一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，涉及电池管理领域，其技术方案要点包括：识别层包括数据预处理模块和监测模块，数据预处理模块从电池工作的实际混合环境中提取多个影响因素进而构建多个支路，监测模块用于监测各个支路中影响因素产生的数据信息，分析层基于识别层传输过来的监测数据对电池工作时发生故障的情况进行预测，驱动层根据分析层传输过来的各项监测数据分析情况，对电池实施动态管理和调控；分析模块用于预测和分析电池在各个测量周期的工作情况，分析模块包括分析单元，分析单元通过将识别层中各个支路的实时数据信息进行联立分析，获取电池的发生故障的情况

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统


[0001]本专利技术涉及电池管理领域，更具体地说，它涉及一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统
。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的飞速发展，各个行业的企业公司和工厂纷纷建立相关的产业，而新能源电池也随着新能源技术的日新月异而蓬勃发展，新能源电池作为新兴产业，受到了各行各业的青睐，而新能源汽车电池应运而生，为汽车行业带来了新的革命和发展
。
[0003]在新能源汽车电池的使用过程中，由于汽车行驶环境复杂多样，导致汽车显示设施与电池的连接存在故障或者波动的情况，基于物联网的新能源汽车电池管理系统中的电池容量数据可能会因为各种原因出现异常，如电池的放电
、
充电过程以及电池的外部环境等，如果这些异常情况没有得到及时处理，可能会导致电池的错误使用，产生电池故障工作，缩短电池的使用寿命或者使电池损坏，从而影响电池管理系统对电池状态的判断，而电池使用环境的复杂性也会增加电池故障判定的困难
。
[0004]专利号为
CN109606200B
的专利技术公开了一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，包括电池管理单元和电池控制单元，所述电池管理单元用于采集电池砖信息，并将信息上传至与其通信的电池控制单元，所述电池控制单元接收与其通信连接的电池管理单元上传的电池砖信息，并进行
SOC
估测及均衡控制运算，该设计涉及电池组
SOC
状态的在线估算，但对于电池的故障监测却未曾涉及，因此，基于上述问题，本专利技术对电池的安全问题进行防控
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的用电设备故障和电力输送有问题的情况下对电力分配的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，实现公司在电力使用过程中的安全防护和示警
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，所述电池管理系统包括识别层
、
分析层和驱动层：识别层包括数据预处理模块和监测模块，数据预处理模块从电池工作的实际混合环境中提取多个影响因素进而构建多个支路，监测模块用于监测各个支路中影响因素产生的数据信息，分析层基于识别层传输过来的监测数据对电池工作时发生故障的情况进行预测，驱动层根据分析层传输过来的各项监测数据分析情况，对电池实施动态管理和调控；分析层包括分析模块，分析模块用于预测和分析电池在各个测量周期的工作情况，分析模块包括分析单元，分析单元通过将识别层中各个支路的实时数据信息进行联立分析，获取电池的发生故障的情况，分析单元通过分析公式对电池的故障情况进行，分析公式如下：
；式中，为混合环境中电池的预测故障值，为各个支路的约束故障值，为各个支路的权重占比值，设定为支路总数量，设定为支路的标号；预测故障值求取后，驱动层对各个测量周期内的电池实施连续性动态管理和调控
。
[0007]优选的，所述数据预处理模块包括构建单元，构建单元用于电池的测量周期构建，测量周期应用于电池的连续性监测，构建单元还用于各个支路的构建，用于观测混合环境中单个影响因素对电池发生故障的影响情况，构建单元的具体过程工作过程包括如下步骤：步骤
S21
：设定一个时间段为测量周期，监测模块在测量周期内对电池进行多次监测数据获取，并进行连续测量周期内的监测；步骤
S22
：构建单元获取电池运行过程中的实际混合环境，并对实际混合环境中的各个影响因素进行分层，提取每一个影响电池运行的环境因素，将提取到的各个影响因素建立支路；其中，设定混合环境中的影响电池运行的影响因素总共有个，则构建单元建立条支路，设定为支路的标号，且也为影响因素的标号；步骤
S23
：各个支路中构建一个模拟环境，模拟环境中包括电池工作时的一个实时变量的影响因素和其余个处于安全标准的影响因素，形成每个支路中只有一个影响因素为单一变量
。
[0008]优选的，所述各支路中设置有相同的监测模块，监测模块用于捕获各支路中影响因素产生的数据信息，并对数据信息中特征数据进行提取，监测模块的具体过程工作过程如下：监测模块识别和获取各个支路中的故障特征数据，得到电池受各个影响因素干涉而产生的原始特征数据，通过对原始特征数据的优化和标准化处理，使每一个优化后的原始特征数据在具有故障特征值的同时，也具有相似的尺度和范围，记各个优化后的原始特征数据为特优数据，设定特优数据为，且特优数据数量和支路数量相同，则共有
m
个特优数据，且特优数据的标号与支路的标号相同，则表示在标号
r
的支路中影响因素数据集产生的特优数据
。
[0009]通过对各个支路的构建，便于分析单一影响因素对电池的影响情况和影响权重占比，通过监测模块对原始特征数据进行优化和标准化处理，使每一个优化后的原始特征数据在具有故障特征值的同时，也具有相似的尺度和范围，为分析层的故障处理提供详实可靠的数据支持
。
[0010]优选的，所述分析模块还包括处理单元，处理单元用于分析各个支路中影响因素在混合环境中对电池进行故障干涉的影响，处理单元的工作过程具体包括以下步骤：步骤
S41
：在测量周期内，监测模块对各个支路中各个影响因素产生的特优数据进行获取，每一个特优数据都代表相关影响因素对电池发生故障工作时的干涉情况，每个特
优数据编码生成为一个支路特征值
,
支路特征值代表影响因素使电池产生故障时所显示出来的数据，支路特征值的标号与特优数据的标号相同；步骤
S42
：根据公式；；获取各个支路的实时故障值，实时故障值用于判断各个支路中影响因素对电池的影响程度，其中，设定为支路的标号
。
[0011]优选的，所述实时故障值用于判断影响因素对电池的干涉情况，驱动层包括判定模块，判定模块包括第一判定单元，第一判定单元通过实时故障值对电池进行一级判定，通过判断实时故障值是否超出故障阈值
,
第一判定单元生成两个指令，第一判定单元的具体工作过程包括以下步骤：步骤
S51
：根据公式；；式中，和为一级影响符号，为故障阈值，为一级判定符号；步骤
S52
：若
=
，表示实时故障值小于或者等于故障阈值，标号为的支路中，其影响因素对电池的影响在安全范围内，判定此标号为的影响因素对电池的影响不会发生故障，表示电池可继续安全运行，第一判定单元输出安全指令给第二判定单元；步骤
S53
：若
=
，表示实时故障值大于故障阈值，标号为的支路中，其影响因素对电池的影响超出安全范围，判定此标号为的环境因素对电池的故障影响程度较高，代表标号为的环境因素存在使电池发生故障的隐患，第一判定单元输出警示指令，提醒运维人员对标号为的影响因素进行危险排查
。
[0012]通过监测模块对各个支路的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括识别层
、
分析层和驱动层：识别层包括数据预处理模块和监测模块，数据预处理模块从电池工作的实际混合环境中提取多个影响因素进而构建多个支路，监测模块用于监测各个支路中影响因素产生的数据信息，分析层基于识别层传输过来的监测数据对电池工作时发生故障的情况进行预测，驱动层根据分析层传输过来的各项监测数据分析情况，对电池实施动态管理和调控；分析层包括分析模块，分析模块用于预测和分析电池在各个测量周期的工作情况，分析模块包括分析单元，分析单元通过将识别层中各个支路的实时数据信息进行联立分析，获取电池的发生故障的情况，分析单元通过分析公式对电池的故障情况进行，分析公式如下：；式中，为混合环境中电池的预测故障值，为各个支路的约束故障值，为各个支路的权重占比值，设定为支路总数量，设定为支路的标号；预测故障值求取后，驱动层对各个测量周期内的电池实施连续性动态管理和调控
。2.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，其特征在于，所述数据预处理模块包括构建单元，构建单元用于电池的测量周期构建，测量周期应用于电池的连续性监测，构建单元还用于各个支路的构建，用于观测混合环境中单个影响因素对电池发生故障的影响情况，构建单元的具体过程工作过程包括如下步骤：步骤
S21
：设定一个时间段为测量周期，监测模块在测量周期内对电池进行多次监测数据获取，并进行连续测量周期内的监测；步骤
S22
：构建单元获取电池运行过程中的实际混合环境，并对实际混合环境中的各个影响因素进行分层，提取每一个影响电池运行的环境因素，将提取到的各个影响因素建立支路；其中，设定混合环境中的影响电池运行的影响因素总共有个，则构建单元建立条支路，设定为支路的标号，且也为影响因素的标号；步骤
S23
：各个支路中构建一个模拟环境，模拟环境中包括电池工作时的一个实时变量的影响因素和其余个处于安全标准的影响因素，形成每个支路中只有一个影响因素为单一变量
。3.
根据权利要求2所述的一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，其特征在于，所述各支路中设置有相同的监测模块，监测模块用于捕获各支路中影响因素产生的数据信息，并对数据信息中特征数据进行提取，监测模块的具体过程工作过程如下：监测模块识别和获取各个支路中的故障特征数据，得到电池受各个影响因素干涉而产生的原始特征数据，通过对原始特征数据的优化和标准化处理，使每一个优化后的原始特征数据在具有故障特征值的同时，也具有相似的尺度和范围，记各个优化后的原始特征数据为特优数据，设定特优数据为，且特优数据数量和支路数量相同，则共有
m
个特优数据，
且特优数据的标号与支路的标号相同，则表示在标号
r
的支路中影响因素数据集产生的特优数据
。4.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，其特征在于，所述分析模块还包括处理单元，处理单元用于分析各个支路中影响因素在混合环境中对电池进行故障干涉的影响，处理单元的工作过程具体包括以下步骤：步骤
S41
：在测量周期内，监测模块对各个支路中各个影响因素产生的特优数据进行获取，每一个特优数据都代表相关影响因素对电池发生故障工作时的干涉情况，每个特优数据编码生成为一个支路特征值
,
支路特征值代表影响因素使电池产生故障时所显示出来的数据，支路特征值的标号与特优数据的标号相同；步骤
S42
：根据公式；获取各个支路的实时故障值，实时故障值用于判断各个支路中影响因素对电池的影响程度，其中，设定为支路的标号
。5. 根据权利要求4所述的一种基于物联网的新能源汽车电池管理系统，其特征在于，所述实时故障值用于判断影响因素对电池的干涉情况，驱动层包括判定模块，判定模块包括第一判定单元，第一判定单元通过实时故障值对电池进行一级判定，通过判断实时故障值是否超出故障阈值
,
第一判定单元生成两个指令，第一判定单元的具体工作过程包括以下步骤：步骤
S51
：根据公式；式中，和为一级影响符号，为故障阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱万明，朱静敏，张飞，汤威，
申请(专利权)人：中印云端深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：