本發(fā)明涉及儲能電池生產(chǎn)檢測技術(shù)，尤其涉及一種儲能電池生產(chǎn)線工序智能檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、儲能電池作為新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵組件，其生產(chǎn)質(zhì)量直接影響到整個儲能系統(tǒng)的性能和壽命。隨著儲能技術(shù)的快速發(fā)展，對電池生產(chǎn)線的智能化和自動化要求不斷提高。傳統(tǒng)的電池生產(chǎn)線主要依靠人工檢測和簡單的電性能測試來判斷電池質(zhì)量，這種方法效率低下且容易出現(xiàn)漏檢。

2、近年來，一些先進的電池生產(chǎn)線開始采用自動化設(shè)備和在線檢測系統(tǒng)，通過測量電池的電壓、內(nèi)阻等參數(shù)來評估電池性能。然而，這些方法仍然存在一些局限性。首先，單一的電性能參數(shù)測試無法全面反映電池內(nèi)部的狀態(tài)和潛在缺陷。其次，現(xiàn)有的檢測方法往往只能給出整體性能評估，難以精確定位電池內(nèi)部的異常區(qū)域。最后，缺乏對電池動態(tài)性能的評估，無法準確預測電池在實際使用過程中的表現(xiàn)。

3、為了提高儲能電池的生產(chǎn)質(zhì)量和一致性，亟需開發(fā)一種更加全面、精確的智能檢測方法。該方法應(yīng)能夠綜合分析電池的多維參數(shù)，實現(xiàn)對電池內(nèi)部異常的精確定位和分類，并能夠根據(jù)檢測結(jié)果自動調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而不斷優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高電池的整體性能和良品率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種方法及系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明實施例的第一方面，

3、提供一種儲能電池生產(chǎn)線工序智能檢測方法，包括：

4、獲取儲能電池生產(chǎn)線上電池單體的電性能參數(shù)；

5、沿電池單體的長度方向和周向布設(shè)多個檢測點，采集電池單體在每個檢測點的交流阻抗數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，生成電池單體的性能分布圖；

6、對電池單體進行恒流恒壓充電至滿電狀態(tài)，記錄電池單體在充電過程中的溫度變化數(shù)據(jù)，在性能分布圖中識別電池單體的異常區(qū)域，根據(jù)異常區(qū)域的分布特征和溫度變化數(shù)據(jù)，確定異常區(qū)域?qū)?yīng)的性能缺陷類型；

7、根據(jù)性能缺陷類型選擇對應(yīng)的脈沖放電測試參數(shù)，對異常區(qū)域進行脈沖放電測試獲取異常區(qū)域的動態(tài)響應(yīng)特征，基于動態(tài)響應(yīng)特征和性能缺陷類型計算異常區(qū)域的容量損失率；

8、當容量損失率超過預設(shè)損失率閾值時，將對應(yīng)的電池單體標記為不合格品，并控制機械手將不合格品轉(zhuǎn)移至不良品收集區(qū)，同時根據(jù)容量損失率的分布特征調(diào)整工藝參數(shù)，將調(diào)整后的工藝參數(shù)發(fā)送至生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

9、在一種可選的實施例中，

10、沿電池單體的長度方向和周向布設(shè)多個檢測點，采集電池單體在每個檢測點的交流阻抗數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，生成電池單體的性能分布圖包括：

11、沿電池單體的長度方向設(shè)置多個檢測環(huán)，在每個檢測環(huán)的周向均勻設(shè)置多個檢測點，構(gòu)建電池單體表面的檢測點陣列，向所述檢測點陣列施加交流信號，采集檢測點陣列的電壓信號和電流信號，計算得到所述檢測點陣列的交流阻抗數(shù)據(jù)；

12、采集所述檢測點陣列的溫度數(shù)據(jù)，建立所述檢測點陣列在每個檢測點的交流阻抗數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，對所述交流阻抗數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波，得到檢測點陣列的濾波交流阻抗數(shù)據(jù)和濾波溫度數(shù)據(jù)；

13、基于檢測點陣列的分布坐標，采用插值算法對濾波交流阻抗數(shù)據(jù)和濾波溫度數(shù)據(jù)進行重建，生成電池單體表面的交流阻抗分布曲面和溫度分布曲面；

14、將所述交流阻抗分布曲面和溫度分布曲面進行歸一化處理，得到電池單體表面的歸一化交流阻抗分布數(shù)據(jù)和歸一化溫度分布數(shù)據(jù)，并計算電池單體的交流阻抗權(quán)重系數(shù)和溫度權(quán)重系數(shù)；

15、將歸一化交流阻抗分布數(shù)據(jù)和歸一化溫度分布數(shù)據(jù)按照交流阻抗權(quán)重系數(shù)和溫度權(quán)重系數(shù)進行加權(quán)疊加，生成電池單體的性能分布圖。

16、在一種可選的實施例中，

17、基于檢測點陣列的分布坐標，采用插值算法對濾波交流阻抗數(shù)據(jù)和濾波溫度數(shù)據(jù)進行重建，生成電池單體表面的交流阻抗分布曲面和溫度分布曲面包括：

18、計算檢測點陣列中相鄰檢測點間的歐式距離生成距離矩陣，基于所述距離矩陣計算檢測點密度分布值，將所述檢測點密度分布值與密度閾值對比進行區(qū)域劃分，生成檢測區(qū)域標識數(shù)據(jù)；

19、對交流阻抗數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進行小波變換濾波處理，根據(jù)所述檢測區(qū)域標識數(shù)據(jù)將濾波后的交流阻抗數(shù)據(jù)和濾波溫度數(shù)據(jù)進行分區(qū)存儲；

20、計算各分區(qū)的變異系數(shù)，根據(jù)所述變異系數(shù)與預設(shè)變異閾值的對比結(jié)果分配插值算法，當變異系數(shù)小于變異閾值時分配三次樣條插值算法，當變異系數(shù)大于或等于變異閾值時分配克里金插值算法；

21、執(zhí)行分配的插值算法進行重建運算得到分區(qū)重建數(shù)據(jù)，并根據(jù)電池單體表面的內(nèi)阻連續(xù)性和溫度傳導特性構(gòu)建物理約束優(yōu)化函數(shù)，對分區(qū)重建數(shù)據(jù)進行共軛梯度優(yōu)化，計算優(yōu)化后數(shù)據(jù)的空間梯度值，確定網(wǎng)格點融合窗口參數(shù)進行自適應(yīng)融合，得到融合重建數(shù)據(jù)；

22、將驗證點處數(shù)據(jù)與融合后重建數(shù)據(jù)進行誤差計算，當誤差值超過預設(shè)誤差閾值時，更新插值算法參數(shù)并返回執(zhí)行插值重建，直至誤差值不超過預設(shè)誤差閾值，生成電池單體表面的交流阻抗分布曲面和溫度分布曲面。

23、在一種可選的實施例中，

24、在性能分布圖中識別電池單體的異常區(qū)域，根據(jù)異常區(qū)域的分布特征和溫度變化數(shù)據(jù)，確定異常區(qū)域?qū)?yīng)的性能缺陷類型包括：

25、計算性能分布圖中各檢測點的高斯曲率值，當所述高斯曲率值超過背景場均值時，將對應(yīng)點標記為性能異常特征點，基于所述性能異常特征點的位置信息，以性能值連續(xù)性為判據(jù)進行異常區(qū)域擴展，當檢測到相鄰檢測點間的性能值差值超過擴展閾值時標記為區(qū)域邊界點，連接所述區(qū)域邊界點得到性能異常區(qū)域；

26、提取所述性能異常區(qū)域的面積、圓度和不規(guī)則度信息生成形態(tài)特征向量，基于所述形態(tài)特征向量計算性能異常區(qū)域的形狀張量，獲取性能異常區(qū)域的擴展特征；

27、基于所述性能異常區(qū)域的邊界范圍采集溫度時序數(shù)據(jù)，計算所述溫度時序數(shù)據(jù)的溫升速率和溫度波動頻率，得到性能異常區(qū)域的溫度變化特征；

28、將所述性能異常區(qū)域的形態(tài)特征向量、擴展特征和溫度變化特征進行組合，構(gòu)建性能異常區(qū)域的缺陷特征矩陣，根據(jù)所述缺陷特征矩陣將性能異常區(qū)域劃分為待分類缺陷區(qū)域；

29、通過差異化特征編碼和雙層局部敏感哈希索引結(jié)構(gòu)對待分類缺陷區(qū)域與預先建立的電池單體缺陷特征庫進行匹配，基于匹配結(jié)果確定所述性能異常區(qū)域?qū)?yīng)的電池單體缺陷類型。

30、在一種可選的實施例中，

31、通過差異化特征編碼和雙層局部敏感哈希索引結(jié)構(gòu)對待分類缺陷區(qū)域與預先建立的電池單體缺陷特征庫進行匹配，基于匹配結(jié)果確定所述性能異常區(qū)域?qū)?yīng)的電池單體缺陷類型包括：

32、獲取待分類缺陷區(qū)域的形態(tài)特征、擴展特征和溫度特征并進行特征編碼，生成待分類缺陷區(qū)域的特征指紋；

33、構(gòu)建雙層局部敏感哈希索引結(jié)構(gòu)，采用隨機投影哈希函數(shù)將所述特征指紋與預先建立的電池單體缺陷特征庫進行第一層匹配，確定候選缺陷類型，采用角度敏感哈希函數(shù)對所述候選缺陷類型進行第二層匹配，得到初步匹配結(jié)果；

34、計算所述形態(tài)特征、擴展特征和溫度特征在不同時間尺度下的判別信息熵，根據(jù)所述判別信息熵確定特征重要性指數(shù)，基于所述特征重要性指數(shù)對所述初步匹配結(jié)果的特征權(quán)重進行動態(tài)調(diào)整，得到優(yōu)化匹配結(jié)果；

35、構(gòu)建所述優(yōu)化匹配結(jié)果的特征關(guān)聯(lián)圖，所述特征關(guān)聯(lián)圖包括特征節(jié)點集、特征關(guān)聯(lián)邊集和關(guān)聯(lián)權(quán)重矩陣，采用譜聚類方法對所述特征關(guān)聯(lián)圖進行分解得到不同缺陷模式的特征子圖；

36、對所述待分類缺陷區(qū)域進行重復特征匹配采樣，計算特征匹配概率分布，當最高匹配概率大于預設(shè)概率閾值時確定所述待分類缺陷區(qū)域?qū)?yīng)的電池單體缺陷類型。

37、在一種可選的實施例中，

38、對異常區(qū)域進行脈沖放電測試獲取異常區(qū)域的動態(tài)響應(yīng)特征，基于動態(tài)響應(yīng)特征和性能缺陷類型計算異常區(qū)域的容量損失率包括：

39、對異常區(qū)域進行脈沖放電測試，獲取電壓響應(yīng)曲線，對所述電壓響應(yīng)曲線進行小波變換得到時頻域特征圖譜，提取所述時頻域特征圖譜中的頻率特征、能量特征和相位特征，構(gòu)建異常區(qū)域的動態(tài)響應(yīng)特征；

40、基于電化學阻抗譜數(shù)據(jù)進行參數(shù)辨識，獲取所述異常區(qū)域的極化電阻和電容參數(shù)，將所述極化電阻、電容參數(shù)與所述動態(tài)響應(yīng)特征組合，形成異常區(qū)域特征參數(shù)集；

41、將所述異常區(qū)域特征參數(shù)集投影到高維特征空間，采用非線性特征分解獲取參數(shù)間的耦合特征，根據(jù)所述性能缺陷類型設(shè)定耦合強度閾值，提取超過所述耦合強度閾值的耦合特征，構(gòu)建參數(shù)耦合矩陣；

42、根據(jù)所述性能缺陷類型確定容量衰減特征曲線作為參考基準，將所述參數(shù)耦合矩陣與容量衰減特征曲線進行擬合，得到實際容量衰減趨勢曲線，計算所述實際容量衰減趨勢曲線相對于參考基準的偏差，對正向偏差和負向偏差分別設(shè)置不同懲罰權(quán)重構(gòu)建非對稱損失函數(shù)，基于所述非對稱損失函數(shù)計算得到所述異常區(qū)域的容量損失率。

43、在一種可選的實施例中，

44、根據(jù)容量損失率的分布特征調(diào)整工藝參數(shù)包括：

45、對不合格品的容量損失率數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用核密度估計方法獲取容量損失率的概率密度函數(shù)，提取所述概率密度函數(shù)的峰值分布特征，根據(jù)峰值分布特征的數(shù)量確定異常工藝參數(shù)；

46、從不合格品對應(yīng)的工藝參數(shù)記錄中提取異常工藝參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)計算異常工藝參數(shù)的變化量，根據(jù)變化量與容量損失率變化量的對應(yīng)關(guān)系計算敏感度系數(shù)，基于所述敏感度系數(shù)計算工藝參數(shù)的調(diào)整量；

47、采用pid控制器對所述工藝參數(shù)的調(diào)整量進行動態(tài)優(yōu)化，其中將所述容量損失率的實時變化量作為pid控制器的輸入信號，將所述pid控制器的輸出信號作為工藝參數(shù)的修正量，基于所述修正量更新工藝參數(shù)，實現(xiàn)根據(jù)容量損失率的分布特征對工藝參數(shù)的調(diào)整。

48、本發(fā)明實施例的第二方面，

49、提供一種儲能電池生產(chǎn)線工序智能檢測系統(tǒng)，包括：

50、第一單元，用于獲取儲能電池生產(chǎn)線上電池單體的電性能參數(shù)；

51、第二單元，用于沿電池單體的長度方向和周向布設(shè)多個檢測點，采集電池單體在每個檢測點的交流阻抗數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，生成電池單體的性能分布圖；

52、第三單元，用于對電池單體進行恒流恒壓充電至滿電狀態(tài)，記錄電池單體在充電過程中的溫度變化數(shù)據(jù)，在性能分布圖中識別電池單體的異常區(qū)域，根據(jù)異常區(qū)域的分布特征和溫度變化數(shù)據(jù)，確定異常區(qū)域?qū)?yīng)的性能缺陷類型；

53、第四單元，用于根據(jù)性能缺陷類型選擇對應(yīng)的脈沖放電測試參數(shù)，對異常區(qū)域進行脈沖放電測試獲取異常區(qū)域的動態(tài)響應(yīng)特征，基于動態(tài)響應(yīng)特征和性能缺陷類型計算異常區(qū)域的容量損失率；

54、第五單元，用于當容量損失率超過預設(shè)損失率閾值時，將對應(yīng)的電池單體標記為不合格品，并控制機械手將不合格品轉(zhuǎn)移至不良品收集區(qū)，同時根據(jù)容量損失率的分布特征調(diào)整工藝參數(shù)，將調(diào)整后的工藝參數(shù)發(fā)送至生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

55、本發(fā)明實施例的第三方面，

56、提供一種電子設(shè)備，包括：

57、處理器；

58、用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器；

59、其中，所述處理器被配置為調(diào)用所述存儲器存儲的指令，以執(zhí)行前述所述的方法。

60、本發(fā)明實施例的第四方面，

61、提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序指令，所述計算機程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述所述的方法。

62、在本實施例中，通過獲取電池單體的電性能參數(shù)和多點交流阻抗數(shù)據(jù)，結(jié)合溫度變化數(shù)據(jù)，能夠準確識別電池單體的異常區(qū)域和性能缺陷類型，提高了檢測的精確性和可靠性。采用脈沖放電測試獲取異常區(qū)域的動態(tài)響應(yīng)特征，并基于此計算容量損失率，可以定量評估電池單體的性能損失程度，為判定不合格品提供了客觀依據(jù)。根據(jù)容量損失率的分布特征自動調(diào)整工藝參數(shù)并反饋至生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制，有助于持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品良率。