CN113850979B - 一种基于ai算法的电池远程预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于AI算法的电池远程预警系统，包括如下步骤：(1)数据采集模块，数据采集模块中包括GPS北斗定位模块、CAN通信模块、通信模块，(2)云通信模块，用来接收数据采集模块上的电池信息，并进行持久化的储存，然后在进行传输，(3)AI计算模块，当数据传输到AI传输模块中，通过AI模块进行计算和检查是否加载AI计算模块，AI计算模块中安装有预警模块，对故障进行预警，若出现异常就会将信号传输到报警通知模块中，(4)报警通知模块，制定好报警后的推送规则，预警发生后通过指定的报警规则可以第一时间提醒用户或相关责任人。

Description

一种基于AI算法的电池远程预警系统
技术领域
本发明涉及物联网和信息系统技术领域，具体为一种基于AI算法的电池远程预警系统。
背景技术
锂电池由于应用场景多，安全性要求高，覆盖面广，单纯地通过电池自带的BMS(电池管理系统)通过在实验室环境研发出的故障码进行电池的故障判断，但在真实的环境中，远比实验室的环境复杂，实验室无法模拟真实环境的各种情况，随着每年的电池燃烧的事情可以看出，在新能源高速发展的今天，电池的安全问题受到各界的关注，当通过自带的BMS(电池管理系统)报出故障时，已经为时已晚，无法保障电池使用人员的生命安全。
现有技术中的基于AI计算的安全预警系统的缺点不足：
1、对比文件CN102320339A公开了一种电动车蓄电池报警系统，“本发明公开一种电动车蓄电池报警系统，包括设于电池盒内的蓄电池，还包括设于电池盒内的中间继电器、蜂鸣器，其中，蓄电池与中间继电器连接，为其供电，且其导线还穿过电动车车体；所述蓄电池还与蜂鸣器、中间继电器的常闭开关相互串联构成报警回路。此种报警系统可追回被盗的电动车蓄电池，增加电动车使用的安全性，”但是该预警系统中，通过自带的BMS(电池管理系统)报出故障时，已经为时已晚，无法保障电池使用人员的生命安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于AI算法的电池远程预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种基于AI算法的电池远程预警系统，包括如下步骤：(1)数据采集模块，数据采集模块中包括GPS北斗定位模块、CAN通信模块、通信模块；
(2)云通信模块，用来接收数据采集模块上的电池信息，并进行持久化的储存，然后在进行传输；
(3)AI计算模块，当数据传输到AI传输模块中，通过AI模块进行计算和检查是否加载AI计算模块，AI计算模块中安装有预警模块，对故障进行预警，若出现异常就会将信号传输到报警通知模块中，基于历史前期的数据，计算正常情况下电池包各单体标准特征权重和标准状态值，对于实时传输的数据流，按照每5个采样时刻作为一个时间窗口长度，构建对应时间窗口下的特征矩阵，基于标准特征权重进一步计算该时间窗口下各单体的状态值，基于阈值的方法得到故障的发生时刻，从而实现故障的提前检测，进一步对故障进行安全风险评估，基于风险累计模型找到故障异常量的临界点，当到达临界点的60％时进行安全预警；
(4)报警通知模块，制定好报警后的推送规则，预警发生后通过指定的报警规则可以第一时间提醒用户或相关责任人，报警规则定义方式，时间方式按一周为一个周期，报警机制按不同的报警机制，定义信息接收人员，以实现在不同周期内，不同的报警，通知不同的责任人。。
优选的，所述数据采集模块中的GPS北斗定位模块主要用作电池位置信息采集，CAN通信模块主要是用来收集电池的所有工况数据，通信模块主要用作将采集到的数据实时上报给云监控平台。
优选的，所述云通信模块接收到数据之后，并将上报的电池数据进行持久化存储，然后将电池数据转发给AI计算模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供一种基于物联网、大数据、AI等多技术融合的方式，建立电池监控云、构建电池全生命周期数据库，通过AI技术将云平台的大数据分地区、场景多维度为每个电池打造电池画像，实时监控电池变化，提前预估电池故障，并在第一时间告知用户，最大程度保护用户生命与财产安全，使电池出现故障信息能够及时地对用户进行手机或浏览器进行通知。
附图说明
图1为本发明的基于AI计算的安全预警系统的流程图；
图2为本发明的AI加载模型中预警模块的流程图。
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，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，一种基于AI算法的电池远程预警系统，包括如下步骤：(1)数据采集模块，数据采集模块中包括GPS北斗定位模块、CAN通信模块、通信模块，(2)云通信模块，用来接收数据采集模块上的电池信息，并进行持久化的储存，然后在进行传输，(3)AI计算模块，当数据传输到AI传输模块中，通过AI模块进行计算和检查是否加载AI计算模块，AI计算模块中安装有预警模块，对故障进行预警，若出现异常就会将信号传输到报警通知模块中，(4)报警通知模块，制定好报警后的推送规则，预警发生后通过指定的报警规则可以第一时间提醒用户或相关责任人，数据采集模块中的GPS北斗定位模块主要用作电池位置信息采集，CAN通信模块主要是用来收集电池的所有工况数据，通信模块主要用作将采集到的数据实时上报给云监控平台，云通信模块接收到数据之后，并将上报的电池数据进行持久化存储，然后将电池数据转发给AI计算模块，基于历史前期的数据，计算正常情况下电池包各单体标准特征权重和标准状态值，对于实时传输的数据流，按照每5个采样时刻作为一个时间窗口长度，构建对应时间窗口下的特征矩阵，基于标准特征权重进一步计算该时间窗口下各单体的状态值，基于阈值的方法得到故障的发生时刻，从而实现故障的提前检测，进一步对故障进行安全风险评估，基于风险累计模型找到故障异常量的临界点，当到达临界点的60％时进行安全预警，同时通过预警模块可以对发动机自动加油故障、发电机发电量故障和正端对地绝缘故障进行预警，报警规则定义方式，时间方式按一周为一个周期，报警机制按不同的报警机制，定义信息接收人员，以实现在不同周期内，不同的报警，通知不同的责任人。
实施例一：
(1)预警名称：发动机自动加油故障；
(2)预警进入机制：前气压>＝600kPa且后气压>＝600kPa且SOC>＝50％且油门＝0％且发动机转速>＝700rpm/min且放电电流>0A；
(3)进入机制持续时间：10秒；
(4)退出机制：发动机转速<700rpm/min；
(5)退出机制持续时间：0秒。
实施例二：
(1)预警名称：发电机发电量大故障；
(2)预警进入机制：发动机转速>＝650rpm/min且二十四伏蓄电池电压>30V；
(3)进入机制持续时间：6秒；
(4)退出机制：二十四伏蓄电池电压<30V；
(5)退出机制持续时间：0秒。
实施例三：
(1)预警名称：正端对地绝缘故障；
(2)预警进入机制：正极绝缘电阻<2000MΩ且负极绝缘电阻<2000MΩ；
(3)进入机制持续时间：10秒；
(4)退出机制：正极绝缘电阻>＝2000MΩ且负极绝缘电阻>＝2000MΩ；
(5)退出机制持续时间：0秒。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种基于AI算法的电池远程预警系统，其特征在于：包括如下步骤：
(1)数据采集模块，数据采集模块中包括GPS北斗定位模块、CAN通信模块、通信模块；所述数据采集模块中的GPS北斗定位模块主要用作电池位置信息采集，CAN通信模块主要是用来收集电池的所有工况数据，通信模块主要用作将采集到的数据实时上报给云监控平台；
(2)云通信模块，用来接收数据采集模块上的电池信息，并进行持久化的储存，然后在进行传输；
(3)AI计算模块，当数据传输到AI传输模块中，通过AI模块进行计算和检查是否加载AI计算模块，AI计算模块中安装有预警模块，对故障进行预警，若出现异常就会将信号传输到报警通知模块中，基于历史前期的数据，计算正常情况下电池包各单体标准特征权重和标准状态值，对于实时传输的数据流，按照每5个采样时刻作为一个时间窗口长度，构建对应时间窗口下的特征矩阵，基于标准特征权重进一步计算该时间窗口下各单体的状态值，基于阈值的方法得到故障的发生时刻，从而实现故障的提前检测，进一步对故障进行安全风险评估，基于风险累计模型找到故障异常量的临界点，当到达临界点的60％时进行安全预警，同时通过预警模块可以对发动机自动加油故障、发电机发电量故障和正端对地绝缘故障进行预警；
(4)报警通知模块，制定好报警后的推送规则，预警发生后通过指定的报警规则可以第一时间提醒用户或相关责任人，报警规则定义方式，时间方式按一周为一个周期，报警机制按不同的报警机制，定义信息接收人员，以实现在不同周期内，不同的报警，通知不同的责任人。
2.根据权利要求1所述的一种基于AI算法的电池远程预警系统，其特征在于：所述云通信模块接收到数据之后，并将上报的电池数据进行持久化存储，然后将电池数据转发给AI计算模块。
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