路和熱等效電路進(jìn)行建模，得到虛擬電路模型，并對(duì)所述虛擬電路模型進(jìn)行熱狀態(tài)和電化學(xué)狀態(tài)解耦，得到動(dòng)態(tài)解耦矩陣，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述將充電電流和電壓采樣數(shù)據(jù)輸入所述虛擬電路模型，利用所述動(dòng)態(tài)解耦矩陣進(jìn)行狀態(tài)分離，通過(guò)并行計(jì)算得到電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述基于所述電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常模式識(shí)別，得到異常模式識(shí)別結(jié)果，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述將所述異常模式識(shí)別結(jié)果輸入異構(gòu)圖門(mén)循環(huán)單元，通過(guò)異構(gòu)圖卷積和gru結(jié)構(gòu)提取時(shí)空特征，得到深度故障特征，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述深度故障特征計(jì)算充電安全容量，并對(duì)電池?zé)峁芾砗秃呻姞顟B(tài)進(jìn)行多重約束控制，得到充電功率分配方案，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池快速充電安全控制方法，其特征在于，所述將所述充電功率分配方案輸入兩階段模型預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行分布式功率重分配，得到充電控制指令，包括：

8.一種蓄電池快速充電安全控制裝置，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述方法的步驟，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種蓄電池快速充電安全控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。該方法：對(duì)蓄電池的等效電路和熱等效電路進(jìn)行建模，得到動(dòng)態(tài)解耦矩陣；通過(guò)并行計(jì)算得到電池安全狀態(tài)數(shù)據(jù)；進(jìn)行異常模式識(shí)別，得到異常模式識(shí)別結(jié)果；將異常模式識(shí)別結(jié)果輸入異構(gòu)圖門(mén)循環(huán)單元，通過(guò)異構(gòu)圖卷積和GRU結(jié)構(gòu)提取時(shí)空特征，得到深度故障特征；計(jì)算充電安全容量，并對(duì)電池?zé)峁芾砗秃呻姞顟B(tài)進(jìn)行多重約束控制，得到充電功率分配方案；將充電功率分配方案輸入兩階段模型預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行分布式功率重分配，得到充電控制指令，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，精確識(shí)別異常模式，并基于多重約束進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)安全、高效的快速充電過(guò)程。

技術(shù)研發(fā)人員：陳翔,羅方周,韋光春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鑫能源科技（深圳）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2