CN112677815A - 一种电池全寿命周期管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池全寿命周期管理系统,用于混合储能的新能源汽车;包括,电池模块,所述电池模块用于给汽车供能;传感器模块,所述传感器模块用于检测所述电池模块的计算参数;数据处理模块,所述数据处理模块获取所述计算参数,并将所述计算参数通过一联网模块,上传至一电池寿命模型单元;所述联网模块还用于从所述寿命模型单元获取控制参数;所述数据处理模块根据所述控制参数,控制所述电池模块的工作状态及工作环境。本发明能够提高电池的使用效率,对电池的使用安全进行全周期监控。

Description

一种电池全寿命周期管理系统
技术领域
本发明涉及新能源电池汽车管理系统,特别是一种电池全寿命周期管理系统。
背景技术
电池是汽车上的重要部件,不仅用于储存回收的能量,还用于在电机启动时提供能量。
而电池馈电是现有技术中研究的重点。现有的电池,无论是铅酸电池还是锂电池,都受到循环充电次数的限制,且在非适宜温度下的充放电效率极差。而我国在南北方向上的分布较方广,温度差异较大,尤其是冬季。这就使得电池的使用效果较差。为了对电池的使用状态进行监控,并对电池的寿命进行监控,以便于更好地对电池进行维护,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池全寿命周期管理系统,以解决现有技术中的不足,它能够提高电池的使用效率,对电池的使用安全进行全周期监控。
本发明提出了一种电池全寿命周期管理系统,用于混合储能的新能源汽车;其中,包括,
电池模块,所述电池模块用于给汽车供能;
传感器模块,所述传感器模块用于检测所述电池模块的计算参数;
数据处理模块,所述数据处理模块获取所述计算参数,并将所述计算参数通过一联网模块,上传至一电池寿命模型单元;所述联网模块还用于从所述寿命模型单元获取控制参数;所述数据处理模块根据所述控制参数,控制所述电池模块的工作状态及工作环境。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,所述电池寿命模型单元设置于远程服务器上;
所述电池寿命模型单元是基于大量同一型号的电池模块的样本参数进行训练后的模型;
所述电池寿命模型单元用于收集大量同一型号的电池模块的计算参数,以及寿命状态;所述寿命状态包括正常状态和损坏状态;所述电池寿命模型在接收到损坏状态的电池寿命状态后,将该电池模块的所有的计算参数作为样本对电池寿命模型进行强化;
所述电池寿命状态参数,由使用者和/或维修人员上传;所述电池寿命模型单元在接收到电池寿命状态参数后,向所述使用者或维修人员发放能够用于则在指定平台上购买指定产品的抵扣券。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,所述电池寿命模型单元还用于在接收到电池寿命状态参数为损坏状态的数据后,根据该电池模块的所有计算参数对电池寿命进行预测,若预测结果为正常状态,则,将预测结果发送至使用者或维修人员,并向使用者或维修人员收集有导致损坏的因素;
若该因素未包含在计算参数所表征的指标内,将该因素作为待增加因素。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,对于电池寿命进行预测包括利用所述电池寿命模型单元进行仿真,并逐一判断各个所述计算参数是否发生突变。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,对待增加因素出现的次数进行累加统计;
当同一待增加因素的出现次数大设定次数时,将该待增加因素,通过后台反馈给技术人员。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,所述电池寿命模型单元,为深度神经网络模型。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,所述计算参数包括使环境温度、内部温度、内阻、电池容量、电液量和放电量;
当所述环境温度低于设定温度时,通过一加热部件对电池模块的使用环境进行加热,或控制优先使用非电池模块存储的能量;
当所述内部温度高于第一允许温度时,控制优先使用非电池模块存储的能量;当所述内部温度高于第二允许温度时,控制停止使用电池模块存储的能量,并发生危险警报;所述第二允许温度大于所述第一允许温度;
所述电池寿命模型单元基于所述环境温度、所述内部温度、所述内阻、所述电池容量、所述电液量和所述放电量的历史数据及当前数据,进行预测,并检测预测结果,输出控制参数。
如上所述的电池全寿命周期管理系统,其中,可选的是,所述控制参数,用于控制所述电池模块减少使用、停止使用、正常使用,以及对所述电池模块的使用环境进行调节。
与现有技术相比,本发明通过设置传感器模块对电池模块的计算参数进行检测,并利用数据处理模块及联网模块将计算参数上传给寿命模型单元。因此,寿命模型单元能够获取大量的电池模块的计算参数,包括当前的和历史的数据。因此,能够根据大量的计算参数,训练出准确的电池模型单元,对电池模块寿命进行准确的预测。同时,根据预测的结果反馈给数据处理模块一系列的控制参数,以使数据处理模块能够根据所述控制参数选取更加适合电池模块状态的控制策略。有利于对电池模块进行针对性的维护和控制。
由于电池寿命模型单元是通过联网模块获取大量的不同电池寿命模型计算参数,能够使预测结果更加准确。相比于直接将利用本身单个电池模块进行的预测,更加准确和实用。
附图说明
图1是本发明整体结构框图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了.一种电池全寿命周期管理系统,用于混合储能的新能源汽车;包括,电池模块,所述电池模块用于给汽车供能;此处所指的混合储能,可以是不同类型能量的供应,如混合动力汽车,带有电池模块的燃料电池汽车,也可以是不同储能方式,如带有电池模块和超级电容的储能系统,带有超级飞轮与电池模块的储能系统等。
传感器模块,所述传感器模块用于检测所述电池模块的计算参数;具体实施时,所述传感器模块包括温度传感器、内阻测试装置、电容量测试装置等。
数据处理模块,所述数据处理模块获取所述计算参数,并将所述计算参数通过一联网模块,上传至一电池寿命模型单元;所述联网模块还用于从所述寿命模型单元获取控制参数;所述数据处理模块根据所述控制参数,控制所述电池模块的工作状态及工作环境。所述数据处理模块还用于根据所述控制参数选取对应的控制策略,具体实施时,所述控制策略至少为三个,其中一个为适用于电池寿命初期的控制策略、一个为适用于电池寿命中期的控制策略和一个为适用于电池寿命后期的控制策略。在电池寿命的初期,以满充、全放为主;在电池寿命的中期为优先对电池进行充放电;在电池寿命的后期,以满充,少放,优先使用其他储能装置进行充放电。其中,电池寿命的初期,是指电池寿命模型单元所预测的同类电池模块的寿命中位数的前十分之一的寿命;电池寿命的中期为电池寿命模型单元所预测的同类电池模块的寿命中位数的前十分之一至五分之三的寿命;电池寿命的后期为电池寿命模型单元所预测的同类电池模块的寿命中位数的五分之三后的阶段。如此,能够根据不同寿命周期选择不同的控制策略。具体实施时,所述控制策略可由远程服务器下载。
作为一种较佳的实现方式,所述电池寿命模型单元设置于远程服务器上;所述电池寿命模型单元是基于大量同一型号的电池模块的样本参数进行训练后的模型;所述电池寿命模型单元用于收集大量同一型号的电池模块的计算参数,以及寿命状态;所述寿命状态包括正常状态和损坏状态;所述电池寿命模型在接收到损坏状态的电池寿命状态后,将该电池模块的所有的计算参数作为样本对电池寿命模型进行强化;所述电池寿命状态参数,由使用者和/或维修人员上传;所述电池寿命模型单元在接收到电池寿命状态参数后,向所述使用者或维修人员发放能够用于则在指定平台上购买指定产品的抵扣券,如可以是兑换本系统的使用权限,也可以是在诸如京东、淘宝上购买指定的物品,还可以是在指定的4S店使用,以达到为指定平台引流的作用。在具体使用时,对同一种类电池,可以设置一个电池寿命模型,将电池的具体型号、种类数据均作为电池寿命模型的输入参数。如此,能够利用大数据对电池模块进行预测,有利于提高预测的准确性。具体地,所述抵扣券设置的目的是为了能够获取更多的数据,在设置时,为了保证数据的准确性和真实性,抵扣券按固定的时间节点发放,如每周一次,且在使用者上传寿命状态之后,且抵扣券的面值,应当与使用者所上传的内容无关。
作为一种较佳实现方式,所述电池寿命模型单元还用于在接收到电池寿命状态参数为损坏状态的数据后,根据该电池模块的所有计算参数对电池寿命进行预测,若预测结果为正常状态,则,将预测结果发送至使用者或维修人员,并向使用者或维修人员收集有导致损坏的因素;若该因素未包含在计算参数所表征的指标内,将该因素作为待增加因素。由于电池情况较为复杂,如碰撞等使用不当的情况均有可能造成非自然损坏,为了考量不同因素可能造成的损坏,以提高预测的准确性,就需要增加需要考量的因素,以便于发现新的影响因素,有利于研究人员进一步进行研究。
作为一种较佳的实现方式,对于电池寿命进行预测包括利用所述电池寿命模型单元进行仿真,并逐一判断各个所述计算参数是否发生突变。当计算参数中存在发生突变的现象,极有可能导致预测结果不准确,应当归类于偶然因素,当发现突变的计算参数时,将突变情况反馈给使用者。这一设置,能够充分应对由于非正常现象而导致自燃等隐患。
为了便于对电池模块的预测进行充分的研究,对待增加因素出现的次数进行累加统计;当同一待增加因素的出现次数大设定次数时,将该待增加因素,通过后台反馈给技术人员。如此,能够便于及时发现系统中所遗漏的表征参数,一方面有利于提高系统的预测准确性,另一方面有利于对电池寿命影响因素的进一步研究。
具体地,所述电池寿命模型单元,为深度神经网络模型。
作为一种较佳的实现方式,所述计算参数包括使环境温度、内部温度、内阻、电池容量、电液量和放电量;具体地,当所述环境温度低于设定温度时,通过一加热部件对电池模块的使用环境进行加热,或控制优先使用非电池模块存储的能量;当所述内部温度高于第一允许温度时,控制优先使用非电池模块存储的能量;当所述内部温度高于第二允许温度时,控制停止使用电池模块存储的能量,并发生危险警报;所述第二允许温度大于所述第一允许温度。所述电池寿命模型单元基于所述环境温度、所述内部温度、所述内阻、所述电池容量、所述电液量和所述放电量的历史数据及当前数据,进行预测,并检测预测结果,输出控制参数。更进一步地,所述控制参数,用于控制所述电池模块减少使用、停止使用、正常使用,以及对所述电池模块的使用环境进行调节。
通过上述方案,本发明至少具有如下有益效果:
本发明通过设置传感器模块对电池模块的计算参数进行检测,并利用数据处理模块及联网模块将计算参数上传给寿命模型单元。因此,寿命模型单元能够获取大量的电池模块的计算参数,包括当前的和历史的数据。因此,能够根据大量的计算参数,训练出准确的电池模型单元,对电池模块寿命进行准确的预测。同时,根据预测的结果反馈给数据处理模块一系列的控制参数,以使数据处理模块能够根据所述控制参数选取更加适合电池模块状态的控制策略。有利于对电池模块进行针对性的维护和控制。
由于电池寿命模型单元是通过联网模块获取大量的不同电池寿命模型计算参数,能够使预测结果更加准确。相比于直接将利用本身单个电池模块进行的预测,更加准确和实用。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池全寿命周期管理系统,用于混合储能的新能源汽车;其特征在于:包括,
电池模块,所述电池模块用于给汽车供能;
传感器模块,所述传感器模块用于检测所述电池模块的计算参数;
数据处理模块,所述数据处理模块获取所述计算参数,并将所述计算参数通过一联网模块,上传至一电池寿命模型单元;所述联网模块还用于从所述寿命模型单元获取控制参数;所述数据处理模块根据所述控制参数,控制所述电池模块的工作状态及工作环境。
2.根据权利要求1所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:所述电池寿命模型单元设置于远程服务器上;
所述电池寿命模型单元是基于大量同一型号的电池模块的样本参数进行训练后的模型;
所述电池寿命模型单元用于收集大量同一型号的电池模块的计算参数,以及寿命状态;所述寿命状态包括正常状态和损坏状态;所述电池寿命模型在接收到损坏状态的电池寿命状态后,将该电池模块的所有的计算参数作为样本对电池寿命模型进行强化;
所述电池寿命状态参数,由使用者和/或维修人员上传;所述电池寿命模型单元在接收到电池寿命状态参数后,向所述使用者或维修人员发放能够用于则在指定平台上购买指定产品的抵扣券。
3.根据权利要求2所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:所述电池寿命模型单元还用于在接收到电池寿命状态参数为损坏状态的数据后,根据该电池模块的所有计算参数对电池寿命进行预测,若预测结果为正常状态,则,将预测结果发送至使用者或维修人员,并向使用者或维修人员收集有导致损坏的因素;
若该因素未包含在计算参数所表征的指标内,将该因素作为待增加因素。
4.根据权利要求3所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:对于电池寿命进行预测包括利用所述电池寿命模型单元进行仿真,并逐一判断各个所述计算参数是否发生突变。
5.根据权利要求3所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:对待增加因素出现的次数进行累加统计;
当同一待增加因素的出现次数大设定次数时,将该待增加因素,通过后台反馈给技术人员。
6.根据权利要求1所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:所述电池寿命模型单元,为深度神经网络模型。
7.根据权利要求5所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:所述计算参数包括使环境温度、内部温度、内阻、电池容量、电液量和放电量;
当所述环境温度低于设定温度时,通过一加热部件对电池模块的使用环境进行加热,或控制优先使用非电池模块存储的能量;
当所述内部温度高于第一允许温度时,控制优先使用非电池模块存储的能量;当所述内部温度高于第二允许温度时,控制停止使用电池模块存储的能量,并发生危险警报;所述第二允许温度大于所述第一允许温度;
所述电池寿命模型单元基于所述环境温度、所述内部温度、所述内阻、所述电池容量、所述电液量和所述放电量的历史数据及当前数据,进行预测,并检测预测结果,输出控制参数。
8.根据权利要求1所述的电池全寿命周期管理系统,其特征在于:所述控制参数,用于控制所述电池模块减少使用、停止使用、正常使用,以及对所述电池模块的使用环境进行调节。
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