电池异常检测方法、系统、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请实施例涉及电池技术，尤其涉及一种发电池异常检测方法、系统、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

电化学储能电站、新能源汽车的数量正在逐年增加。然而，近年来由于电池异常从而导致电化学储能电站爆炸、新能源电动汽车自燃现象也越来越频繁，已经严重损害到人们的切身安全和利益。因此，识别和处理异常电池，保证电池安全运行已经变得十分必要。

现有技术中，只能对电池整体进行异常检测，识别效率低，电池的安全性低，且当切断整个电池的连接后，电池无法正常充放电，电池的可靠性低。

发明内容

本申请提供一种电池异常检测方法、系统、装置、电子设备和存储介质，以提高电池异常的识别效率，提高电池的安全性和可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池异常检测方法，该电池异常检测方法包括：

获取各单体电池的当前电压；

确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；

分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；

根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池异常检测系统，该电池异常检测系统包括：

电池组、电池从控模块和电池主控模块；

其中，电池组中包括至少2个串联的单体电池，各电池组并联；

电池从控模块为至少2个，各电池从控模块分别与不同电池组连接，用于采集所连接的电池组中各单体电池的当前电压；

电池主控模块与各电池从控模块电连接，用于确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池异常检测装置，该电池异常检测装置包括：

当前电压获取模块，获取各单体电池的当前电压；

电压异常确定模块，确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；

异常值更新模块，分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；

电池异常确定模块，根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

第四方面，本申请实施例还提供了电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本申请实施例提供的任意一种电池异常检测方法。

第五方面，本申请实施例还提供了一种包括计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本申请实施例提供的任意一种电池异常检测方法。

本申请通过获取各单体电池的当前电压，可以精确识别电池单体的当前电压，以单体电池作为判断对象，提高后续电池异常的识别准确度；确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常，根据电压异常更新异常值，根据异常值确定电池异常，可以提高电池异常确定的容错率，以避免单体电池因为一些突发情况发生电压异常时，被确定为电池异常，停止使用该单体电池的情况，提高单体电池异常确定的容错性，单体电池的供电电压较小，即使停止该异常单体电池的使用也不会影响电池的使用，提高电池的可靠性；同时通过对单体电池的当前电压检测，确定单体电池是否为电池异常，实现对单体电池的异常检测，可以及时识别异常的单体电池，提高电池异常的识别效率，避免多个单体电池异常时，才检测到电池异常，引发安全事故，提高电池的安全性。因此通过本申请的技术方案，解决了只能对电池整体进行异常检测，识别效率低，电池的安全性低，且当切断整个电池的连接后，电池无法正常充放电，电池的可靠性低的问题，达到了提高电池异常的识别效率，提高电池的安全性和可靠性的效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中的一种电池异常检测方法的流程图；

图2是本申请实施例二中的一种电池异常检测方法的流程图；

图3是本申请实施例三中的一种电池异常检测系统的结构示意图；

图3a为本申请实施例三中的一种电压测量电路的结构示意图；

图4是本申请实施例四中的一种电池异常检测装置的结构示意图；

图5是本申请实施例五中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的一种电池异常检测方法的流程图，本实施例可适用于检测异常单体电池的情况，该方法可以由电池异常检测装置执行，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并具体配置于供电设施，例如，电化学储能电站；或者，还可以配置于需要电池进行供电的用电设施或设备中，例如，新能源汽车。

参见图1所示的电池异常检测方法，具体包括如下步骤：

S110、获取各单体电池的当前电压。

单体电池为可以单独工作的电池，用于通过串联达到供电电压，为用电设备进行供电。一般的用电设备中的供电装置为电池包，电池包中为多个电池组并联，每个电池组中为多个单体电池串联。电池组满足用电设备的用电需求。具体的，可以通过测量电路获取各单体电池的当前电压。

S120、确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常。

电压异常可以是单体电池的当前电压的数值存在异常的情况。单体电池的当前电压在正常情况下在一个区间内变化，在一些特殊工况下也可能整体发生一定范围上的变化。示例性的，可以通过试验，确定单体电池的正常运行时，电压的变化区间，当体电池的当前电压不在该变化区间范围内时，则确定该当前电压存在电压异常。示例性的，为了适应不同的工况下电压的变化，更加智能和精确地确定当前电压存在电压异常的情况，可以通过算法进行识别各单体电池的当前电压中的孤立点，并确定该孤立点对应的当前电压存在电压异常。

S130、分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值。

异常值用于表示单体电池存在电压异常程度的数值，用于判定单体电池是否存在异常。示例性的，异常值可以为电压异常的次数或预设时间内出现的次数等，本申请对此不做具体限定。

若根据单体电池的当前电压确定该单体电池存在电压异常，则更新当前电压存在异常的单体电池的异常值。例如，更新当前电压存在异常的单体电池的异常值可以是对单体电池的异常值进行累加1。

S140、根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

电池异常可以为电池存在异常的情况。单体电池的电压可能会由于一些偶然因素存在突变，单独一次的电压异常并不能准确判断电池异常的情况，因此可以预设异常值阈值。根据更新后的异常值，在异常值大于预设异常值阈值时，确定相应单体电池是否存在电池异常，提高判断电池异常的容错率。

本实施例的技术方案，通过获取各单体电池的当前电压，可以精确识别电池单体的当前电压，以单体电池作为判断对象，提高后续电池异常的识别准确度；确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常，根据电压异常更新异常值，根据异常值确定电池异常，可以提高电池异常确定的容错率，以避免单体电池因为一些突发情况发生电压异常时，被确定为电池异常，停止使用该单体电池的情况，提高单体电池异常确定的容错性，单体电池的供电电压较小，即使停止该异常单体电池的使用也不会影响电池的使用，提高电池的可靠性；同时通过对单体电池的当前电压检测，确定单体电池是否为电池异常，实现对单体电池的异常检测，可以及时识别异常的单体电池，提高电池异常的识别效率，避免多个单体电池异常时，才检测到电池异常，引发安全事故，提高电池的安全性。因此通过本申请的技术方案，解决了只能对电池整体进行异常检测，识别效率低，电池的安全性低，且当切断整个电池的连接后，电池无法正常充放电，电池的可靠性低的问题，达到了提高电池异常的识别效率，提高电池的安全性和可靠性的效果。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的一种电池异常检测方法的流程图方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化。

进一步地，将“确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常”，细化为：“通过孤立森林算法确定各单体电池的当前电压中是否存在离群点；若是，则确定离群点对应的单体电池的当前电压存在异常”，以确定当前电压是否存在电压异常；

将“分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值”，细化为：“针对各单体电池，若该单体电池的当前电压存在异常，则将该单体电池的异常值累加单位异常阈值”，以更新单体电池的异常值；

将“根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常”，细化为：“针对各单体电池，若该单体电池的更新后的异常值大于预设异常值阈值，则确定该单体电池存在电池异常”，以确定电池异常。

参见图2所示的一种电池异常检测方法，包括：

S210、获取各单体电池的当前电压。

S220、通过孤立森林算法确定各单体电池的当前电压中是否存在离群点。

孤立森林算法是一个经典的异常检测算法，能处理大规模的多维数据，可以用于识别当前电压中是否存在离群点。具体的，可以将获取的各单体电池的当前电压作为孤立森林算法的输入，得到输出值为各单体电池的当前电压中存在的离群点。

S230、若是，则确定离群点对应的单体电池的当前电压存在异常。

若是，也即各单体电池的当前电压中存在离群点。由于各单体电池的工作环境是相同的，因此，若各单体电池的当前电压中存在离群点时，可以确定离群点对应的单体电池的当前电压存在异常。

S240、针对各单体电池，若该单体电池的当前电压存在异常，则将该单体电池的异常值累加单位异常阈值。

单位异常阈值可以为单体电池的当前电压出现1次异常时，异常值增加的数值。示例性的，单位异常阈值可以是1。针对各单体电池，若该单体电池的当前电压存在异常，则将该单体电池的异常值累加单位异常阈值。

S250、针对各单体电池，若该单体电池的更新后的异常值大于预设异常值阈值，则确定该单体电池存在电池异常。

异常值阈值为预先设定的异常值的最大值，用于确定单体电池是否存在电池异常。具体的，异常值阈值可以由技术人员根据经验或者试验确定，本申请对此不作具体限定。具体的，针对各单体电池，若该单体电池的更新后的异常值大于预设异常值阈值，则确定该单体电池存在电池异常。

在一个可选实施例中，方法还包括：停止使用电池异常的单体电池进行供电。

当确定单体电池存在电池异常时，为了电池使用的安全性，停止使用电池异常的单体电池进行供电。具体的，可以通过切断电池异常的单体电池与所在电池组中其他单体电池的串联实现，也即停止使用电池异常的单体电池所在的电池组进行供电。

由于每个电池组的容量不大，停止使用电池异常的单体电池所在电池组进行供电，对整个电池包性能影响不大，保证了整个电池包的安全性和正常工作，提高电池包的可靠性。

本实施例的技术方案，通过孤立森林算法确定各单体电池的当前电压中是否存在离群点；若是，则确定离群点对应的单体电池的当前电压存在异常；通过孤立森林算法可以提高孤立点的识别效率，进而提高对电压存在异常的判断的准确率。针对各单体电池，若该单体电池的当前电压存在异常，则将该单体电池的异常值累加单位异常阈值，实现对单体电池的异常值的更新，为电池异常判断提供最新的数据。针对各单体电池，若该单体电池的更新后的异常值大于预设异常值阈值，则确定该单体电池存在电池异常，快速判断异常电池，提高异常电池的检测效率。

实施例三

图3为本申请实施例三提供的一种电池异常检测系统的结构示意图，本实施例可适用于检测异常单体电池的情况。

参见图3所示的电池异常检测系统，该电池异常检测系统包括：电池组310、电池从控模块320和电池主控模块330。

其中，电池组310中包括至少2个串联的单体电池，各电池组并联。

电池从控模块320为至少2个，各电池从控模块分别与不同电池组连接，用于采集所连接的电池组中各单体电池的当前电压。图3中仅以1个电池组和1个电池从控模块为例，实际中可以存在多个电池组，对应存在多个电池从控模块。具体的，电池从控模块320实时测量其所对应的电池组310中每个单体电池的电压。所测得的电压数据由电池从控模块320经通讯总线发送至电池主控模块330。

需要说明的是，电池从控模块320还可以实时测量其所对应的电池组310中每个单体电池的温度，所测得的温度数据由电池从控模块320经通讯总线发送至电池主控模块330，可以实现对温度的异常检测。

更具体的，图3a为本申请实施例三提供的一种电压测量电路的结构示意图，包括多路选通开关321、信号调理电路322、单片机323、逻辑控制单元324。其中，多路选通开关321与电池组310相连，该开关可实现选择多个单体电池，结构较简单，明显减少了元器件的使用，大大降低了硬件成本；信号调理电路322具有信号隔离的作用，降低外部信号对电压测量电路的干扰；单片机323内置模拟数字转化器芯片，通过编写好的程序实现对采样和转换时间的控制，完成对单体电池电压的模拟数字转换；逻辑控制单元324用于扩展单片机323的输入输出口，发出多路控制信号作用于多路选择开关321，实现对多个单体电池的选择。

电池主控模块330与各电池从控模块电连接，用于确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

需要说明的是，电池异常检测系统还可以包括显示器、控制器和漏电检测模块。具体的，显示器通过控制器总线与电池主控模块330连接，用于获取并显示异常单体电池的信息。控制器通过控制器总线与电池主控模块330连接，用于根据从电池主控模块330获取的单体电池的异常信息，控制停止使用电池异常的单体电池进行供电。漏电检测模块，用于检测用电设备是否存在绝缘故障。例如，电池的绝缘电阻最低要求：直流100Ω/V(电学单位，欧姆每伏特)，交流500Ω/V，若检测出未达到要求，将采取隔离和绝缘处理等相应措施以解决绝缘故障。

本实施例的技术方案，通过电池异常检测系统包括：电池组310、电池从控模块320和电池主控模块330。其中，电池组310中包括至少2个串联的单体电池，各电池组并联。电池从控模块320为至少2个，各电池从控模块分别与不同电池组连接，用于采集所连接的电池组中各单体电池的当前电压。电池从控模块320实时测量其所对应的电池组310中每个单体电池的电压。电池主控模块330与各电池从控模块电连接，用于确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。根据电压异常更新异常值，根据异常值确定电池异常，可以提高电池异常确定的容错率，以避免单体电池因为一些突发情况发生电压异常时，被确定为电池异常，停止使用该单体电池的情况，提高单体电池异常确定的容错性，单体电池的供电电压较小，即使停止该异常单体电池的使用也不会影响电池的使用，提高电池的可靠性；同时通过对单体电池的当前电压检测，确定单体电池是否为电池异常，实现对单体电池的异常检测，可以及时识别异常的单体电池的异常，提高电池异常的识别效率，避免多个单体电池异常时，才检测到电池异常，引发安全事故，提高电池的安全性。

实施例四

图4所示为本申请实施例四提供的一种电池异常检测装置的结构示意图，本实施例可适用于检测异常单体电池的情况，并具体配置于供电设施，例如，电化学储能电站；或者，还可以配置于需要电池进行供电的用电设施或设备中，例如，新能源汽车，该电池异常检测装置的具体结构如下：

当前电压获取模块410，获取各单体电池的当前电压；

电压异常确定模块420，确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；

异常值更新模块430，分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；

电池异常确定模块440，根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

本实施例的技术方案，通过当前电压获取模块410获取各单体电池的当前电压，可以精确识别电池单体的当前电压，以单体电池作为判断对象，提高后续电池异常的识别准确度；通过电压异常确定模块420确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；通过异常值更新模块430分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；通过电池异常确定模块440根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常，根据电压异常更新异常值，根据异常值确定电池异常，可以提高电池异常确定的容错率，以避免单体电池因为一些突发情况发生电压异常时，被确定为电池异常，停止使用该单体电池的情况，提高单体电池异常确定的容错性，单体电池的供电电压较小，即使停止该异常单体电池的使用也不会影响电池的使用，提高电池的可靠性；同时通过对单体电池的当前电压检测，确定单体电池是否为电池异常，实现对单体电池的异常检测，可以及时识别异常的单体电池，提高电池异常的识别效率，避免多个单体电池异常时，才检测到电池异常，引发安全事故，提高电池的安全性。因此通过本申请的技术方案，解决了只能对电池整体进行异常检测，识别效率低，电池的安全性低，且当切断整个电池的连接后，电池无法正常充放电，电池的可靠性低的问题，达到了提高异常电池的识别效率，提高电池的安全性和可靠性的效果。

可选的，电压异常确定模块420，包括：

离群点确定单元，用于通过孤立森林算法确定各单体电池的当前电压中是否存在离群点；

离群点对应单元，用于若是，则确定离群点对应的单体电池的当前电压存在异常。

可选的，异常值更新模块430，包括：

异常值累加单元，用于针对各单体电池，若该单体电池的当前电压存在异常，则将该单体电池的异常值累加单位异常阈值。

可选的，电池异常确定模块440，包括：

异常值比较单元，用于针对各单体电池，若该单体电池的更新后的异常值大于预设异常值阈值，则确定该单体电池存在电池异常。

可选的，电池异常检测装置，还包括：

供电停止模块，用于停止使用电池异常的单体电池进行供电。

本申请实施例所提供的电池异常检测装置可执行本申请任意实施例所提供的电池异常检测方法，具备执行电池异常检测方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图5为本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；电子设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；电子设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的电池异常检测方法对应的程序指令/模块(例如，当前电压获取模块410、电压异常确定模块420、异常值更新模块430和电池异常确定模块440)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的电池异常检测方法。

存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置530可用于接收输入的字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

实施例六

本申请实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种电池异常检测方法，该方法包括：获取各单体电池的当前电压；确定各单体电池的当前电压是否存在电压异常；分别更新当前电压存在异常的单体电池的异常值；根据各更新后的异常值，分别确定相应单体电池是否存在电池异常。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的电池异常检测方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。