基于大数据的电池组健康状态评估装置及评估方法制造方法及图纸

本申请公开了一种基于大数据的电池组健康状态评估装置，包括电池信息采集模块、客户端、无线通讯模块、大数据云平台、电池保护模块和电池均衡管理模块。大数据云平台根据采集的电池组的参数信息和大数据中的相关数据通过改进的BP神经网络模型对电池组的健康状态进行评估并进一步修正，并对故障信息通过客户端显示并通过电池保护模块采取保护措施。另一方面，本申请还公开了基于上述评估装置的评估方法。本申请的装置和方法既不依赖单体电池模型的精度，也不局限于某种特定类型的电池，适用性高；采用大数据和云计算技术足以满足对算法的实时性的要求；重视人机交互性，人性化、灵活的避免了由于随机性导致的成本上升。

Battery health assessment device and method based on big data

【技术实现步骤摘要】
基于大数据的电池组健康状态评估装置及评估方法
本专利技术涉及电池健康状态评估，具体涉及一种基于大数据的电池组健康状态评估装置及评估方法。
技术介绍
随着科学技术的发展与科技水平的不断进步，不可再生能源的缺乏与社会对能源的巨大需求之间的矛盾日益激化，环境污染问题受到社会各界的重视。与此同时，新兴技术的发展为新能源提供了可能。在新能源电力领域中蓄电池是必不可少的重要组成部分，无论是光伏发电、风力发电发电领域，还是电动汽车，应急供电等用电领域都离不开蓄电池的身影。蓄电池的可靠性和安全性是蓄电池应用过程中最值得关注的问题，特别是大容量蓄电池应用场合。蓄电池的老化是一个不可避免、长期渐变的过程，蓄电池的电池健康状态受温度、电流倍率、截止电压等多种因素影响，电池健康状态衰减过程是一个长期、复杂的过程。蓄电池的电池健康状况直接关系到蓄电池在工作时的性能表现，从而反映出蓄电池的使用寿命和工作情况。掌握蓄电池的健康状态可以保证蓄电池的正常工作从而避免整个系统的突然中断，防止损坏或意外事件的发生。对蓄电池的健康状态的精确评估，对电池是否需要进行更换做出判定和对电池价值的评估具有重要参考具有价值，对于蓄电池应用的推广与普及有重要意义。目前的一些蓄电池的电池健康状态的评估装置存在以下问题：对计算速度要求过高，造成装置成本过高；只针对某一类型的蓄电池，应用范围单一；使用的是借助工程经验数据的方法，不能实时准确评估蓄电池的电池健康状态，缺乏使用价值。
技术实现思路
专利技术目的：本申请的目的在于提供一种基于大数据的电池组健康状态评估装置和方法，解决现有的评估装置无法实时准确评估电池组的健康状态，适用性不强的缺陷。技术方案：本申请一方面提供了一种基于大数据的电池组健康状态评估装置，包括电池信息采集模块、客户端、无线通讯模块、大数据云平台、电池保护模块和电池均衡管理模块；电池信息采集模块与客户端电连接，用于采集待评估电池组的参数信息并将其传输至客户端；客户端用于显示、存储接收到的参数信息及电池组健康状态，并将参数信息通过无线通讯模块发送至大数据云平台；大数据云平台包括数据交换模块、数据存储模块、数据处理模块；数据交换模块用于将接收并发送需要交互的信息；数据存储模块用于存储待评估电池组的参数信息以及互联网中与待评估电池组健康状态相关的数据；数据处理模块用于根据数据存储模块中的信息分析待评估电池的健康状态；电池保护模块与客户端电连接并与无线通信模块连接，用于接收客户端及大数据云平台发出的控制指令，断开故障电池组并向客户端发送故障警告信息；电池均衡模块与客户端电连接，用于在电池组工作的过程中均衡各单体电池的剩余电量，并将均衡结果发送至客户端用于显示。进一步地，参数信息包括：单体电池最高电压和最低电压、单体电池最高温度和最低温度、外部环境温度、电池组总电压、电池组总电流、电池类型、单体电池数量、使用时间、电池品牌、电池型号。进一步地，客户端可通过人为录入的方式采集待评估电池组的参数信息。进一步地，电池保护模块收到的控制指令包括：大数据云平台监测到故障预警时发出的指令、客户端接收到电池健康状态低于设定值时发出的指令。进一步地，数据交换模块包括客户端通讯模块和应急通讯模块；客户端通讯模块用于与客户端进行数据交换；应急通讯模块用于向无线通讯模块发送故障预警信号。进一步地，数据存储模块包括电池数据库和云数据库；电池数据库为分布式数据库，用于存储待评估及已评估电池组的所有数据；云数据库为分布式数据库，用于通过互联网获取并存储与待评估电池组相关的数据。进一步地，数据处理模块包括数据筛选模块、BP神经网络模块和输出修正模块；数据筛选模块用于对接收到的电力参数进行预处理；BP神经网络模块以预处理后的参数信息以及云数据库中与待评估电池组相关的数据作为BP神经网络模块的输入，以待评估电池组的健康状态作为BP神经网络模块的输出；输出修正模块用于修正BP神经网络模块的输出置信度。进一步地，若修正后的置信度高于门限值，则更新BP神经网络模型和待评估电池组的健康状态，并将待评估电池组的健康状态传输至数据交换模块；否则，利用上一次有效的BP神经网络模型来计算待评估电池组的健康状态并传输至数据交换模块。另一方面，本申请还提供了一种基于上述电池组健康状态评估装置的评估方法，包括以下步骤：(1)采集待评估电池组的参数信息，参数信息包括单体电池最高电压和最低电压、单体电池最高温度和最低温度、外部环境温度、电池组总电压、电池组总电流、电池类型、单体电池数量、使用时间、电池品牌、电池型号；(2)对参数信息进行预处理得到处理后的参数信息作为电池组健康状态评估的输入项，并根据云数据库中的信息为待评估电池组的健康状态Si的计算制定周期T，每个周期为Ti(i≥1)；(3)在周期Ti内，根据电池组健康状态评估的输入项，基于改进的BP神经网络算法建立BP神经网络模型Mi，计算出周期Ti内待评估电池组的健康状态输出值S′i，健康状态的置信度为默认值(4)根据云数据库中的电池组用途、工作环境、电池品牌、电池类型和电池平均寿命得出Ti周期内电池健康状态Si的置信度修正值通过以下公式计算修正后的置信度Ci，减弱计算过程中误差对电池健康状态Si的影响：修正后的置信度比较置信度门限值与修正后的置信度Ci，若认为电池健康状态输出值S′i有效，将S′i作为Ti周期内电池组的健康状态Si；否则利用上一周期内的BP神经网络模型Mi-1作为本周期的BP神经网络模型Mi，即Mi＝Mi-1，计算出Ti周期内待评估电池组的健康状态输出值S′i作为Ti周期内电池组的健康状态Si；(5)将电池健康状态Si传输到客户端并从客户端接收数据，重复(1)～(4)，开始下一个周期Ti+1内电池健康状态Si+1的计算。有益效果：与现有技术相比，本申请具有以下优点：(1)采用数据驱动法构建待评估电池组的电池健康状态模型，既不依赖电池组中的单体电池模型的精度，也不局限于某种特定类型的电池，应用范围广泛、通用性强；(2)采用大数据技术大规模并行处理待评估电池组的电池数据集，加速了数据挖掘从而得到所求电池健康状态的速度，并且数据存储模块即分布式数据库有助于发挥数据挖掘技术的优势；(3)云平台的分布式计算的速度足以满足对算法的实时性的要求，可以即时计算出待评估电池组的电池健康状态，提升了评估装置的实用价值；(4)在人机交互方面，为某些难以依靠机器识别但对于电池健康状态的计算有帮助的信息增加了人工录入系统的途径，灵活的避免了由于待评估电池组的用途、使用环境等不可预知、随机性强的因素所造成的机器自动识别的成本上升。附图说明图1为本专利技术的电池组健康状态评估装置结构示意图；图2为本专利技术的电池组健康状态评估方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请做进一步描述。本申请一方面公开了一种基于大数据的电池组健康状态评估装置，如图1所示，包括电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据的电池组健康状态评估装置，其特征在于，包括电池信息采集模块、客户端、无线通讯模块、大数据云平台、电池保护模块和电池均衡管理模块；/n所述电池信息采集模块与所述客户端电连接，用于采集待评估电池组的参数信息并将其传输至所述客户端；/n所述客户端用于显示、存储接收到的参数信息及电池组健康状态，并将所述参数信息通过无线通讯模块发送至大数据云平台；/n所述大数据云平台包括数据交换模块、数据存储模块、数据处理模块；所述数据交换模块用于将接收并发送需要交互的信息；所述数据存储模块用于存储待评估电池组的参数信息以及互联网中与待评估电池组健康状态相关的数据；所述数据处理模块用于根据数据存储模块中的信息分析待评估电池的健康状态；/n所述电池保护模块与所述客户端电连接并与所述无线通信模块连接，用于接收客户端及大数据云平台发出的控制指令，断开故障电池组并向所述客户端发送故障警告信息；/n所述电池均衡模块与所述客户端电连接，用于在电池组工作的过程中均衡各单体电池的剩余电量，并将均衡结果发送至所述客户端用于显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的电池组健康状态评估装置，其特征在于，包括电池信息采集模块、客户端、无线通讯模块、大数据云平台、电池保护模块和电池均衡管理模块；
所述电池信息采集模块与所述客户端电连接，用于采集待评估电池组的参数信息并将其传输至所述客户端；
所述客户端用于显示、存储接收到的参数信息及电池组健康状态，并将所述参数信息通过无线通讯模块发送至大数据云平台；
所述大数据云平台包括数据交换模块、数据存储模块、数据处理模块；所述数据交换模块用于将接收并发送需要交互的信息；所述数据存储模块用于存储待评估电池组的参数信息以及互联网中与待评估电池组健康状态相关的数据；所述数据处理模块用于根据数据存储模块中的信息分析待评估电池的健康状态；
所述电池保护模块与所述客户端电连接并与所述无线通信模块连接，用于接收客户端及大数据云平台发出的控制指令，断开故障电池组并向所述客户端发送故障警告信息；
所述电池均衡模块与所述客户端电连接，用于在电池组工作的过程中均衡各单体电池的剩余电量，并将均衡结果发送至所述客户端用于显示。


2.根据权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述参数信息包括：单体电池最高电压和最低电压、单体电池最高温度和最低温度、外部环境温度、电池组总电压、电池组总电流、电池类型、单体电池数量、使用时间、电池品牌、电池型号。


3.根据权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述客户端可通过人为录入的方式采集待评估电池组的参数信息。


4.根据权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述电池保护模块收到的控制指令包括：大数据云平台监测到故障预警时发出的指令、客户端接收到电池健康状态低于设定值时发出的指令。


5.根据权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述数据交换模块包括客户端通讯模块和应急通讯模块；所述客户端通讯模块用于与所述客户端进行数据交换；所述应急通讯模块用于向所述无线通讯模块发送故障预警信号。


6.根据权利要求1所述的评估装置，其特征在于，所述数据存储模块包括电池数据库和云数据库；所述电池数据库为分布式数据库，用于存储待评估及已评估电池组的所有数据；所述云数据库为分布式数据库，用于通过互联网获取并存储与待评估电池组相关的数据。


7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杨，戴晓强，沈奎成，陆震，吴飞，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32