发明内容
本发明提供一种基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法及系统,能够准确分析出有问题的单体电池,并进行及时维护,大幅降低了人工成本,提高了维护效率,延长了分布式电站的寿命。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法,包括:
采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息;
获取产生所述事件信息的目标单体电池在所述电池管理系统中的位置;
根据所述位置和所述事件信息获取事件数据并根据所述事件数据判断所述目标单体电池是否处于异常状态;
当所述目标单体电池处于异常状态时,查询所述电池管理系统在各个监测点的温度并计算所述电池管理系统的温差;
当所述温差在预设温差阈值范围之内时,查询所述目标单体电池在各个时刻的历史电压,并计算所述目标单体电池在各个时刻的历史电压与所述电池管理系统中的单体电池的平均电压的欧几里得距离;
根据各个时刻的所述欧几里得距离判断所述目标单体电池的电压是否存在问题。
根据本发明的一个实施例,所述事件数据包括所述电池管理系统的充放电状态、所述目标单体电池的电压以及所述电池管理系统的SOC值,根据所述事件数据判断所述目标单体电池是否处于异常状态的步骤包括:
当所述电池管理系统处于充电状态时;
根据所述目标单体电池的电压确定事件类型,所述事件类型包括告警事件和保护事件;
当所述事件类型为告警事件时,判断所述电池管理系统的SOC值是否大于第一预设阈值;
若是,所述目标单体电池处于正常状态。
当所述事件类型为保护事件时,判断所述电池管理系统的SOC值是否大于第二预设阈值,所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值;
若是,所述目标单体电池处于正常状态。
根据本发明的一个实施例,根据所述目标单体电池的电压确定事件类型的步骤包括:
当所述目标单体电池的电压在第一电压阈值范围内时,确定所述事件类型为告警事件;
当所述目标单体电池的电压大于所述第一电压阈值范围的最大值时,确定所述事件类型为保护事件。
根据本发明的一个实施例,所述事件数据包括所述电池管理系统的充放电状态、所述目标单体电池的电压以及所述电池管理系统的SOC值,根据所述事件数据判断所述目标单体电池是否处于异常状态的步骤包括:
当所述电池管理系统处于放电状态时;
根据所述目标单体电池的电压确定事件类型,所述事件类型包括告警事件和保护事件;
当所述事件类型为告警事件时,判断所述电池管理系统的SOC值是否小于第三预设阈值;
若是,所述目标单体电池处于正常状态。
当所述事件类型为保护事件时,判断所述电池管理系统的SOC值是否小于第四预设阈值,所述第四预设阈值小于所述第三预设阈值;
若是,所述目标单体电池处于正常状态。
根据本发明的一个实施例,根据所述目标单体电池的电压确定事件类型的步骤包括:
当所述目标单体电池的电压在第二电压阈值范围内时,确定所述事件类型为告警事件;
当所述目标单体电池的电压小于所述第二电压阈值范围的最小值时,确定所述事件类型为保护事件。
根据本发明的一个实施例,根据各个时刻的所述欧几里得距离判断所述目标单体电池的电压是否存在问题的步骤包括:
累计所述欧几里得距离大于预设距离阈值的次数;
判断累计结果是否大于预设次数阈值;
若是,则确定所述目标单体电池的电压存在问题,对外发送维护信息。
根据本发明的一个实施例,累计所述欧几里得距离大于预设距离阈值的次数的步骤包括:
判断当前时刻的欧几里得距离是否大于预设距离阈值;
若是,则累计次数加“1”,并执行判断累计结果是否大于预设次数阈值的步骤;
若否,则执行判断下一时刻的欧几里得距离是否大于预设距离阈值的步骤。
根据本发明的一个实施例,根据所述位置和所述事件信息获取事件数据的步骤之后还包括:
存储所述事件数据。
根据本发明的一个实施例,采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息的步骤之前还包括:
检测所述电池管理系统的连接是否正常;
当所述电池管理系统的连接正常时,检测所述电池管理系统的连接是否有效;
当所述电池管理系统的连接有效时,执行采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息的步骤。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的系统,执行所述的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法,所述系统包括:分布式电站、数据采集平台、数据存储平台、数据处理平台以及数据调度平台,所述分布式电站包括多个电池箱,所述电池箱包括多个用于监控电池数据的电池管理系统,所述数据采集平台与所述分布式电站连接,所述数据存储平台与所述数据采集平台连接,所述数据处理平台与所述数据存储平台连接,所述数据调度平台与所述数据处理平台连接,所述数据处理平台包括多个计算节点,所述调度平台纳管多个所述计算节点。
本发明的有益效果是:通过分析电池管理系统的事件信息和历史数据,从而判断目标单体电池的电压是否存在问题,一方面能够降低数据计算量,提高数据处理效率,另一方面能够准确分析出有问题的单体电池,并进行及时维护,大幅降低了人工成本,提高了维护效率,延长了分布式电站的寿命。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,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。
本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1是本发明实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的系统架构示意图,请参见图1,该系统包括分布式电站10、数据采集平台20、数据存储平台30、数据处理平台40以及数据调度平台50,数据采集平台20与分布式电站10连接,数据存储平台30与数据采集平台20连接,数据处理平台40与数据存储平台30连接,数据调度平台50与数据处理平台40连接。
其中,分布式电站10包括多个电池箱,每个电池箱包括多个用于监控电池数据的电池管理系统,每个电池管理系统管理至少一个单体电池。当电池数据发生异常时,产生事件信息,电池管理系统汇总并上报事件信息,本实施例的各个电池管理系统相互独立运行。随着分布式电站10的不断运行,经过多次循环的充放电,每个电池管理系统会出现不同额定容量的衰减、压差、极化程度、SOC值等不一致,由于某个单体电池出现问题而影响整个分布式电站10的充放电容量,即短板效应,因此,当电池管理系统产生事件信息时,通过分析事件信息以及电池管理系统的历史数据能够分析找出有问题的单体电池并进行及时维护,不仅能够有效避免其他单体电池的恶化,可以延长其他单体电池的寿命,而且可以提高电池管理系统的充放电容量。
本实施例中,数据采集平台20用于采集分布式电站10下的电池管理系统产生的事件信息,数据采集平台20具有负载均衡、流量控制等具有高并发、高吞吐量的特点。数据采集平台20作为服务器,电池管理系统作为客户端,在传输电池数据之前,需要检测数据采集平台20与电池管理系统的连接是否正常,当数据采集平台20与电池管理系统的连接正常时,检测数据采集平台20与电池管理系统的连接是否有效;当数据采集平台20与电池管理系统的连接有效时,电池管理系统实时传送事件信息给数据采集平台20,数据采集平台20对采集到的事件信息进行正则表达式解析,并获得对应的事件数据,然后传输事件数据到数据存储平台30进行存储;当数据采集平台20与电池管理系统的连接无效时,数据采集平台20关闭无效连接的电池管理系统,节约平台资源。
数据存储平台30对电池数据不作任何处理,直接存储,保证事件数据的完整性和防止数据丢失,方便历史数据的追溯。
数据调度平台50纳管多个计算节点,负责分配任务给各个计算节点,当某个计算节点出现问题时,及时把该计算节点的任务分配给其他计算机电,并汇总各个计算节点的计算结果,当计算结果异常时,推送给运维人员,便于及时进行运维。在具体工作过程中,数据调度平台50对事件数据进行特征提取,找出与电池特性相关的事件信息并寻找产生事件信息的目标单体电池在电池管理系统中的位置。
数据处理平台40包括多个计算节点,每个计算节点相互独立运行,各个计算节点接受数据调度平台50的任务分配并调用数据存储平台30存储的事件数据,进而对事件数据进行计算处理。具体地,每个计算节点执行以下步骤:根据充放电状态、目标单体电池的电压以及电池管理系统的SOC值判断目标单体电池是否处于异常状态;当目标单体电池处于异常状态时,查询电池管理系统在各个监测点的温度并计算电池管理系统的温差;当温差在预设温差阈值范围之内时,查询目标单体电池在各个时刻的历史电压;计算目标单体电池在各个时刻的历史电压与电池管理系统中的单体电池的平均电压的欧几里得距离;根据各个时刻的欧几里得距离判断目标单体电池的电压是否存在问题。
图2是本发明第一实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法的流程示意图。需注意的是,若有实质上相同的结果,本发明的方法并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示,该方法包括步骤:
步骤S201:采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息。
在步骤S201中,分布式电站包括多个电池箱,每个电池箱包括多个用于监控电池数据的电池管理系统,电池管理系统管理至少一个单体电池。本实施例的各个电池管理系统相互独立运行。本实施例的事件信息包括电池低压告警、电池高压告警、电池低压保护、电池高压保护等事件。
步骤S202:获取产生事件信息的目标单体电池在电池管理系统中的位置。
步骤S203:根据位置和事件信息获取事件数据并根据事件数据判断目标单体电池是否处于异常状态。
在步骤S203中,事件数据包括电池管理系统的充放电状态、目标单体电池的电压以及电池管理系统的SOC值。
请参见图3,当电池管理系统处于充电状态时,执行步骤S301:根据目标单体电池的电压确定事件类型,事件类型包括告警事件和保护事件;在步骤S301中,当目标单体电池的电压在第一电压阈值范围内时,确定事件类型为告警事件;当目标单体电池的电压大于第一电压阈值范围的最大值时,确定事件类型为保护事件。
当事件类型为告警事件时,执行步骤S302:判断电池管理系统的SOC值是否大于第一预设阈值;若是,确定目标单体电池处于正常状态;若否,确定目标单体电池处于异常状态并执行步骤S204。
当事件类型为保护事件时,执行步骤S303:判断电池管理系统的SOC值是否大于第二预设阈值,第二预设阈值大于第一预设阈值,具体地,第一预设阈值可取80%,第二预设阈值可取90%;若是,确定目标单体电池处于正常状态;若否,确定目标单体电池处于异常状态并执行步骤S204。
在步骤S203中,请参见图4,当电池管理系统处于放电状态时,执行步骤S401:根据目标单体电池的电压确定事件类型,事件类型包括告警事件和保护事件;在步骤S401中,当目标单体电池的电压在第二电压阈值范围内时,确定事件类型为告警事件;当目标单体电池的电压小于第二电压阈值范围的最小值时,确定事件类型为保护事件。
当事件类型为告警事件时,执行步骤S402:判断电池管理系统的SOC值是否小于第三预设阈值;若是,确定目标单体电池处于正常状态;若否,确定目标单体电池处于异常状态并执行步骤S204。
当事件类型为保护事件时,执行步骤S403:判断电池管理系统的SOC值是否小于第四预设阈值,第四预设阈值小于第三预设阈值,具体地,第三预设阈值可取20%,第四预设阈值可取10%;若是,确定目标单体电池处于正常状态;若否,确定目标单体电池处于异常状态并执行步骤S204。
步骤S204:当目标单体电池处于异常状态时,查询电池管理系统在各个监测点的温度并计算电池管理系统的温差。
在步骤S204中,找出各个监测点的温度中的最大值和最小值,并将最大值和最小值做差得到电池管理系统的温差。在步骤S204之后还包括判断电池管理系统的温差是否在预设温差阈值范围之内,若是,执行步骤S205,若否,结束流程。该步骤能够排出温度对电池充放电的影响。
步骤S205:当温差在预设温差阈值范围之内时,查询目标单体电池在各个时刻的历史电压,并计算目标单体电池在各个时刻的历史电压与电池管理系统中的单体电池的平均电压的欧几里得距离。
在步骤S205中,在计算电池管理系统中的各个单体电池的平均电压时,首先对各个单体电池的电压进行排序;去掉排序中的最大电压和最小电压;再计算剩余的单体电池的电压的平均电压。本实施例中,计算平均电压按照如下公式进行:
其中,n为单体电池的个数,v
n为单体电池的电压,V
avg为n个单体电池的电压的平均电压。本实施例计算目标单体电池在各个时刻的历史电压与平均电压的欧几里得距离,获得各个时刻的欧几里得距离,其中,目标单体电池在某一时刻的历史电压与平均电压的欧几里得距离按照如下公式进行:
其中,v
i为目标单体电池在某一时刻的历史电压,V
avg为平均电压,V
gap为目标单体电池在某一时刻的历史电压与平均电压的欧几里得距离。
步骤S206:根据各个时刻的欧几里得距离判断目标单体电池的电压是否存在问题。
在步骤S206中,首先累计欧几里得距离大于预设距离阈值的次数,再判断累计结果是否大于预设次数阈值,若是,则确定目标单体电池的电压存在问题,对外发送维护信息;若否,结束流程。
在累计次数时,判断当前时刻的欧几里得距离是否大于预设距离阈值;若是,则累计次数加“1”,并执行判断累计结果是否大于预设次数阈值的步骤;若否,则执行判断下一时刻的欧几里得距离是否大于预设距离阈值的步骤。
具体地,本发明实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法的具体工作流程如图5所示,首先进入步骤S501:采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息;然后进入步骤S502:获取产生事件信息的目标单体电池在电池管理系统中的位置;接着进入步骤S503:根据位置和事件信息获取事件数据;再进入步骤S504:根据事件数据判断目标单体电池是否处于异常状态,具体的判断过程请参见图3和图4,在步骤S504中,若是,执行步骤S505:查询电池管理系统在各个监测点的温度并计算电池管理系统的温差,若否,执行步骤S506:结束流程;;在步骤S505之后执行步骤S507:判断电池管理系统的温差是否在预设温差阈值范围之内,若是,执行步骤S508:查询目标单体电池在各个时刻的历史电压,并计算目标单体电池在各个时刻的历史电压与电池管理系统中的单体电池的平均电压的欧几里得距离,若否,执行步骤S506;在步骤S508执行步骤S509:累计欧几里得距离大于预设距离阈值的次数,然后,执行步骤S510:判断累计结果是否大于预设次数阈值,若是,执行步骤S511:确定目标单体电池的电压存在问题,对外发送维护信息,若否,执行步骤S506。
本发明第一实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法在采集到事件信息时,通过分析电池管理系统的事件信息和历史数据,一方面能够降低数据计算量,提高数据处理效率,另一方面能够准确分析出有问题的单体电池,并进行及时维护,大幅降低了人工成本,提高了维护效率,延长了分布式电站的寿命。
图6是本发明第二实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法的流程示意图。需注意的是,若有实质上相同的结果,本发明的方法并不以图6所示的流程顺序为限。如图6所示,该方法包括步骤:
步骤S601:检测电池管理系统的连接是否正常。
在步骤S601中,当电池管理系统的连接正常时,执行步骤S602;当电池管理系统的连接不正常时,等待连接。
步骤S602:检测电池管理系统的连接是否有效。
在步骤S602中,当电池管理系统的连接有效则执行步骤S603,当当电池管理系统的连接无效时,关闭连接。
步骤S603:采集分布式电站下的电池管理系统产生的事件信息。
在本实施例中,图6中的步骤S603和图2中的步骤S201类似,为简约起见,在此不再赘述。
步骤S604:获取产生事件信息的目标单体电池在电池管理系统中的位置。
在本实施例中,图6中的步骤S604和图2中的步骤S202类似,为简约起见,在此不再赘述。
步骤S605:根据位置和事件信息获取事件数据并根据事件数据判断目标单体电池是否处于异常状态。
在本实施例中,图6中的步骤S605和图2中的步骤S203类似,为简约起见,在此不再赘述。
步骤S606:当目标单体电池处于异常状态时,查询电池管理系统在各个监测点的温度并计算电池管理系统的温差。
在本实施例中,图6中的步骤S606和图2中的步骤S204类似,为简约起见,在此不再赘述。
步骤S607:当温差在预设温差阈值范围之内时,查询目标单体电池在各个时刻的历史电压,并计算目标单体电池在各个时刻的历史电压与电池管理系统中的单体电池的平均电压的欧几里得距离。
在本实施例中,图6中的步骤S607和图2中的步骤S205类似,为简约起见,在此不再赘述。
步骤S608:根据各个时刻的欧几里得距离判断目标单体电池的电压是否存在问题。
在本实施例中,图6中的步骤S608和图2中的步骤S206类似,为简约起见,在此不再赘述。
本发明第二实施例的基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法在第一实施例的基础上,通过检测电池管理系统的无效连接以及解析事件信息,进一步提高数据处理效率,便于及时发现有问题的单体电池并及时进行维护。
以上仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。