CN111091261B - 锂电池全生命周期管理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池全生命周期管理的方法及系统，所述方法包括：电池基本信息系统将锂电池的基本信息上报数据采集模块，电池信息上报系统将锂电池的实时信息上报数据采集模块；数据采集模块将锂电池信息数据发送至数据存储模块保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块；锂电池分析模块设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析；展示模块显示锂电池分析模块完成的分析结果。本发明通过对海量锂电池数据的分析，将分析结果呈现在大数据监控平台，通过对数据分析结果，为公司运营者和决策者对电池的原材料、电池性能、电池参数提供详细的数据依据。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种锂电池全生命周期管理的方法。
背景技术
近年来，在能源危机和环境污染的双重影响下，新能源汽车产业蓬勃发展，其核心部件动力电池产业也得到了快速发展。现今，以锂电池作为储能设备的动力电池，主要是通过电池管理系统（BMS）来完成电池信息检测、电池均衡和保护功能，能够有效地防止锂电池过充、过放、过温、过流和内部电路发生短路等故障，从而达到保护电池的作用。目前以锂电池作为储能设备的动力电池，虽然其电池管理系统（BMS）可以有效地防止锂电池过充、过放、过温、过流和内部电路发生短路等故障，但是对电池的管理还不能做到全寿命管理，同时，还不能实现对上报数据进行过滤、分析以及功能推算和预警，管理的精细化、智能化程度还不够。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种锂电池全生命周期管理的方法，以解决现有技术中存在的问题。
根据本发明实施例的一个方面，公开一种锂电池全生命周期管理的方法，包括：
电池基本信息系统将锂电池的基本信息上报数据采集模块，电池信息上报系统将锂电池的实时信息上报数据采集模块；
数据采集模块将锂电池信息数据发送至数据存储模块保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块；
锂电池分析模块设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析；
展示模块显示锂电池分析模块完成的分析结果。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的方法的另一个实施例中，所述电池基本信息包括：
电池序列号、电池型号、电池生产日期、电芯料号、客户信息、设计电压、设计容量、电芯串数、电芯并数；
锂电池的基本信息来源从生产ERP系统直接导入，记录电池出厂时的信息。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的方法的另一个实施例中，所述电池信息上报系统包括：
充电柜数据上报模块，所述充电柜数据上报模块通过ftp协议将充电柜的实时信息上报至数据采集模块；
电池工作参数上报模块，所述电池工作参数上报模块上报锂电池信息数据包括电池认证信息、电池上报数据、电池补发上报数据，所述电池工作参数上报模块通过物联网协议将锂电池实时信息上报至数据采集模块。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的方法的另一个实施例中，所述数据采集模块对锂电池的基本信息、锂电池的实时信息的采集包括：
通过Linux操作系统搭建ftp服务，采集电池基本信息系统通过ftp上报的锂电池基本信息数据，并通过应用程序解析接收的信息数据；
通过物联网协议，接收电池信息上报系统上报的锂电池的实时信息数据。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的方法的另一个实施例中，所述锂电池分析模块包括：
数据统计分析，用于统计锂电池的数据信息，并生成数据统计分析结果；
用户习惯分析，用于统计用户对锂电池的使用习惯，并生成用户习惯分析结果；
不良电池分析，用于判断锂电池的不良状况，并生成不良电池分析结果，锂电池的不良状况包括：
电池进水，当锂电池出现湿度大于设定参数,且持续时间超过时长时判定为锂电池进水；
BMS硬件错误，根据电池管理系统所提供错误标志位，判定锂电池BMS硬件错误；
记录排线不良，对于有最值记录的锂电池，若其所记录最高单节电压值高于设定参数，且无充电MOS管错误，则记录为高压排线不良；
在线排线不良，对于相邻两节锂电池的电压，若一节低于电压平均值，另一节高于电压平均值，则记录为在线排线不良；
电池电芯不良，一组锂电池中最低电芯电压低于设定参数，且整组平均值大于某一设定参数，在静置设定时长以后SOC大于设定百分比，则记录为电池电芯不良；
电池耗电过度，最低锂电池电芯电压低于设定电压参数时，记录为电池耗电过度；
电芯不均衡，在静置设定时长以后，若SOC参数大于设定百分比，则记录为电芯不均衡。
基于本发明实施例的另一个方面，公开一种包括锂电池全生命周期管理的系统，包括：
电池基本信息系统、电池信息上报系统、数据采集模块、数据存储模块、锂电池分析模块、展示模块；
所述数据采集模块与所述电池基本信息系统、电池信息上报系统连接，并接收所述电池基本信息系统、电池信息上报系统发送的锂电池基本信息和锂电池的实时信息；
所述数据采集模块与所述数据存储模块、锂电池分析模块连接，所述锂电池分析模块与所述展示模块连接；
电池基本信息系统将锂电池的基本信息上报数据采集模块，电池信息上报系统将锂电池的实时信息上报数据采集模块，数据采集模块将锂电池信息数据发送至数据存储模块保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块，锂电池分析模块设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析，展示模块显示锂电池分析模块完成的分析结果。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的系统的另一个实施例中，所述电池基本信息包括：
电池序列号、电池型号、电池生产日期、电芯料号、客户信息、设计电压、设计容量、电芯串数、电芯并数；
锂电池的基本信息来源从生产ERP系统直接导入，记录电池出厂时的信息。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的系统的另一个实施例中，所述电池信息上报系统包括：
充电柜数据上报模块，所述充电柜数据上报模块通过ftp协议将充电柜的实时信息上报至数据采集模块；
电池工作参数上报模块，所述电池工作参数上报模块上报锂电池信息数据包括电池认证信息、电池上报数据、电池补发上报数据，所述电池工作参数上报模块通过物联网协议将锂电池实时信息上报至数据采集模块。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的系统的另一个实施例中，所述数据采集模块对锂电池的基本信息、锂电池的实时信息的采集包括：
通过Linux操作系统搭建ftp服务，采集电池基本信息系统通过ftp上报的锂电池基本信息数据，并通过应用程序解析接收的信息数据；
通过物联网协议，接收电池信息上报系统上报的锂电池的实时信息数据。
基于本发明上述锂电池全生命周期管理的系统的另一个实施例中，所述锂电池分析模块包括：
数据统计分析，用于统计锂电池的数据信息，并生成数据统计分析结果；
用户习惯分析，用于统计用户对锂电池的使用习惯，并生成用户习惯分析结果；
不良电池分析，用于判断锂电池的不良状况，并生成不良电池分析结果，锂电池的不良状况包括：
电池进水，当锂电池出现湿度大于设定参数,且持续时间超过时长时判定为锂电池进水；
BMS硬件错误，根据电池管理系统所提供错误标志位，判定锂电池BMS硬件错误；
记录排线不良，对于有最值记录的锂电池，若其所记录最高单节电压值高于设定参数，且无充电MOS管错误，则记录为高压排线不良；
在线排线不良，对于相邻两节锂电池的电压，若一节低于电压平均值，另一节高于电压平均值，则记录为在线排线不良；
电池电芯不良，一组锂电池中最低电芯电压低于设定参数，且整组平均值大于某一设定参数，在静置设定时长以后SOC大于设定百分比，则记录为电池电芯不良；
电池耗电过度，最低锂电池电芯电压低于设定电压参数时，记录为电池耗电过度；
电芯不均衡，在静置设定时长以后，若SOC参数大于设定百分比，则记录为电芯不均衡。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的锂电池全生命周期管理的方法及系统通过数据采集模块接收电池信息和实时信息，并对电池信息数据进行过滤后，通过锂电池分析模块对电池的数据信息、用户习惯和不良电池进行分析，通过对海量锂电池数据的分析，将分析结果呈现在大数据监控平台，通过对数据分析结果，为公司运营者和决策者对电池的原材料、电池性能、电池参数提供详细的数据依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的锂电池全生命周期管理的系统的一个实施例的结构示意图。
图2是本发明的锂电池全生命周期管理的方法的一个实施例的流程图。
图中，1电池基本信息系统、2电池信息上报系统、3数据采集模块、4数据存储模块、5锂电池分析模块、6展示模块。
实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种锂电池全生命周期管理的方法进行更详细地说明。
图1是本发明的锂电池全生命周期管理的系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的锂电池全生命周期管理的系统包括：
电池基本信息系统1、电池信息上报系统2、数据采集模块3、数据存储模块4、锂电池分析模块5、展示模块6；
所述数据采集模块3与所述电池基本信息系统1、电池信息上报系统2连接，并接收所述电池基本信息系统1、电池信息上报系统2发送的电池信息数据和电池实时信息数据；
所述数据采集模块3与所述数据存储模块4、锂电池分析模块5连接，所述锂电池分析模块5与所述展示模块6连接；
电池基本信息系统1将锂电池的基本信息上报数据采集模块3，电池信息上报系统2将锂电池的实时信息上报数据采集模块3，数据采集模块3将锂电池信息数据发送至数据存储模块4保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块5，锂电池分析模块5设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析，展示模块6显示锂电池分析模块5完成的分析结果。
所述电池基本信息系统1将锂电池的基本信息上报数据采集模块3包括：
电池序列号、电池型号、电池生产日期、电芯料号、客户信息、设计电压、设计容量、电芯串数、电芯并数；
锂电池的基本信息数据来源从生产ERP系统直接导入，记录电池出厂时的信息。电池基本信息系统1的主要功能是方便追踪问题电池的源头，并为锂电池分析模块5提供基本的业务数据。
所述电池信息上报系统2包括：
充电柜数据上报模块，所述充电柜数据上报模块通过ftp协议将充电柜的实时信息上报至数据采集模块3；比如，充电柜数据上报模块上报的充电柜的某一个实时信息数据如下：
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电池工作参数上报模块，所述电池工作参数上报模块上报锂电池信息数据包括电池认证信息、电池上报数据、电池补发上报数据，所述电池工作参数上报模块通过物联网协议将锂电池实时信息上报至数据采集模块3；
比如，电池认证信息的上报格式，在客户端的上报数据格式为：
3a3a01fe0000000001002d000000000001383938363034313231303138343030363439393801114150393137373233333234343030303136e2；
在数据采集模块3的数据格式为：3a3a0101f596efbe01000033；
电池上报数据的数据格式，在客户端的上报数据格式为：
3a3a02fedf409d2201005e005c000cffff0b020006203c0000000013defffe4c64051f06c5005d1b1b1b001c1c0000300d0f490f460f460f460f450f480f4a0f490f490f490f4c0f4c0f4c00000000000006c50048000240ba4800000000000943032f105b0ab337164a；
在数据采集模块3的数据格式为：3a3a02010000000001000002；
电池补发上报数据的数据格式，在客户端的上报数据格式为：
3a3a02fe33eb71130100340032800041701327ffd54104810d0eb80eb70eba0eb90eb90ebf0ebc0ebe0ebe0ebe0ec20ebe0ebc0106c65f1d015dfedd00001f02；
在数据采集模块3的数据格式为：3a3a02010000000001000002。
所述数据采集模块3对锂电池的基本信息、锂电池的实时信息采集方法包括：
通过Linux操作系统搭建ftp服务，采集电池基本信息系统1通过ftp上报的锂电池基本信息数据，并通过应用程序解析接收的信息数据；
通过物联网协议，接收电池信息上报系统2上报的锂电池的实时信息数据。
所述锂电池分析模块5包括：
数据统计分析，用于统计锂电池的数据信息，并生成数据统计分析结果；
用户习惯分析，用于统计用户对锂电池的使用习惯，并生成用户习惯分析结果；
不良电池分析，用于判断锂电池的不良状况，并生成不良电池分析结果，锂电池的不良状况包括：
电池进水，当锂电池出现湿度大于设定参数，且持续时间超过时长时判定为锂电池进水，比如，锂电池出现湿度大于70%，且持续时间超过2小时时判定为锂电池进水，上述百分比和时长是可以根据用户需要设定的参数；
BMS硬件错误，根据电池管理系统所提供错误标志位，判定锂电池BMS硬件错误，比如，出现以下错误位时认为出错：
Byte0=>[bit0,bit6,bit7],Byte3=>[bit2,bit3,bit7]；
记录排线不良，对于有最值记录的锂电池，若其所记录最高单节电压值高于设定参数，且无充电MOS管错误，则记录为高压排线不良；
在线排线不良，对于相邻两节锂电池的电压，若一节低于电压平均值，另一节高于电压平均值，则记录为在线排线不良；
比如：对于有最值记录的电池，若其所记录最高单节电压值高于4300mV，且无充电MOS管错误，则记录为在线排线不良；
电池电芯不良，一组锂电池中最低电芯电压低于设定参数，且整组平均值大于某一设定参数，在静置设定时长以后SOC大于设定百分比，则记录为电池电芯不良；
比如，最低电芯电压低于2.4V，且大于30mv，且整组平均值大于3.0V，静置2小时以后SOC大于15%，记录为电池电芯不良，上述数据可根据用户需要进行设置；
对于曾出现过“电池电芯不良”故障，且故障电芯为第一串或最高串，且“电池电芯不良”故障之后，故障串电芯电压恢复过正常，则说明此电池实为排线不良，而非“电池电芯不良”。
电池耗电过度，最低锂电池电芯电压低于设定电压参数时，记录为电池耗电过度；
比如，最低电芯电压低于2.4V，记录为电池耗电过度；
电芯不均衡，在静置设定时长以后，若SOC参数大于设定百分比，则记录为电芯不均衡；
比如，静置2小时以后SOC 大于13%，记录为电芯不均衡，上述数据可根据用户需要进行设置。
展示模块6展示的信息包括：
电池信息、电池不良信息监控、电池报警信息、用户使用习惯；
数据存储模块4存储方式有：elasticsearch、关系型数据库mysql存储、非关系型数据库redis和mongodb；
Elasticsearch: 采用服务器集群技术，在多节点上分布式存储电池实时上报信息, 并有防灾功能；
Mysql: 存储电池最后一条上报信息，利于系统快速查询最新电池状态；
Redis: 存储数据采集模块3最后一次上报的电池信息；
Mongodb: 存储数据采集模块3上报的地理位置信息，并使用2D索引技术，实现快速查询某个位置附近的电池的信息。
图2是本发明的锂电池全生命周期管理的方法的一个实施例的流程图，如图2所示，该实施例的锂电池全生命周期管理的方法包括：
10，电池基本信息系统1将锂电池的基本信息上报数据采集模块3，电池信息上报系统2将锂电池的实时信息上报数据采集模块3；
20，数据采集模块3将锂电池信息数据发送至数据存储模块4保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块5；
30，锂电池分析模块5设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析；
40，展示模块6显示锂电池分析模块5完成的分析结果。
以上对本发明所提供的一种锂电池全生命周期管理的方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种锂电池全生命周期管理的方法，其特征在于，包括：
电池基本信息系统将锂电池的基本信息上报数据采集模块，电池信息上报系统将锂电池的实时信息上报数据采集模块；
数据采集模块将锂电池信息数据发送至数据存储模块保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块；
锂电池分析模块设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析；
展示模块显示锂电池分析模块完成的分析结果；
所述数据采集模块对锂电池的基本信息、锂电池的实时信息的采集包括：
通过Linux操作系统搭建ftp服务，采集电池基本信息系统通过ftp上报的锂电池基本信息数据，并通过应用程序解析接收的信息数据；
通过物联网协议，接收电池信息上报系统上报的锂电池的实时信息数据；
所述锂电池分析模块包括：
数据统计分析，用于统计锂电池的数据信息，并生成数据统计分析结果；
用户习惯分析，用于统计用户对锂电池的使用习惯，并生成用户习惯分析结果；
不良电池分析，用于判断锂电池的不良状况，并生成不良电池分析结果，锂电池的不良状况包括：
电池进水，当锂电池出现湿度大于设定参数,且持续时间超过时长时判定为锂电池进水；
BMS硬件错误，根据电池管理系统所提供错误标志位，判定锂电池BMS硬件错误；
高压排线不良，对于有最值记录的锂电池，若其所记录最高单节电压值高于设定参数，且无充电MOS管错误，则记录为高压排线不良；
在线排线不良，对于相邻两节锂电池的电压，若一节低于电压平均值，另一节高于电压平均值，则记录为在线排线不良；
电池电芯不良，一组锂电池中最低电芯电压低于设定参数，且整组平均值大于某一设定参数，在静置设定时长以后SOC大于设定百分比，则记录为电池电芯不良；
电池耗电过度，最低锂电池电芯电压低于设定电压参数时，记录为电池耗电过度；
电芯不均衡，在静置设定时长以后， 若SOC参数大于设定百分比，则记录为电芯不均衡。
2.根据权利要求1所述的锂电池全生命周期管理的方法，其特征在于，所述锂电池的基本信息包括：
电池序列号、电池型号、电池生产日期、电芯料号、客户信息、设计电压、设计容量、电芯串数、电芯并数；
锂电池的基本信息来源从生产ERP系统直接导入，记录电池出厂时的信息。
3.根据权利要求1所述的锂电池全生命周期管理的方法，其特征在于，所述电池信息上报系统包括：
充电柜数据上报模块，所述充电柜数据上报模块通过ftp协议将充电柜的实时信息上报至数据采集模块；
电池工作参数上报模块，所述电池工作参数上报模块上报锂电池信息数据包括电池认证信息、电池上报数据、电池补发上报数据，所述电池工作参数上报模块通过物联网协议将锂电池实时信息上报至数据采集模块。
4.一种包括锂电池全生命周期管理的系统，其特征在于，包括：
电池基本信息系统、电池信息上报系统、数据采集模块、数据存储模块、锂电池分析模块、展示模块；
所述数据采集模块与所述电池基本信息系统、电池信息上报系统连接，并接收所述电池基本信息系统、电池信息上报系统发送的锂电池基本信息和锂电池的实时信息；
所述数据采集模块与所述数据存储模块、锂电池分析模块连接，所述锂电池分析模块与所述展示模块连接；
电池基本信息系统将锂电池的基本信息上报数据采集模块，电池信息上报系统将锂电池的实时信息上报数据采集模块，数据采集模块将锂电池信息数据发送至数据存储模块保存锂电池基本信息和实时信息，并对锂电池信息数据进行过滤后发送至锂电池分析模块，锂电池分析模块设定锂电池分析的分析参数和分析条件，对接收的锂电池数据信息进行分析，完成对锂电池的数据统计、用户的使用习惯和锂电池的不良情况进行分析，展示模块显示锂电池分析模块完成的分析结果；
所述数据采集模块对锂电池的基本信息、锂电池的实时信息的采集包括：
通过Linux操作系统搭建ftp服务，采集电池基本信息系统通过ftp上报的锂电池基本信息数据，并通过应用程序解析接收的信息数据；
通过物联网协议，接收电池信息上报系统上报的锂电池的实时信息数据；
所述锂电池分析模块包括：
数据统计分析，用于统计锂电池的数据信息，并生成数据统计分析结果；
用户习惯分析，用于统计用户对锂电池的使用习惯，并生成用户习惯分析结果；
不良电池分析，用于判断锂电池的不良状况，并生成不良电池分析结果，锂电池的不良状况包括：
电池进水，当锂电池出现湿度大于设定参数,且持续时间超过时长时判定为锂电池进水；
BMS硬件错误，根据电池管理系统所提供错误标志位，判定锂电池BMS硬件错误；
高压排线不良，对于有最值记录的锂电池，若其所记录最高单节电压值高于设定参数，且无充电MOS管错误，则记录为高压排线不良；
在线排线不良，对于相邻两节锂电池的电压，若一节低于电压平均值，另一节高于电压平均值，则记录为在线排线不良；
电池电芯不良，一组锂电池中最低电芯电压低于设定参数，且整组平均值大于某一设定参数，在静置设定时长以后SOC大于设定百分比，则记录为电池电芯不良；
电池耗电过度，最低锂电池电芯电压低于设定电压参数时，记录为电池耗电过度；
电芯不均衡，在静置设定时长以后，若SOC参数大于设定百分比，则记录为电芯不均衡。
5.根据权利要求4所述的锂电池全生命周期管理的系统，其特征在于，所述锂电池的基本信息包括：
电池序列号、电池型号、电池生产日期、电芯料号、客户信息、设计电压、设计容量、电芯串数、电芯并数；
锂电池的基本信息来源从生产ERP系统直接导入，记录电池出厂时的信息。
6.根据权利要求4所述的锂电池全生命周期管理的系统，其特征在于，所述电池信息上报系统包括：
充电柜数据上报模块，所述充电柜数据上报模块通过ftp协议将充电柜的实时信息上报至数据采集模块；
电池工作参数上报模块，所述电池工作参数上报模块上报锂电池信息数据包括电池认证信息、电池上报数据、电池补发上报数据，所述电池工作参数上报模块通过物联网协议将锂电池实时信息上报至数据采集模块。
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