CN115863795B - 数据处理方法、数据处理装置、车辆和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据处理方法、数据处理装置、车辆和存储介质，解决了动力电池状态分析技术中动力电池更换、修复等人工干预行为如何识别的问题。该方法包括：在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取各单体电池的电压值及各电压值对应的状态参数，并根据状态参数及相关阈值选取合适的各单体电压数据并清洗；根据各单体电压的中位数，确定各单体电压本次电压值与中位数的差值；根据各单体中位数差值，确定单体电压每帧的差分值，进而计算提取特征值；基于动力电池各单体电压每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；通过分析各单体电池电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

Description

数据处理方法、数据处理装置、车辆和存储介质

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、数据处理装置、车辆和存储介质。

背景技术

新能源汽车动力电池安全事故的主要问题集中在电池的内短路或一致性问题上，在电池系统无人为干预的情况下，电池电压数据的离散性状态呈现规律性变化，因此可以通过分析单体电池电压的非常态变化趋势来识别异常，提前进行安全预警。然而，在出现人为干预行为的情况下，会造成数据的异常变化，对数据分析造成干扰，因此如何通过数据分析确认干预行为的存在以及具体类型成为待解决的问题。

发明内容

本申请实施方式提供一种数据处理方法、数据处理装置、车辆和存储介质。

本申请实施方式的数据处理方法包括：

在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；

根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗；

根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；

根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；

基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；

通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

如此，通过获取的单体电压数据计算电压特征值与电压边界值，从而可以通过分析电压特征值与电压边界值确认是否存在干预行为以及其具体类型，解决了动力电池状态分析技术中动力电池更换、修复等人工干预行为如何识别的问题，可由此排除因人工干预行为干扰整体数据分析的技术问题，从而便于排除干预行为带来的干扰数据，避免影响对动力电池充电过程的监控分析结果。

在某些实施方式中，所述根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗，包括：

基于动力电池类型确认电池电压阈值和荷电状态阈值；

在所述状态参数范围内提取单体电压数据；

剔除超出所述荷电状态阈值的所述荷电状态数据所对应的电压数据。

剔除在预定时长内超出所述电池电压阈值的部分单体电压数据；

在被剔除的单体电压数据处，填充相邻单体电池的单体电压数据；

在某些实施方式中，所述根据所述中位数的差值，确定单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值，包括：

排列所述单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的所述单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的所述单体电压数据排在同一列；

计算所述第一矩阵的每一行所述单体电压数据的中位数；

将每一行所有所述单体电压数据与对应的所述中位数作差获得所述差分值；

排列所述差分值以生成第二矩阵；

对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；

处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值。

在某些实施方式中，所述对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵，包括：

在所述第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；

对所述第一滑动窗口中的所述差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；

排列所述电压平滑值以生成所述电压平滑值矩阵。

在某些实施方式中，所述处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值，包括：

对所述电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；

在所述差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；

根据所述第二滑动窗口，对所述差分矩阵进行滑动求和获得所述电压特征值。

在某些实施方式中，所述电压边界值包括上边界值和下边界值，所述基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值，计算电压边界值，包括：

计算所述差分矩阵中每一行数据的均值；

在多个所述均值中提取75分位数和25分位数；

根据所述75分位数与所述25分位数计算得到四分位距；

根据所述四分位距计算得到所述电压边界值。

在某些实施方式中，所述通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻，包括：

在数量小于数量阈值的单体电池的所述电压特征值在第一持续时间内基本小于所述下边界值、在第二持续时间内处于所述电压边界值范围内，其中部分单体电压特征值在第三持续时间内出现大于所述上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；

在数量大于或等于数量阈值的单体电池基本同时出现在第四持续时间内所述电压特征值超出所述电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为。

本申请提供一种数据处理装置，包括：

获取模块，用于在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；

清洗模块，用于根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗；

确定模块，用于根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；

第一计算模块，用于根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；

第二计算模块，用于基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；

确认模块，用于通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

本申请提供一种车辆，包括存储器和连接所述存储器的控制器，所述存储器用于存储计算机程序，所述控制器用于执行所述计算机程序以实现上述任一实施方式所述的数据处理方法。

本申请实施方式提供一种计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行以上任一实施方式所述的数据处理方法。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图2是本申请实施方式中的数据处理装置的模块示意图；

图3是本申请实施方式中的车辆的平面示意图；

图4是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图5是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图6是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图7是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图8是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图；

图9是本申请实施方式中的数据处理方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

车辆100、存储器11、控制器12、数据处理装置200、获取模块21、清洗模块22、第一计算模块23、第二计算模块24、确认模块25。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本申请实施方式提供一种数据处理方法，数据处理方法包括：

步骤S10：在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；并根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗；

步骤S20：根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；

步骤S30：根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；

步骤S40：基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；

步骤S50：通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

请参阅图2，本申请提供一种数据处理装置200，数据处理装置200包括获取模块21、清洗模块22、确定模块201、第一计算模块23、第二计算模块24和确认模块25。其中，获取模块21用于在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；清洗模块22用于根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗；确定模块201用于根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；第一计算模块23用于根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；第二计算模块24用于基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

请参阅图3，本申请提供一种车辆100，车辆100包括存储器11和连接存储器11的控制器12，存储器11用于存储计算机程序，控制器12用于在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；及用于根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗；及用于根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；及用于根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；及用于基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；以及用于通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻。

本申请实施方式中的数据处理方法，通过获取的单体电压数据计算电压特征值与电压边界值，从而可以通过分析电压特征值与电压边界值确认是否存在干预行为以及其具体类型，解决了动力电池状态分析技术中动力电池更换、修复等人工干预行为如何识别的问题，可由此排除因人工干预行为干扰整体数据分析的技术问题，从而便于排除干预行为带来的干扰数据，避免影响对动力电池充电过程的监控分析结果。

需要说明的是，新能源汽车动力电池安全事故的主要问题集中在电池的内短路(自放电异常)或一致性问题上，在电池系统无人为干预的情况下，电池电压数据的离散性状态呈现规律性变化，因此可以通过分析单体电池电压的非常态变化趋势来识别异常，提前进行安全预警。然而，在出现人为干预行为的情况下，会造成数据的异常变化，对数据分析造成干扰，因此在对数据进行分析时，需要确认干预行为是否存在，以及干预行为的数据起点等，从而得到有效数据范围，避免干扰数据分析。

或者说，在正常情况下，动力电池的内短路与一致性问题为渐变性故障，在分析数据的过程中基本上都需要以前期数据作为标准参照数据，用以分析运行数据的变化趋势是否正常，而对动力电池进行人工干预操作后会造成数据的异常变化，对数据分析造成干扰，产生前期标准数据的不真实及后期判定数据的异常等问题，导致数据分析结果失真。

有鉴于此，本申请提出一种数据处理方法，在获取动力电池的状态参数后，清洗得到每个单体电池的单体电压数据，从而计算得到电压特征值和电压边界值，进而通过分析电压特征值和电压边界值来识别动力电池在充电过程中是否受到干预行为的影响，达到识别异常干扰情况、排除后续基于数据对动力电池进行异常分析的干扰。

具体地，车辆100可以为新能源动力车辆，在步骤S10-步骤S50中，充电过程中动力电池的状态参数可以包括各个单体电池的电压以及对应的荷电状态(SOC,State OfCharge)，为了排除无效数据的干扰，需要对状态参数进行清洗，例如排除明显超出正常单体电池的电压范围的数据，保证参与后续步骤操作的数据为有效数据，从而提升后续各类判定操作的精确度。

清洗获得每个单体电池的单体电压数据后，基于单体电压数据提取车辆100数据的抽象化特征，也即计算得到电压特征值和电压边界值。可以理解，充电过程为一个连续过程，那么采集、清洗计算也为一个连续过程，因此基于实时更新的单体电压数据，电压特征值与电压边界值的计算也是实时的、连续的。

在未发生人工干预，例如进行动力电池的更换或者人工修复问题的情况下，动力电池产生异常时数据变化符合一定规律并且发展缓慢；在产生有干预行为的情况下，可以通过比较电压特征值和电压边界值，识别出电压特征值产生异常变化，并且根据具体的变化情况一确定干预行为的具体类型。

特别地，在确认具体类型后，还可以通过电压特征值的变化情况，确认干预行为产生的起点，也即异常数据的起点，从而确认有效数据的起点，排除对动力电池的充电数据进行分析时，干预行为带来的数据干扰。

请参阅图4，在某些实施方式中，根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取合适的动力电池各单体电压数据并清洗(步骤S20)，包括：

步骤S21：基于动力电池类型确认电池电压阈值和荷电状态阈值；

步骤S22：在状态参数范围内提取单体电压数据；

步骤S23：剔除超出荷电状态阈值的荷电状态数据所对应的电压数据；

步骤S24：剔除在预定时长内超出电池电压阈值的部分单体电压数据；

步骤S25：在被剔除的单体电压数据处，填充相邻单体电池的单体电压数据。

在某些实施方式中，清洗模块22用于基于动力电池类型确认电池电压阈值和荷电状态阈值；及用于在状态参数范围内提取单体电压数据；及用于剔除超出荷电状态阈值的荷电状态数据所对应的电压数据；及用于剔除在预定时长内超出电池电压阈值的部分单体电压数据；及用于被剔除的单体电压数据处，填充相邻单体电池的单体电压数据。

在某些实施方式中，控制器12用于基于动力电池类型确认电池电压阈值和荷电状态阈值；及用于在状态参数范围内提取单体电压数据；及用于剔除超出荷电状态阈值的荷电状态数据所对应的电压数据；及用于剔除在预定时长内超出电池电压阈值的部分单体电压数据；及用于被剔除的单体电压数据处，填充相邻单体电池的单体电压数据。

如此，对状态参数进行清洗可以保证参与后续步骤操作的数据为有效的单体电压数据，提高数据分析的精确性。

具体地，在步骤S21-步骤S25中，可以通过提取状态标志位为1、4的数据，确保提取的数据为电池充电状态数据，其中电池充电状态数据可以包括每个单体电池的电压数据，和其对应的荷电状态数据，这样可以提供充分的数据基础。

然后可以基于电池的具体类型，确认电池电压阈值和荷电状态阈值，以便将超出电池电压阈值的电压数据，以及超出荷电状态阈值的荷电状态数据所对应的电压数据剔除，这样设置，剔除了可能会对后续数据分析判定造成影响的数据，提高分析准确率。并且，为了保证电压数据的连续性，在因为超出电池电压阈值而被剔除的电压数据处，填充相邻单体电池的电压数据。

请参阅图5，在某些实施方式中，根据所述中位数的差值，确定单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值(步骤S30)，包括：

步骤S31：排列单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的单体电压数据排在同一列；

步骤S32：计算第一矩阵的每一行单体电压数据的中位数；

步骤S33：将每一行所有单体电压数据与对应的中位数作差获得所述差分值；

步骤S34：排列所述差分值以生成第二矩阵；

步骤S35：对第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；

步骤S36：处理电压平滑值矩阵以获得电压特征值。

在某些实施方式中，第一计算模块23用于排列单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的单体电压数据排在同一列；及用于计算第一矩阵的每一行单体电压数据的中位数；及用于将每一行所有单体电压数据与对应的中位数作差获得所述差分值；及用于排列所述差分值以生成第二矩阵；及用于对第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；以及用于处理电压平滑值矩阵以获得电压特征值。

在某些实施方式中，控制器12用于排列单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的单体电压数据排在同一列；及用于计算第一矩阵的每一行单体电压数据的中位数；及用于将每一行所有单体电压数据与对应的中位数作差获得所述差分值；及用于排列所述差分值以生成第二矩阵；及用于对第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；以及用于处理电压平滑值矩阵以获得电压特征值。

如此，利用单体电压数据与单体电压数据的中位数作差后再进行平滑处理的方式来计算电压特征值的方式简单高效、需要的数据量少，计算效率高。

具体地，在步骤S31-步骤S36中，第一矩阵为将单体电压数据经过排列后得到的矩阵。在第一矩阵中，第一矩阵的行代表着在同一帧获取的单体电压数据，第一矩阵的列表示各个单体电池的序号。那么第一矩阵代表各个单体电池在充电过程中单体电池的电压数据随充电过程而变化的过程。

控制器12可以提取第一矩阵每一行也即每一帧的数据的中位数，那么第一矩阵有多少行即提取有多少个中位数，然后将每一行的数据一一与对应的中位数相减，则得到多个差分值，再将所述差分值按照原顺序排列即可得到第二矩阵。可以理解，中位数作为一个相对稳定的数值，在动力电池系统的全生命周期内基本不会发生大的变化，因此稳定性较好。采用中位数作差值基准也相对客观可靠。

然后控制器12对第二矩阵进行数据平滑处理，其中可以是采取中值滤波或均值滤波的方式，使得数据过渡更为平滑，然后可以得到电压平滑值矩阵。最后为了得到电压特征值，还需要对电压平滑值矩阵进行差分、求和等处理。

请参阅图6，在某些实施方式中，对第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵(步骤S35)，包括：

步骤S350：在第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；

步骤S351：对第一滑动窗口中的所述差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；

步骤S352：排列电压平滑值以生成电压平滑值矩阵。

在某些实施方式中，第一计算模块23用于在第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；及用于对第一滑动窗口中的所述差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；以及用于排列电压平滑值以生成电压平滑值矩阵。

在某些实施方式中，控制器12用于在第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；及用于对第一滑动窗口中的所述差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；以及用于排列电压平滑值以生成电压平滑值矩阵。

如此，通过对第二矩阵进行滑动平均的滤波来完成数据平滑处理，可以降低噪声的影响，提高后续数据分析的准确性。

具体地，在步骤S350-步骤S352中，预定大小可以根据实际计算需求而定，在本实施例中，第一滑动窗口的长度需要覆盖一次完整的充电时间(也即覆盖足够多的行数以覆盖一次完整充电时间)。

可以理解，第二矩阵的每一列数据代表每个单体电池的随时间序列变化的所述差分值。那么，通过选取一次完整充电时间长度的第一滑动窗口，以分批对第二矩阵中的所有所述差分值进行均值滤波或者中值滤波处理，从而获得多个电压平滑值，也即完成对第二矩阵的数据平滑处理，最终按照处理顺序排列多个电压平滑值即可生成电压平滑值矩阵。特别地，在生成的电压平滑值矩阵中，矩阵的行代表时间序列，行标以第一滑动窗口的中间点的时间序列标记，列表示各个单体电池的序号，列标标记单体电池在动力电池系统中的排序。

请参阅图7，在某些实施方式中，处理电压平滑值矩阵以获得电压特征值(步骤S36)，包括：

步骤S360：对电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；

步骤S361：在差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；

步骤S362：根据第二滑动窗口，对差分矩阵进行滑动求和获得电压特征值。

在某些实施方式中，第一计算模块23用于对电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；及用于在差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；以及用于根据第二滑动窗口，对差分矩阵进行滑动求和获得电压特征值。

在某些实施方式中，控制器12用于对电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；及用于在差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；以及用于根据第二滑动窗口，对差分矩阵进行滑动求和获得电压特征值。

如此，电压特征值的计算方式简单高效可靠，需要的数据量少。

具体地，第二滑动窗口的宽度也需要涵盖一个充电过程，在某些实施方式中，第二滑动窗口的大小可以与第一滑动窗口的大小一致。在步骤S360-步骤S362中，控制器12对电压平滑矩阵中的电压平滑值进行差分，即后一帧值减去前一帧值，或者说后一行的电压平滑值减去前一行的电压平滑值，生成差分矩阵。控制器12根据第二滑动窗口对差分矩阵进行滑动求和，这样针对每个单体电池可以计算得到多个电压特征值，可以分析每个单体电池的电压特征值的变化情况来判断是否存在干预行为。

请参阅图8，在某些实施方式中，电压边界值包括上边界值和下边界值，基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值(步骤S40)，包括：

步骤S41：计算差分矩阵中每一行数据的均值；

步骤S42：在多个均值中提取75分位数和25分位数；

步骤S43：根据75分位数与25分位数计算得到四分位距；

步骤S44：根据四分位距计算得到电压边界值。

在某些实施方式中，第二计算模块24用于计算差分矩阵中每一行数据的均值；及用于在多个均值中提取75分位数和25分位数；及用于根据75分位数与25分位数计算得到四分位距；以及用于根据四分位距计算得到电压边界值。

在某些实施方式中，控制器12用于计算差分矩阵中每一行数据的均值；及用于在多个均值中提取75分位数和25分位数；及用于根据75分位数与25分位数计算得到四分位距；以及用于根据四分位距计算得到电压边界值。

如此，通过采用四分位距法计算电压边界值，无需使用全部的数据信息即可完成计算，计算量小，计算效率高。

具体地，四分位距法作为一种统计学计算方法，可以衡量数据的分散性与变异性。四分位距会将一组数从小到大排序，分成四等份，每等份之间的数叫做四分位数。在步骤S41-步骤S44中，控制器12计算差分矩阵中每一行数据的均值，然后控制器12根据四分位距法在多个均值中提取75分位数与25分位数。

然后根据四分位距的计算式：

IQR＝thres_75-thres_25，计算得到四分位距。其中IOR代表各个单体电池在历史数据中上下活动的边界，thres_75为75分位数，thres_25为25分位数。

然后控制器12可以根据以下计算式计算得到上边界值与下边界值：

上边界值＝thres_75+系数*IQR；

下边界值＝thres_25-系数*IQR；

其中，系数可以为大于等于3，具体的系数的选取根据经验或问题数据修订。

请参阅图9，在某些实施方式中，通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻(步骤S50)，包括：

步骤S51：在数量小于数量阈值的单体电池的电压特征值在第一预定持续时间内基本小于下边界值、在第二预定持续时间内处于电压边界值范围内，或其中部分单体电压特征值在在第三预定持续时间内出现大于上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；

步骤S52：在数量大于或等于数量阈值的单体电池基本同时出现在第四预定持续时间内电压特征值超出电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为。

在某些实施方式中，确认模块25用于在数量小于数量阈值的单体电池的电压特征值在第一预定持续时间内基本小于下边界值、在第二预定持续时间内处于电压边界值范围内，或其中部分单体电压特征值在在第三预定持续时间内出现大于上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；及用于在数量大于或等于数量阈值的单体电池基本同时出现在第四预定持续时间内电压特征值超出电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为。

在某些实施方式中，控制器12用于在数量小于数量阈值的单体电池的电压特征值在第一预定持续时间内基本小于下边界值、在第二预定持续时间内处于电压边界值范围内，或其中部分单体电压特征值在在第三预定持续时间内出现大于上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；及用于在数量大于或等于数量阈值的单体电池基本同时出现在第四预定持续时间内电压特征值超出电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为。

如此，可以识别动力电池是否发生有更换或者修复等干预行为，从而便于排除干预行为带来的异常数据影响，避免影响对动力电池安全风险的分析、预警。

具体地，在步骤S51和步骤S52中，第一预定持续时间、第二预定持续时间与第三预定持续时间相加需要大于等于一次完整充电时间，为了便于说明，将一次完整充电时间记作a。另外，第一预定持续时间、第二预定持续时间和第四预定持续时间需要大于等于a/10，数量阈值例如为5。

已知在差分矩阵中，单体电池的数据出现持续电压特征值小于下边界值的情况识别为内短路问题，并且在修复后电压特征值会恢复到正常边界范围内后再出现短时的大于上边界值的情况。并且，在动力电池系统进行电池更换时，会出现多个单体电池同时出现电压特征值超出电压边界值(大于上边界值或者小于下边界值)的情况。

此时本申请为了便于进行数据分析，对获得的电压特征值于电压边界值进行比较，在大于上边界值的情况下视为异常，并标记为2，在小于下边界值的情况下，视为异常并标记为1，在处于正常边界范围时视为正常，标记为0。

那么在一个实施例中得到如下的标记矩阵：

对上述标记矩阵进行分析，可以看出在标记矩阵的第二列，即序号为2的单体电池数据出现异常波动，当确认序号为2的单体电池的电压特征值在第一预定持续时间内均小于下边界值、在第二预定持续时间内处于电压边界值范围内并在第三预定持续时间内均大于上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为。此时，还可以标记第二预定持续时间的第五帧处为开始维修的时间。

在另一个实施例中，得到如下的标记矩阵：

对上述标记矩阵进行分析，可以看出存在五支单体电池同时出现异常变化情况，即单体电池的异常数量符合数量阈值，并且异常情况持续了一段时间，此时若异常预定持续时间符合第四预定持续时间的条件(大于等于a/10)，则确认出现动力电池更换行为。此时，可以标记第四预定持续时间的中间时间点为更换时间。

这样，在动力电池出现更换或人工修复后，本申请的数据处理方法可识别具体变化类型达到识别异常、排除数据干扰的目的。本申请的数据处理方法主要利用窗口时间内各单体电池电压与中位数电压的差值来提取车辆100数据的抽象化特征，并利用异常检测的方法来识别出各个单体电池的电压特征值出现反向变化或单体电池间相对性变化的情况。并根据具体变化情况，确认干预行为的类型，进一步地，可以确认干预行为发生的时间点，便于确认有效数据的起点，从而为动力电池安全预警及性能的在线分析提供有效数据保证，排除外界干扰因素，有效提高风险预测准确性。

本申请实施方式提供了一种存储有计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，当计算机程序被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行以上任一实施方式的控制方法。

具体地，在一个实施例中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

计算机程序可以被存储在存储器中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法包括：

在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；

根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取动力电池各单体电压数据并清洗；

根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；

根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；

基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；

通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻；

所述根据所述中位数的差值，确定单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值，包括：

排列所述单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的所述单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的所述单体电压数据排在同一列；

计算所述第一矩阵的每一行所述单体电压数据的中位数；

将每一行所有所述单体电压数据与对应的所述中位数作差获得所述差分值；

排列所述差分值以生成第二矩阵；

对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；

处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值；

所述对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵，包括：

在所述第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；

对所述第一滑动窗口中的差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；

排列所述电压平滑值以生成所述电压平滑值矩阵；

所述处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值，包括：

对所述电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；

在所述差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；

根据所述第二滑动窗口，对所述差分矩阵进行滑动求和获得所述电压特征值；

所述电压边界值包括上边界值和下边界值，所述基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值，包括：

计算所述差分矩阵中每一行数据的均值；

在多个所述均值中提取75分位数和25分位数；

根据所述75分位数与所述25分位数计算得到四分位距；

根据所述四分位距计算得到所述电压边界值；

所述通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻，包括：

在数量小于数量阈值的单体电池的所述电压特征值在第一预设持续时间内小于所述下边界值、在第二预设持续时间内处于所述电压边界值范围内，或其中部分单体电压特征值在第三预设持续时间内出现大于所述上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；

在数量大于或等于数量阈值的单体电池同时出现在第四预设持续时间内所述电压特征值超出所述电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为；

其中，所述第一预设持续时间、所述第二预设持续时间与所述第三预设持续时间相加需要大于等于一次完整充电时间a；

所述第一预设持续时间、所述第二预设持续时间和所述第四预设持续时间需要大于等于a/10。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取动力电池各单体电压数据并清洗，包括：

基于动力电池类型确认电池电压阈值和荷电状态阈值；

在状态参数范围内提取单体电压数据；

剔除超出所述荷电状态阈值的所述荷电状态数据所对应的电压数据；

剔除在预定时长内超出所述电池电压阈值的部分单体电压数据；

在被剔除的单体电压数据处，填充相邻单体电池的单体电压数据。

3.一种数据处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于在车辆的动力电池处于恒流充电的状态下，获取所述动力电池中各单体电池的电压值及相关状态参数；所述的状态参数包括动力电池类型、动力电池每帧数据对应的荷电状态；

清洗模块，用于根据对应的电池类型及电池的荷电状态，选取动力电池各单体电压数据并清洗；

确定模块，用于根据获取到的动力电池各单体电压数据的中位数，确定各单体电压数据中的本次电压值与所述中位数的差值；

第一计算模块，用于根据所述中位数的差值，确定所述单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值；

第二计算模块，用于基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值；

确认模块，用于通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻；

所述根据所述中位数的差值，确定单体电压数据每帧的差分值，进而计算提取电压特征值，包括：

排列所述单体电压数据以生成第一矩阵，其中，将处于同一帧的所述单体电压数据排在同一行，将同一单体电池的所述单体电压数据排在同一列；

计算所述第一矩阵的每一行所述单体电压数据的中位数；

将每一行所有所述单体电压数据与对应的所述中位数作差获得所述差分值；

排列所述差分值以生成第二矩阵；

对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵；

处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值；

所述对所述第二矩阵做数据平滑处理以获得电压平滑值矩阵，包括：

在所述第二矩阵的每一列选取预定大小的第一滑动窗口；

对所述第一滑动窗口中的差分值进行均值或中值滤波以获得电压平滑值；

排列所述电压平滑值以生成所述电压平滑值矩阵；

所述处理所述电压平滑值矩阵以获得所述电压特征值，包括：

对所述电压平滑值矩阵做差分处理以获得差分矩阵；

在所述差分矩阵中选取预定大小的第二滑动窗口；

根据所述第二滑动窗口，对所述差分矩阵进行滑动求和获得所述电压特征值；

所述电压边界值包括上边界值和下边界值，所述基于动力电池各单体电压数据每帧的差分值，结合状态参数计算电压边界值，包括：

计算所述差分矩阵中每一行数据的均值；

在多个所述均值中提取75分位数和25分位数；

根据所述75分位数与所述25分位数计算得到四分位距；

根据所述四分位距计算得到所述电压边界值；

所述通过分析各单体电池的电压特征值与电压边界值对比结果，从而确认是否存在人工干预行为、干预具体类型以及干预时刻，包括：

在数量小于数量阈值的单体电池的所述电压特征值在第一预设持续时间内小于所述下边界值、在第二预设持续时间内处于所述电压边界值范围内，或其中部分单体电压特征值在第三预设持续时间内出现大于所述上边界值的情况下，确认存在动力电池维修行为；

在数量大于或等于数量阈值的单体电池同时出现在第四预设持续时间内所述电压特征值超出所述电压边界值的情况下，确认存在动力电池更换行为；

其中，所述第一预设持续时间、所述第二预设持续时间与所述第三预设持续时间相加需要大于等于一次完整充电时间a；

所述第一预设持续时间、所述第二预设持续时间和所述第四预设持续时间需要大于等于a/10。

4.一种车辆，其特征在于，包括存储器和连接所述存储器的控制器，所述存储器用于存储计算机程序，所述控制器用于执行所述计算机程序以实现权利要求1-2任一项所述的数据处理方法。

5.一种计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-2中任一项所述的数据处理方法。