一种用于光伏储能电池老化测试系统和测试方法与流程

本发明属于光伏储能电池领域，涉及老化测试技术，具体是一种用于光伏储能电池老化测试系统和测试方法。

背景技术：

1、光伏储能电池作为可再生能源系统的重要组成部分，扮演着能量存储和平衡供需的关键角色，随着时间的推移和使用条件的变化，储能电池存在着性能退化和寿命衰减的现象，在实际应用时，监测电池的性能参数来评估其寿命和可靠性，老化测试通常涉及充放电测试、温度测试、容量测试和内阻测试等步骤。通过记录电池的充放电容量、充放电效率、电压变化、温度变化以及评估容量损失和内阻变化等数据；

2、当前技术背景下，光伏储能电池在各类应用场景均有广泛应用，这也使得光伏储能电池的工作环境及使用环境复杂多变，由于光伏储能电池不具有改变自身性能的能力，在不适宜环境下长期工作会导致光伏储能电池的性能快速流失，而且当前针对光伏储能电池的老化测试为统一制式，没有对光伏储能电池进行老化测试前的前置分析，导致光伏储能电池老化测试不精确；

3、为此，我们提出一种用于光伏储能电池老化测试系统和测试方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于光伏储能电池老化测试系统和测试方法。

2、本发明所要解决的技术问题为：

3、如何基于前置分析结果实现光伏储能电池进行智能老化测试。

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种用于光伏储能电池老化测试系统，其特征在于，包括数据获取模块、测试准备模块、综合测试模块、测试评定模块和服务器；

6、所述数据获取模块用于获取光伏储能电池的标准性能数据和标准规格数据，并将标准性能数据和标准规格数据发送至服务器，所述服务器将光伏储能电池的标准性能数据发送至测试准备模块；

7、所述测试准备模块用于完成光伏储能电池进行老化测试的前置准备工作，被标记为测试用样本的光伏储能电池转运至综合测试模块，同时测试准备模块还将分析得到的光伏储能电池的测试等级发送至服务器，服务器根据测试等级设置光伏储能电池对应的测试条件并发送至综合测试模块；

8、在完成光伏储能电池的测试前置准备工作后，所述综合测试模块对被标记为测试用样本的光伏储能电池进行老化测试，测试得到光伏储能电池的受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数发送至服务器，所述服务器将光伏储能电池的受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数发送至测试评定模块；

9、所述测试评定模块用于对光伏储能电池的抗老化性能进行评定，判定光伏储能电池的抗老化性能为合格或不合格。

10、进一步地，标准性能数据包括光伏储能电池的工作温度范围、标准充电速率、标准放电速率和标准循环次数；

11、标准规格数据包括光伏储能电池的额定容量、额定饱和电压、标准内阻以及光伏储能电池的样品长度、样品宽度和样品高度。

12、进一步地，所述测试准备模块的工作过程具体如下：

13、获取光伏储能电池的实测长度sci、实测宽度ski和实测高度shi，i为光伏储能电池序号，i为非零自然数，i的上限值为n；

14、获取光伏储能电池的样品长度yc、样品宽度yk和样品高度yh，根据公式计算光伏储能电池的长度误差cci，公式具体如下：

15、cci=|sci-yc|；

16、同理，根据公式计算光伏储能电池的宽度误差kci和高度误差hci，公式具体如下：

17、kci=|ski-yk|；

18、hci=|shi-yh|；

19、将光伏储能电池的长度误差、宽度误差和高度误差逐一与误差临界值进行比对；

20、若光伏储能电池的长度误差、宽度误差或高度误差中任一项的数值大于等于误差临界值，则将对应光伏储能电池标记为非测试用样本。

21、进一步地，所述测试准备模块的工作过程还包括：

22、若光伏储能电池的长度误差、宽度误差和高度误差中的数值均小于误差临界值，则获取光伏储能电池的标准充电速率bc、标准放电速率bf、额定饱和电压ev、标准内阻br；

23、将光伏储能电池连接符合安全规范的充电设备，对光伏储能电池进行充电并测量光伏储能电池的实测充电速率sci；

24、待光伏储能电池停止充电且电压稳定时，测量得到的电压值记作光伏储能电池的实测饱和电压svi，同时测量得到的电阻值记为光伏储能电池的实测内阻sri；

25、将光伏储能电池连接符合安全规范的用电设备，由光伏储能电池向用电设备供电并测量光伏储能电池的实测放电速率sfi；

26、根据公式计算光伏储能电池的参数达标系数dbi，公式具体如下：

27、dbi=1/|sci-bc|+1/|sfi-bf|+1/|svi-ev|+1/|sri-br|；

28、将光伏储能电池的参数达标系数与参数达标区间进行比对；

29、若光伏储能电池的参数达标系数属于第一参数达标区间，则将对应光伏储能电池标记为非测试用样本；

30、若光伏储能电池的参数达标系数属于第二参数达标区间，则将对应光伏储能电池标记为测试用样本；

31、其中，参数达标区间的取值均大于零，第一参数达标区间的取值均小于第二参数达标区间的取值。

32、进一步地，所述测试准备模块的工作过程还包括：

33、获取被标记为测试用样本的光伏储能电池的工作温度范围t∈（t1，t2）、标准循环次数bx、额定容量er，根据公式计算光伏储能电池的测试强度值qd，公式具体如下：

34、qd=（t2-t1）×q1+bx×er×q2；

35、其中，q1和q2为固定数值的比例系数，q1和q2的数值均大于零，q1为温度适性系数，q2为充放电量系数；

36、将光伏储能电池的测试强度值与测试强度阈值进行比对，判定光伏储能电池的测试等级为第一测试等级、第二测试等级或第三测试等级。

37、进一步地，第一测试等级对应的测试强度低于第二测试等级对应的测试强度；

38、第二测试等级对应的测试强度低于第三测试等级对应的测试强度。

39、进一步地，测试条件与测试等级之间的对应关系具体如下：

40、若测试等级为第一测试等级，则对应测试条件为第一温度附加系数、第一速率附加系数；

41、若测试等级为第二测试等级，则对应测试条件为第二温度附加系数、第二速率附加系数；

42、若测试等级为第三测试等级，则对应测试条件为第三温度附加系数、第三速率附加系数；

43、其中，第一温度附加系数小于第二温度附加系数，第二温度附加系数小于第三温度附加系数，第一速率附加系数小于第二速率附加系数，第二速率附加系数小于第三速率附加系数。

44、进一步地，所述综合测试模块的测试过程具体如下：

45、将光伏储能电池划分为对照测试组、第一测试组、第二测试组和第三测试组；

46、对照测试组的测试参数设置具体为：

47、测试温度=（t1+t2）/2；测试充电速率=标准充电速率；测试放电速率=标准放电速率；

48、第一测试组的测试参数设置为；

49、测试温度=t2+（t2-t1）×w；测试充电速率=标准充电速率；测试放电速率=标准放电速率；

50、第二测试组的测试参数设置为；

51、测试温度=t1-（t2-t1）×w；测试充电速率=标准充电速率；测试放电速率=标准放电速率；

52、第三测试组的测试参数设置为；

53、测试温度=（t1+t2）/2；测试充电速率=标准充电速率×v；测试放电速率=标准放电速率×v；

54、其中，w为温度附加系数，v为速率附加系数，可理解的是，第一测试组用于高温环境测试，第二测试组用于低温环境测试，第三测试组用于超规范充放电速率测试；

55、将对照测试组、第一测试组、第二测试组和第三测试组中的光伏储能电池进行相同循环次数的循环充放电测试，监测光伏储能电池的性能测试数据，性能测试数据包括各组测试组的光伏储能电池在每次测试过程中的测试充电速率slur、测试电池温度wdur、测试续航时长xhur和测试电池容量rlur，u为测试组编号，u的取值包括0、1、2、3，0对应对照测试组，1对应第一测试组，2对应第二测试组，3对应第三测试组，r为测试序号，r的上限值为r，r的数值等于光伏储能电池进行循环充放电测试的总循环次数，其中，测试充电速率为各个测试组对应光伏储能电池在测试过程中的最小充电速率，测试电池温度为各个测试组对应光伏储能电池在测试过程中的最高电池温度；

56、获取对照测试组与第一测试组中光伏储能电池的性能测试数据，根据公式计算光伏储能电池的受高温影响指数gw，公式具体如下：

57、；

58、上式中，sl0r为对照测试组中光伏储能电池的测试充电速率，wd0r为对照测试组中光伏储能电池的测试电池温度，xh0r为对照测试组中光伏储能电池的测试续航时长，rl0r为对照测试组中光伏储能电池的测试电池容量，sl1r为第一测试组中光伏储能电池的测试充电速率，wd1r为第一测试组中光伏储能电池的测试电池温度，xh1r为第一测试组中光伏储能电池的测试续航时长，rl1r为第一测试组中光伏储能电池的测试电池容量；

59、同理，获取对照测试组与第二测试组中光伏储能电池的性能测试数据，根据公式计算光伏储能电池的受低温影响指数dw；公式具体如下：

60、；

61、获取对照测试组与第三测试组中光伏储能电池的性能测试数据，根据公式计算光伏储能电池的超规范充放电影响指数cf；公式具体如下：

62、；

63、进一步地，所述测试评定模块的评定过程具体如下：

64、获取光伏储能电池的受高温影响指数gw、受低温影响指数dw和超规范充放电影响指数cf，根据公式计算光伏储能电池的抗老化值kl，公式具体如下：

65、kl=e/[（gw+dw）×k1+cf×k2]；

66、其中，k1为温度影响系数，k2为充放电影响系数，e为自然常数；

67、将光伏储能电池的抗老化值与抗老化阈值进行比对；

68、若抗老化值大于抗老化阈值，则判定光伏储能电池的抗老化性能为合格；

69、若抗老化值小于等于抗老化阈值，则判定光伏储能电池的抗老化性能为不合格。

70、本发明还提出一种用于光伏储能电池老化测试方法，方法包括如下步骤：

71、步骤s101，获取光伏储能电池的标准性能数据和标准规格数据；

72、步骤s102，光伏储能电池进行老化测试的前置准备工作，得到被标记为测试用样本的光伏储能电池以及光伏储能电池的测试等级，并依据测试等级设置光伏储能电池的测试条件；

73、步骤s103，完成光伏储能电池的测试前置准备工作后，对被标记为测试用样本的光伏储能电池进行老化测试，测试得到光伏储能电池的受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数；

74、步骤s104，结合受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数对光伏储能电池的抗老化性能进行评定，判定光伏储能电池的抗老化性能为合格或不合格。

75、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

76、本发明首先进行光伏储能电池老化测试的前置准备工作，得到被标记为测试用样本的光伏储能电池以及光伏储能电池的测试等级，并依据测试等级设置光伏储能电池的测试条件，在完成光伏储能电池的测试前置准备工作后，对被标记为测试用样本的光伏储能电池进行老化测试，测试得到光伏储能电池的受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数，最终结合受高温影响指数、受低温影响指数和超规范充放电影响指数对光伏储能电池的抗老化性能进行评定，判定光伏储能电池的抗老化性能为合格或不合格，本发明结合初步分析结果实现对光伏储能电池的智能老化测试。