CN117849515A - 一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及负极设备运行监测技术领域，具体公开一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法，该系统设置历史干扰数据判定模块和设备制备运行异常预警提示模块，首先获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度，并通过物联网监测负极设备的制备运行信息，分别评定粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数和电解质的制备运行效益程度系数，综合评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，使得设备操作人员能够及时识别其制备运行异常情况，并对负极设备的制备进行调整，以减少因负极设备制备运行异常导致的停机时间，由此提高负极设备的制备运行效率。

Description

一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法

技术领域

本发明涉及负极设备运行监测技术领域，具体为一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法。

背景技术

负极设备应用于许多领域，在这些领域中通常要求负极设备保持高效、稳定和可靠的性能，而负极设备运行时的复杂环境条件也会对负极设备的性能和寿命产生负面影响，因此需要对负极设备的制备运行状态进行实时监测分析，通过物联网能够实时监测负极设备的制备运行数据，使得设备操作人员能够及时了解负极设备的运行情况，以此识别负极设备制备运行中的异常和故障，并提供相应的预警提示，对负极设备及时采取措施并进行调整和维护，以减少因负极设备制备运行故障导致增加的停机时间，由此提高负极设备的操作性能和制备运行效率。

例如公告号为CN111762497B的专利申请，公开了一种保护电池安全的方法及设备，包括：获取监测设备发送的目标电池的状态信息；在数据库中查找所述目标电池标识对应的目标参考性能参数；当所述目标性能参数的数值不属于所述目标参考性能参数的数值范围时，基于所述目标性能参数生成目标异常信息；确定与所述目标异常信息以及所述当前位置信息均匹配的目标异常处理策略；基于所述目标异常处理策略处理所述目标异常信息，上述方案，通过比较监测设备发送的电池状态信息以及电池标准信息，确定当前电池的状态是否异常，及时对异常电池进行相应的处理，实现了对电池的实时监控，保证了电池的安全。

但本申请在实现本申请实施例的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：上述申请在获取目标电池的状态信息中，缺乏电池内部的部件对应的状态信息，例如负极的运行状态，而负极的运行状态会与其制备运行监测状态有很大程度上的关联，如若不对负极中的运行状态监测分析，会导致生成的目标异常信息并不准确，因此无法实现对电池异常的有效处理，同时也无法确保电池的安全性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明第一方面提供了一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，包括：历史干扰数据判定模块，用于获取负极设备的历史干扰数据，进而评估负极设备的历史干扰评估系数，通过负极设备的历史干扰评估系数判定负极设备的历史干扰程度；设备制备运行异常预警提示模块，用于通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示；所述负极设备的制备运行异常评定值，表示通过负极设备的历史干扰评估系数、粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数以及电解质的制备运行效益程度系数，综合评估负极设备的制备运行异常程度的数据；所述负极设备的历史干扰评估系数，表示通过负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数综合评价负极设备的历史干扰程度的数据；所述粉体材料的制备运行效益程度系数，表示通过粉体材料的密度、孔隙率以及比容量综合评价粉体材料的制备运行效益程度的数据；所述集流体的制备运行效益程度系数，表示通过集流体的传输阻力、释放电子流以及导电层厚度综合评价集流体的制备运行效益程度的数据；所述电解质的制备运行效益程度系数，表示通过电解质的导电率以及溶解度综合评价电解质的制备运行效益程度的数据。

作为进一步的方案，所述对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，具体过程为：

将负极设备的制备运行异常评定值与预设的制备运行异常评定阈值进行比对，若负极设备的制备运行异常评定值高于预设的制备运行异常评定阈值，则对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

作为进一步的方案，所述负极设备的历史干扰评估系数，表示通过负极设备的历史制备运作评价指数以及负极设备的环境干扰评价指数，综合评估负极设备的历史干扰程度的数据。

作为进一步的方案，所述粉体材料的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据负极设备的制备组建流程，将负极设备的制备组建流程划分为粉体材料制备流程、集流体制备流程以及电解质制备流程，并依据负极设备的制备运行信息，分别得到粉体材料的制备运行信息、集流体的制备运行信息以及电解质的制备运行信息；通过粉体材料的制备运行信息，获取粉体材料的质量以及体积，由此经由比值处理得到粉体材料的密度值；依据粉体材料的制备运行信息，提取粉体材料的孔隙总体积，并与粉体材料的体积相比得到粉体材料的孔隙率；获取粉体材料在设定的设备监测时段内的电荷存储量，与粉体材料的质量相比得到粉体材料的比容量；从负极运行平台中提取粉体材料的密度参照值、孔隙界定率以及比容量界定值，综合评估粉体材料的制备运行效益程度系数。

作为进一步的方案，所述集流体的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据集流体的制备运行信息，并将设定的设备监测时段划分为各监测时间点，提取集流体在各监测时间点下的电阻值，同时依据负极运行平台定义的各电阻值区间对应的传输阻力，匹配得到集流体在各监测时间点下的传输阻力；获取集流体的导电层厚度，并依据集流体的制备运行信息，提取集流体在设定的设备监测时段内的释放电子流总量；从负极运行平台中提取集流体的传输界定阻力、释放电子流界定值以及导电层适配厚度，由此分析集流体的制备运行效益程度系数。

作为进一步的方案，所述电解质的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据电解质的制备运行信息，提取电解质在各监测时间点下的导电率，同时获取电解质的溶解度；从负极运行平台中提取电解质的导电界定率，综合评估电解质的制备运行效益程度系数。

作为进一步的方案，所述负极设备的历史制备运作评价指数，具体数据获取分析过程为：

根据负极设备的历史干扰数据，其中历史干扰数据包括历史制备运作数据以及环境干扰数据；依据负极设备的历史制备运作数据，提取负极设备在设定的历史干扰时段内的充电次数以及放电次数，由此得到负极设备在历史干扰时段内的各次充电所属充电速率以及各次放电所属放电速率；将历史干扰时段划分为各干扰时间点，获取负极设备在各干扰时间点下的运作温度；从负极运行平台中提取负极设备的充电参考速率、放电参考速率以及适配温度，综合分析负极设备的历史制备运作评价指数。

作为进一步的方案，所述负极设备的环境干扰评价指数，具体数据获取分析过程为：

依据负极设备的环境干扰数据，提取负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的平均气压值、氧气平均含量以及电磁干扰最大强度；从负极运行平台中提取负极设备的气压参照值、氧气适配含量以及电磁干扰许可强度，综合评估负极设备的环境干扰评价指数。

本发明第二方面提供了应用于上述基于物联网的负极设备运行自动化监测系统的方法，包括：历史干扰数据判定，获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度；设备制备运行异常预警提示，通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

（1）本发明通过提供一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法，首先获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度，并通过物联网监测负极设备的制备运行信息，综合评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，使得负极设备能够保持高效、稳定和可靠的性能，并减少因干扰数据对负极设备的性能产生的负面影响。

（2）本发明通过分析负极设备的历史制备运作数据以及环境干扰数据，分别评估负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数，综合判定负极设备的历史干扰评估系数，为后续分析负极设备的制备运行异常评定值提供更准确、详细的数据依据，且能够提高负极设备的操作性能以及制备运行效率。

（3）本发明通过物联网监测负极设备的制备运行信息，分别评定粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数以及电解质的制备运行效益程度系数，并综合评估负极设备的制备运行异常评定值，且对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，使得设备操作人员能够及时了解负极设备的运行情况，以此识别负极设备的异常和故障，并提供相应的预警提示，对负极设备及时进行调整和维护，以减少因负极设备故障导致的停机时间。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的系统模块连接示意图。

图2为本发明的方法步骤流程示意图。

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。

参照图1所示，本发明第一方面提供了一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，包括：历史干扰数据判定模块和设备制备运行异常预警提示模块。

本发明提供了一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，还包括负极运行平台，用于存储粉体材料的密度参照值、孔隙界定率以及比容量界定值，还存储各电阻值区间对应的传输阻力，并存储集流体的传输界定阻力、释放电子流界定值以及导电层适配厚度，存储电解质的导电界定率，仍存储负极设备的充电参考速率、放电参考速率以及适配温度，还存储负极设备的气压参照值、氧气适配含量以及电磁干扰许可强度。

所述历史干扰数据判定模块与设备制备运行异常预警提示模块相连接，历史干扰数据判定模块和设备制备运行异常预警提示模块均与负极运行平台相连接。

历史干扰数据判定模块，用于获取负极设备的历史干扰数据，进而评估负极设备的历史干扰评估系数，通过负极设备的历史干扰评估系数判定负极设备的历史干扰程度。

具体的，所述负极设备的历史干扰评估系数，具体分析过程为：

根据负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数，综合判定负极设备的历史干扰评估系数，除可以通过历史干扰评估系统分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

式中，为负极设备的历史干扰评估系数，本实施例中，为了更准确地监测负极设备的制备运行状态，需要对负极设备的历史制备运作数据以及环境干扰数据进行分析，能够为后续判定负极设备的制备运行监测情况提供更充分、精准的数据依据，使得负极设备可以及时发现故障问题，并予以解决。

为负极设备的历史制备运作评价指数，表示通过充电速率、放电速率以及运作温度，综合评价负极设备的历史制备运作程度的数据。

为负极设备的环境干扰评价指数，表示通过平均气压值、氧气平均含量以及电磁干扰最大强度综合评价负极设备的环境干扰程度的数据。

为设定的历史制备运作评价指数对应的权值，/>为设定的环境干扰评价指数对应的权值，e为自然常数。

进一步的，所述负极设备的历史制备运作评价指数，具体分析过程为：

根据负极设备的历史干扰数据，其中历史干扰数据包括历史制备运作数据以及环境干扰数据。

依据负极设备的历史制备运作数据，提取负极设备在设定的历史干扰时段内的充电次数以及放电次数，其中通过分析电池管理系统的记录，可以获取每次充电的开始时间和结束时间，由此计算在历史干扰时段内的充电次数；类似于充电次数，电池管理系统会记录每次放电的开始时间和结束时间，通过分析这些记录，可以计算在历史干扰时段内的放电次数。

由此得到负极设备在历史干扰时段内的各次充电所属充电速率以及各次放电所属放电速率，其中充电速率的获取过程为：

统计从电池管理系统中获取的每次充电的开始时间和结束时间，得到每次充电的充电时长，同时获取每次充电的充电电量，与充电时长相比对，最终得到负极设备在历史干扰时段内的各次充电所属充电速率。

需要解释的是，上述放电速率的获取过程为：

统计从电池管理系统中获取的每次放电的开始时间和结束时间，得到每次放电的放电时长，同时获取每次放电的放电电量，与放电时长相比对，最终得到负极设备在历史干扰时段内的各次放电所属放电速率。

将历史干扰时段划分为各干扰时间点，获取负极设备在各干扰时间点下的运作温度，其中运作温度的获取方式为温度传感器，温度传感器测量负极设备的内部温度，通过记录温度传感器输出的温度数据，可以得到负极设备在各干扰时间点下的运作温度。

从负极运行平台中提取负极设备的充电参考速率、放电参考速率以及适配温度。

综合分析负极设备的历史制备运作评价指数，除可以通过历史制备运作数据评价平台分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

其中，

，

式中，为负极设备的历史制备运作评价指数，本实施例中，不准确的充电速率、放电速率或温度数据可能导致负极设备的故障频率频繁发生，并不利于对负极设备的制备运行监测分析；运作温度的高低会受到环境因素的影响，如温度变化、湿度、电磁干扰，如果没有对负极设备进行精准的校准，运作温度会导致对负极设备制备运行状态的误判现象；综上所述，充电速率、放电速率和运作温度等参数对负极设备的制备运行监测有一定程度上的影响，为了更准确地监测负极设备的制备运行状态，需要对负极设备的多个参数进行评估。

为设定的充电速率对应的历史制备运作评价指数，表示通过对获取的充电速率以及负极运行平台存储的充电参考速率进行分析，综合评价充电速率对应的历史制备运作程度的数据。

为设定的放电速率对应的历史制备运作评价指数，表示通过获取的放电速率以及负极运行平台存储的放电参考速率综合评价放电速率对应的历史制备运作程度的数据。

为设定的运作温度对应的历史制备运作评价指数，表示通过获取的运作温度以及负极运行平台存储的适配温度综合评价运作温度对应的历史制备运作程度的数据。

为预设的充电速率对应的历史制备运作权重因子，/>为预设的放电速率对应的历史制备运作权重因子，/>为预设的运作温度对应的历史制备运作权重因子，/>为预定义的充电速率对应的历史制备运作评价因子，/>为预定义的放电速率对应的历史制备运作评价因子，/>为预定义的运作温度对应的历史制备运作评价因子，/>为负极设备在历史干扰时段内的第b次充电所属充电速率，其中充电速率是指每次充电时负极设备所接受的充电电流的速率，充电速率通常以安培为单位。

为负极设备在历史干扰时段内的第c次放电所属放电速率，其中放电速率是指在每次放电过程中，负极设备所释放的电流的速率，放电速率通常以安培为单位。

为负极设备在第d个干扰时间点下的运作温度，其中运作温度是指负极设备在不同时间点下所处的温度，运作温度通常以摄氏度为单位来表示。

为负极设备的适配温度，/>为负极设备的充电参考速率，/>为负极设备的放电参考速率，/>为设定的运作温度偏差界定值，b为各次充电的编号，，y为充电次数，c为各次放电的编号，/>，x为放电次数，d为各干扰时间点的编号，/>，n为干扰时间点的编号数，e为自然常数。

具体的，所述负极设备的环境干扰评价指数，具体分析过程为：

依据负极设备的环境干扰数据，提取负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的平均气压值、氧气平均含量以及电磁干扰最大强度，其中平均气压值的获取方式是通过气象监测设备收集负极设备所属区域在每个干扰时间点的气压数据，并通过平均值处理分析气压数据，可以得到负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的平均气压值。

需要解释的是，要获取负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的氧气平均含量，可以借助环境监测设备，通过测量空气中的氧气浓度，并记录分析这些数据，可以计算出历史干扰时段内的氧气平均含量。

本实施例中，要获取负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的电磁干扰最大强度，可以使用电磁辐射监测设备，测量电磁辐射的强度，并记录和分析这些数据，可以确定历史干扰时段内的电磁干扰最大强度。

从负极运行平台中提取负极设备的气压参照值、氧气适配含量以及电磁干扰许可强度。

综合分析负极设备的环境干扰评价指数，除可以通过环境干扰评价平台分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

式中，为负极设备的环境干扰评价指数，本实施例中，高气压环境下，可能会增加负极设备的散热负担，导致设备温度升高；低气压环境下，可能会影响负极设备的密封性能或气压传感器的准确性；氧气含量的变化可能会对负极设备的性能和电池化学反应产生影响，低氧气含量可能导致设备能量密度下降或电池反应速率减慢，影响负极设备的输出能力；高强度的电磁干扰可能引起负极设备的故障、性能下降或数据丢失等问题；通过分析这些环境因素，可以更好地了解负极设备在不同环境条件下的运行情况，及时发现潜在问题并采取相应的措施来保障设备的制备正常运行。

为负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的平均气压值，其中平均气压值是指在设定的历史干扰时段内，负极设备所处区域的气压值的平均数，平均气压值反映了设备所处环境的气压水平。

为负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的氧气平均含量，其中氧气平均含量是指在设定的历史干扰时段内，负极设备所处区域的氧气含量的平均数，氧气平均含量是指空气中的氧气分压，表示了设备所处环境的氧气水平。

为负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的电磁干扰最大强度，其中电磁干扰最大强度是指在设定的历史干扰时段内，负极设备所处区域中检测到的电磁干扰的最大强度，电磁干扰最大强度以评估设备所处环境中的电磁辐射水平。

为负极设备的气压参照值，/>为负极设备的氧气适配含量，/>为负极设备的电磁干扰许可强度，/>为设定的气压值对应的干扰因子，/>为设定的氧气含量对应的评价因子，/>为设定的电磁干扰强度对应的干扰指数。

本实施例中，除了可以分析负极设备的历史制备运作数据以及环境干扰数据对负极设备的制备运行监测产生一定的负面影响外，还能够根据负极设备的调试过程以及粉体材料的处理过程对负极设备的制备运行监测产生一定的负面影响。

需要解释的是，上述负极设备的调试过程，具体影响如下：

在对负极设备进行调试的过程中，负极设备的安装和调整不正确、设定的操作参数设置不当、选择不适合的材料和润滑剂或者是清洁和维护不及时，会影响负极设备的正常制备运行，很大程度上出现杂质积聚、设备堵塞、部件磨损等问题，导致负极设备在制备运行时出现故障，由此影响负极设备的制备运行效率；因此，需要考虑负极设备在调试过程中很大程度上能够影响其制备运行的信息，以此提高负极设备的操作性能以及制备运行效率。

进一步需要解释的是，上述粉体材料的处理过程，具体影响如下：

在粉体材料破碎的过程中，如果负极设备超负荷运行，例如过度投入材料或超过设备承载能力的操作，就会导致负极设备损坏、零件磨损加剧或产量下降；在粉体材料研磨的过程中，如果操作参数，如研磨介质、研磨时间、研磨速度设置不当，可能会导致粉体材料的过度研磨或不足研磨，影响粉体材料的颗粒分布和性能；在粉体材料分级的过程中，如果分级设备存在不准确性，可能会导致粉体材料的分级不准确，进而影响负极材料的性能和一致性；在粉体材料整形的过程中，如果操作参数或工艺选择不当，可能会导致负极材料的形状不符合要求，影响电池性能；因此需要考虑粉体材料在处理过程中很大程度上能够影响负极设备制备运行的信息，以减少对负极设备制备运行产生的负面影响。

在一个具体的实施例中，本发明通过分析负极设备的历史制备运作数据以及环境干扰数据，分别评估负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数，综合判定负极设备的历史干扰评估系数，为后续分析负极设备的制备运行异常评定值提供更准确、详细的数据依据，且能够提高负极设备的操作性能以及制备运行效率。

所述设备制备运行异常预警提示模块用于通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

具体的，所述对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，具体过程为：

将负极设备的制备运行异常评定值与预设的制备运行异常评定阈值进行比对，若负极设备的制备运行异常评定值高于预设的制备运行异常评定阈值，其中当负极设备的制备运行异常评定值高于预设的制备运行异常评定阈值时，表示负极设备的制备运行状态异常或超出了预定的正常范围，意味着负极设备出现了故障、损坏或无法正常工作的问题，需要采取相应的措施来处理其异常状态，以确保负极设备能够继续正常制备运行并避免进一步损坏或安全风险。

对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

进一步的，所述负极设备的制备运行异常评定值，具体分析过程为：

根据负极设备的历史干扰评估系数、粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数以及电解质的制备运行效益程度系数，综合评估负极设备的制备运行异常评定值，除可以通过制备运行异常评定系统分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

式中，为负极设备的制备运行异常评定值，本实施例中，如果历史干扰评估系数较高，说明设备所处环境中存在较多的干扰源，这可能会对设备的正常制备运行产生负面影响，导致制备运行异常评定值升高；如果粉体材料的制备运行效益程度系数较低，可能会反映负极设备的性能下降，从而增加制备运行异常评定值；如果集流体的制备运行效益程度系数较低，可能反映出负极设备的导电性能或增加内阻，进而增加制备运行异常评定值；如果电解质的制备运行效益程度系数较低，可能会影响设备的离子传导性能，从而导致制备运行异常评定值的升高；这些因素的负面影响可能会反映出负极设备存在性能下降、容量衰减、能量损失或电池寿命缩短等问题，进而提高制备运行异常评定值，因此，在负极设备的制备运行监测中，需要密切关注这些因素的变化，并采取适当的措施来优化设备的制备运行状况，确保设备制备的正常运行和长期稳定性。

为负极设备的历史干扰评估系数，表示通过负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数综合评价负极设备的历史干扰程度的数据。

为粉体材料的制备运行效益程度系数，表示通过粉体材料的密度、孔隙率以及比容量综合评价粉体材料的制备运行效益程度的数据。

为集流体的制备运行效益程度系数，表示通过集流体的传输阻力、释放电子流以及导电层厚度综合评价集流体的制备运行效益程度的数据。

为电解质的制备运行效益程度系数，表示通过电解质的导电率以及溶解度综合评价电解质的制备运行效益程度的数据。

为预设的历史干扰评估系数对应的权重因子，/>为设定的粉体材料的制备运行效益程度系数所属权值，/>为预定义的集流体的制备运行效益程度系数所属权值系数，为预设的电解质的制备运行效益程度系数所属权重系数，e为自然常数。

具体的，所述粉体材料的制备运行效益程度系数，具体分析过程为：

根据负极设备的制备组建流程，将负极设备的制备组建流程划分为粉体材料制备流程、集流体制备流程以及电解质制备流程，并依据负极设备的制备运行信息，分别得到粉体材料的制备运行信息、集流体的制备运行信息以及电解质的制备运行信息。

通过粉体材料的制备运行信息，获取粉体材料的质量以及体积，其中粉体材料的质量获取方式是使用称重设备，将粉体材料放在称重设备上进行准确的质量测量。

需要阐述的是，上述粉体材料的体积获取方式是将粉体材料放入已知体积的容器中，通过测量容器的体积变化来确定粉体材料的体积。

由此经由比值处理得到粉体材料的密度值，其中粉体材料的密度值是质量除以体积的结果，是指粉体材料在单位体积内所包含的质量。

依据粉体材料的制备运行信息，提取粉体材料的孔隙总体积，其中粉体材料的孔隙总体积获取方式为比重法，通过测量粉体材料的骨架体积和总体积，从而计算出孔隙总体积，该方法基于粉体材料在不同密度下的比重变化来推断孔隙总体积。

与粉体材料的体积相比得到粉体材料的孔隙率，其中粉体材料的孔隙率是粉体材料中孔隙体积与总体积之间的比例关系。

获取粉体材料在设定的设备监测时段内的电荷存储量，其中粉体材料在设定的设备监测时段内的电荷存储量获取过程如下：

在设备监测时段的起始时刻，将粉体材料放入电容测量设备中，使用电容测量设备记录下初始的电荷存储量；在设备监测时段的结束时刻，再次使用电容测量设备，测量粉体材料的电荷存储量；通过计算初始和结束时刻的电荷存储量之差，可以得到粉体材料在设定的设备监测时段内的电荷存储量变化值。

与粉体材料的质量相比得到粉体材料的比容量，其中粉体材料的比容量指单位质量的粉体材料能够存储的电荷量。

从负极运行平台中提取粉体材料的密度参照值、孔隙界定率以及比容量界定值。

综合评估粉体材料的制备运行效益程度系数，除可以通过粉体材料制备运行效益评估平台分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

式中，为粉体材料的制备运行效益程度系数，本实施例中，高密度的粉体材料可能增加负极设备处理的成本，因为较重的材料需要更大的能量来处理，同时高密度可能导致堆积时的流动性下降，增加了流动性差或堵塞的风险，从而影响了粉体材料运行的连续性和效率；较低的孔隙率意味着粉体材料中的空隙较少，这会导致材料的流动性下降，同时低孔隙率表示粉体材料较难形成有效的密封层，这可能导致粉体溢出、泄漏或挥发，增加环境污染和生产安全风险；高比容量可能导致电荷存储和释放的能力增加，但也可能引起电解液的损耗和不稳定性；这些负面影响需要在粉体材料的选择和应用过程中进行综合考虑。根据具体的应用需求和工艺要求，需要权衡密度、孔隙率和比容量等因素，选择合适的粉体材料，以实现最佳的制备运行效益和性能。

为粉体材料的密度值，其中密度值是指单位体积的粉体材料质量，表示了粉体材料在单位体积内占据的质量。

为粉体材料的密度参照值，/>为粉体材料的比容量，其中比容量是指单位质量粉体材料所能储存的量，通常以单位质量的储存量来衡量，反映了粉体材料的储存效率。

为粉体材料的比容量界定值，/>为粉体材料的孔隙率，其中孔隙率是指整体体积中空隙所占的比例，通常以百分比表示，反映了材料内部的孔隙结构和孔隙分布情况。

为粉体材料的孔隙界定率，/>为设定的粉体材料密度对应的运行效益因子，/>为设定的粉体材料孔隙率对应的评估因子，/>为设定的粉体材料比容量单位偏差对应的运行影响系数。

进一步的，所述集流体的制备运行效益程度系数，具体分析过程为：

根据集流体的制备运行信息，并将设定的设备监测时段划分为各监测时间点，提取集流体在各监测时间点下的电阻值，其中集流体在各监测时间点下的电阻值的获取方式为使用电阻计对集流体进行直接电阻测量，将电阻计插入集流体中，并通过仪器读取电阻值。

同时依据负极运行平台定义的各电阻值区间对应的传输阻力，匹配得到集流体在各监测时间点下的传输阻力。

获取集流体的导电层厚度，其中集流体的导电层厚度获取方式是使用轮廓仪测量集流体表面的形貌，并计算导电层的厚度。

依据集流体的制备运行信息，提取集流体在设定的设备监测时段内的释放电子流总量，其中集流体在设定的设备监测时段内的释放电子流总量获取方式如下：

在每个监测时间点，使用电流计对集流体的电子流进行测量并记录，将每个监测时间点下测得的电子流值相加，得到在设备监测时段内释放的电子流总量。

从负极运行平台中提取集流体的传输界定阻力、释放电子流界定值以及导电层适配厚度。

分析集流体的制备运行效益程度系数，除可以通过集流体制备运行效益平台分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，/>

式中，为集流体的制备运行效益程度系数，本实施例中，集流体的传输阻力越大，电子流在集流体中的传输速度就越慢，导致集流体能量的传输效率降低，影响集流体的整体性能和效率；较厚的导电层会增加电子流的阻抗，限制电子流的流动，这可能导致电子流密度降低，限制了集流体在电流传输、电化学反应或其他相关应用中的性能；过厚或过薄的导电层都会导致电流分布不均匀、电解质浓度不稳定或电化学反应速率变化，从而可能引发集流体的开路、短路或其他故障；因此，为了确保集流体的良好运行效益，需要平衡传输阻力、电子流释放和导电层厚度等因素。

为集流体在第f个监测时间点下的传输阻力，其中传输阻力是指电流在集流体中传输时所遇到的阻力，传输阻力是电流流经导体时产生的电阻。

为集流体在设定的设备监测时段内的释放电子流总量，其中释放电子流总量是指该时段内从集流体中释放的总电子数量。

为集流体的导电层厚度，其中导电层厚度是指导电层在集流体表面的厚度，导电层是一层导电性较好的材料，通常涂覆在集流体的表面，用于收集和传输电子。

为集流体的传输界定阻力，/>为集流体的释放电子流界定值，/>为集流体的导电层适配厚度，/>为预设的集流体传输阻力对应的运行效益因子，/>为预设的集流体释放电子流量对应的评估因子，/>为预设的集流体所属导电层厚度对应的修正因子，f为各监测时间点的编号，/>，v为监测时间点的数目。

具体的，所述电解质的制备运行效益程度系数，具体分析过程为：

根据电解质的制备运行信息，提取电解质在各监测时间点下的导电率，其中电解质在各监测时间点下的导电率获取方式是通过在不同频率下测量电解质溶液中的阻抗，并绘制阻抗谱图，可以得到电解质在不同频率下的复阻抗，由此从阻抗谱图中可以提取出电解质的导电率信息。

同时获取电解质的溶解度，其中电解质的溶解度获取方式通常可以在专业数据库中找到，这些数据通常基于实验测量或模拟计算，提供了在不同温度和溶剂条件下的电解质溶解度数值，由此可以获取电解质的溶解度数据。

从负极运行平台中提取电解质的导电界定率。

综合评估电解质的制备运行效益程度系数，除可以通过电解质制备运行效益分析系统分析获取外还可以通过更加精确的计算方法获得，具体的计算方法如下：

，

式中，为电解质的制备运行效益程度系数，本实施例中，电解质的导电率随溶解度的变化而变化，如果电解质的溶解度在监测时间点内发生较大的变化，其导电率也会相应发生变化，这可能导致电解质的导电性能不稳定，影响电解质系统的稳定性和一致性；在电解质系统中，维持适当的电解质浓度是确保正常运行和有效性的关键，如果电解质的溶解度变化导致浓度失衡，可能会影响电解质的离子传递能力和反应速率，降低电解质系统的性能；综上所述，电解质在不同监测时间点下的导电率和溶解度的变化可能会对电解质的运行效益产生负面影响，因此，在运行电解质系统时，需要综合考虑电解质的导电性和溶解度特性，并采取适当的措施来最小化负面影响，以确保电解质系统的高效制备运行。

为电解质在第f个监测时间点下的导电率，本实施例中，上述导电率是指在不同时间点测量的电解质溶液的电导率，导电率是衡量电解质导电性能的指标，表示单位体积内的电流通过电解质溶液时所产生的电压降。

为电解质的溶解度，其中溶解度是指在溶剂中能够溶解的电解质的最大量。

为电解质的导电界定率，/>为设定的电解质导电率对应的效益评估因子，为设定的单位电解质溶解度对应的运行影响因子，f为各监测时间点的编号，，v为监测时间点的数目，e为自然常数。

在一个具体的实施例中，本发明通过物联网监测负极设备的制备运行信息，分别评定粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数以及电解质的制备运行效益程度系数，并综合评估负极设备的制备运行异常评定值，且对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，使得设备操作人员能够及时了解负极设备的运行情况，以此识别负极设备的异常和故障，并提供相应的预警提示，对负极设备及时进行调整和维护，以减少因负极设备故障导致的停机时间。

参照图2所示，本发明第二方面提供了一种基于物联网的负极设备运行自动化监测方法，包括：历史干扰数据判定，获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度；设备制备运行异常预警提示，通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

在一个具体的实施例中，本发明通过提供一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统及方法，首先获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度，并通过物联网监测负极设备的制备运行信息，综合评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，使得负极设备能够保持高效、稳定和可靠的性能，并减少因干扰数据对负极设备的性能产生的负面影响。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于，包括：

历史干扰数据判定模块，用于获取负极设备的历史干扰数据，进而评估负极设备的历史干扰评估系数，通过负极设备的历史干扰评估系数判定负极设备的历史干扰程度；

设备制备运行异常预警提示模块，用于通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示；

所述负极设备的制备运行异常评定值，表示通过负极设备的历史干扰评估系数、粉体材料的制备运行效益程度系数、集流体的制备运行效益程度系数以及电解质的制备运行效益程度系数，综合评估负极设备的制备运行异常程度的数据；

所述负极设备的历史干扰评估系数，表示通过负极设备的历史制备运作评价指数以及环境干扰评价指数综合评价负极设备的历史干扰程度的数据；

所述粉体材料的制备运行效益程度系数，表示通过粉体材料的密度、孔隙率以及比容量综合评价粉体材料的制备运行效益程度的数据；

所述集流体的制备运行效益程度系数，表示通过集流体的传输阻力、释放电子流以及导电层厚度综合评价集流体的制备运行效益程度的数据；

所述电解质的制备运行效益程度系数，表示通过电解质的导电率以及溶解度综合评价电解质的制备运行效益程度的数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示，具体过程为：

将负极设备的制备运行异常评定值与预设的制备运行异常评定阈值进行比对，若负极设备的制备运行异常评定值高于预设的制备运行异常评定阈值，则对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述负极设备的历史干扰评估系数，具体分析公式为：

，

式中，为负极设备的历史干扰评估系数，/>为负极设备的历史制备运作评价指数，/>为负极设备的环境干扰评价指数，/>为设定的历史制备运作评价指数对应的权值，/>为设定的环境干扰评价指数对应的权值，e为自然常数。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述粉体材料的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据负极设备的制备组建流程，将负极设备的制备组建流程划分为粉体材料制备流程、集流体制备流程以及电解质制备流程，并依据负极设备的制备运行信息，分别得到粉体材料的制备运行信息、集流体的制备运行信息以及电解质的制备运行信息；

通过粉体材料的制备运行信息，获取粉体材料的质量以及体积，由此经由比值处理得到粉体材料的密度值；

依据粉体材料的制备运行信息，提取粉体材料的孔隙总体积，并与粉体材料的体积相比得到粉体材料的孔隙率；

获取粉体材料在设定的设备监测时段内的电荷存储量，与粉体材料的质量相比得到粉体材料的比容量；

从负极运行平台中提取粉体材料的密度参照值、孔隙界定率以及比容量界定值，综合评估粉体材料的制备运行效益程度系数。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述集流体的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据集流体的制备运行信息，并将设定的设备监测时段划分为各监测时间点，提取集流体在各监测时间点下的电阻值，同时依据负极运行平台定义的各电阻值区间对应的传输阻力，匹配得到集流体在各监测时间点下的传输阻力；

获取集流体的导电层厚度，并依据集流体的制备运行信息，提取集流体在设定的设备监测时段内的释放电子流总量；

从负极运行平台中提取集流体的传输界定阻力、释放电子流界定值以及导电层适配厚度，由此分析集流体的制备运行效益程度系数。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述电解质的制备运行效益程度系数，具体数据获取分析过程为：

根据电解质的制备运行信息，提取电解质在各监测时间点下的导电率，同时获取电解质的溶解度；

从负极运行平台中提取电解质的导电界定率，综合评估电解质的制备运行效益程度系数。

7.根据权利要求3所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述负极设备的历史制备运作评价指数，具体数据获取分析过程为：

根据负极设备的历史干扰数据，其中历史干扰数据包括历史制备运作数据以及环境干扰数据；

依据负极设备的历史制备运作数据，提取负极设备在设定的历史干扰时段内的充电次数以及放电次数，由此得到负极设备在历史干扰时段内的各次充电所属充电速率以及各次放电所属放电速率；

将历史干扰时段划分为各干扰时间点，获取负极设备在各干扰时间点下的运作温度；

从负极运行平台中提取负极设备的充电参考速率、放电参考速率以及适配温度，综合分析负极设备的历史制备运作评价指数。

8.根据权利要求3所述的一种基于物联网的负极设备运行自动化监测系统，其特征在于：所述负极设备的环境干扰评价指数，具体数据获取分析过程为：

依据负极设备的环境干扰数据，提取负极设备所属区域在设定的历史干扰时段内的平均气压值、氧气平均含量以及电磁干扰最大强度；

从负极运行平台中提取负极设备的气压参照值、氧气适配含量以及电磁干扰许可强度，综合评估负极设备的环境干扰评价指数。

9.一种应用于如权利要求1-8中任意一项所述基于物联网的负极设备运行自动化监测系统的方法，其特征在于：包括：

历史干扰数据判定，获取负极设备的历史干扰数据，判定负极设备的历史干扰程度；

设备制备运行异常预警提示，通过物联网监测负极设备的制备运行信息，评估负极设备的制备运行异常评定值，由此对负极设备的制备运行异常程度进行预警提示。