基于数字孪生的锂电池的多级防护方法以及系统与流程

本发明涉及锂电池的，尤其涉及一种基于数字孪生的锂电池的多级防护方法以及系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车及大规模储能系统的广泛应用，锂电池作为核心能量存储单元，其运行的安全性与可靠性日益受到关注；为了实现对锂电池全生命周期的有效监控与健康管理，现有的技术方案通常采用电池管理系统（bms）进行状态估算及保护控制。

2、现有的bms主要依赖于外部电压、电流、温度等单一物理量的有限采样率检测，难以获取电池内部电化学层面、热力学层面及机械应力层面的多源异构数据，这种单一监测方式忽略了电池内部的微观物理化学变化，同时，现有技术多采用基于数据的经验模型进行状态推演，缺乏对电化学机理、热力学及机械应力多场耦合机理的深度描述，在复杂工况下，由于缺乏对电池内部微观状态演化的精准映射，影响了锂电池在当前时刻的退化轨迹的精准性，导致了锂电池的多级防护内容的精准性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字孪生的锂电池的多级防护方法以及系统。

2、本发明实施例提供了一种基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，包括：

3、在锂电池的工作过程中，获取锂电池的物理空间与数字孪生空间，通过对所述物理空间进行多尺度检测以确定多源异构工作数据，并进一步结合数字孪生空间的多维仿真机制确定锂电池的工作仿真事件；

4、通过识别所述工作仿真事件以确定多个工作仿真项目，从而标记对应的工作多模态数据，并结合锂电池的工作场景和对应的环境参数进行闭环优化，进而在数字孪生空间中确定锂电池在当前时刻的退化轨迹；

5、通过识别所述退化轨迹以确定多个退化节点，并沿着各个退化节点的动态推演标记对应的退化维度，再结合因果演化逻辑确定锂电池的多个风险事件，进而构建对应的多级风险内容；

6、通过对所述多级风险内容进行反向追溯以确定多个关键风险信息，并结合锂电池的当前工作状态和对应的防护矩阵进行交叉匹配，从而输出多个防护措施，再进一步融合锂电池的当前工作内容和对应的工作序列，以输出锂电池的多级防护内容。

7、本发明实施例提供了一种基于数字孪生的锂电池的多级防护系统，所述基于数字孪生的锂电池的多级防护系统应用于上述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法；所述基于数字孪生的锂电池的多级防护系统包括：

8、仿真模块，用于在锂电池的工作过程中，获取锂电池的物理空间与数字孪生空间，通过对所述物理空间进行多尺度检测以确定多源异构工作数据，并进一步结合数字孪生空间的多维仿真机制确定锂电池的工作仿真事件；

9、数字孪生模块，用于通过识别所述工作仿真事件以确定多个工作仿真项目，从而标记对应的工作多模态数据，并结合锂电池的工作场景和对应的环境参数进行闭环优化，进而在数字孪生空间中确定锂电池在当前时刻的退化轨迹；

10、多级风险模块，用于通过识别所述退化轨迹以确定多个退化节点，并沿着各个退化节点的动态推演标记对应的退化维度，再结合因果演化逻辑确定锂电池的多个风险事件，进而构建对应的多级风险内容；

11、多级防护模块，用于通过对所述多级风险内容进行反向追溯以确定多个关键风险信息，并结合锂电池的当前工作状态和对应的防护矩阵进行交叉匹配，从而输出多个防护措施，再进一步融合锂电池的当前工作内容和对应的工作序列，以输出锂电池的多级防护内容。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、（1）本发明在锂电池的工作过程中，获取锂电池的物理空间与数字孪生空间，通过对所述物理空间进行多尺度检测以确定多源异构工作数据，并进一步结合数字孪生空间的多维仿真机制确定锂电池的工作仿真事件；通过识别所述工作仿真事件以确定多个工作仿真项目，从而标记对应的工作多模态数据，并结合锂电池的工作场景和对应的环境参数进行闭环优化，进而在数字孪生空间中确定锂电池在当前时刻的退化轨迹，引入了锂电池的工作仿真事件，对数字孪生空间进一步管控，提高了锂电池在当前时刻的退化轨迹的精准性。

14、（2）本发明通过部署于锂电池物理空间内部的微型传感器阵列与外部工况监测网，同步采集涵盖电化学层面、热力学层面及机械应力层面的多源异构工作数据，并在数字孪生空间中集成多维仿真机制，突破了传统单一物理量监测的局限，能够同时捕捉锂电池内部微观状态演化与宏观外特性响应之间的非线性关联，为退化轨迹的精准推演和多级风险的前瞻识别提供了完整的物理信息基础。相较于现有仅依赖电压、电流、温度等有限采样率的监测方法，显著提升了数字孪生模型对锂电池内部复杂失效机理的表征能力和可解释性，从源头上保障了多级防护决策的信息完备性和物理一致性。

15、（3）本发明通过识别所述退化轨迹以确定多个退化节点，并沿着各个退化节点的动态推演标记对应的退化维度，再结合因果演化逻辑确定锂电池的多个风险事件，进而构建对应的多级风险内容；通过对所述多级风险内容进行反向追溯以确定多个关键风险信息，并结合锂电池的当前工作状态和对应的防护矩阵进行交叉匹配，从而输出多个防护措施，再进一步融合锂电池的当前工作内容和对应的工作序列，以输出锂电池的多级防护内容，对多级风险内容进一步管控，充分考虑了多个防护措施和锂电池的当前工作内容和对应的工作序列，提高了锂电池的多级防护内容的精准性。

1.一种基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述在锂电池的工作过程中，获取锂电池的物理空间与数字孪生空间，通过对所述物理空间进行多尺度检测以确定多源异构工作数据，包括：

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述进一步结合数字孪生空间的多维仿真机制确定锂电池的工作仿真事件，包括：

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述通过识别所述工作仿真事件以确定多个工作仿真项目，从而标记对应的工作多模态数据，包括：

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述结合锂电池的工作场景和对应的环境参数进行闭环优化，进而在数字孪生空间中确定锂电池在当前时刻的退化轨迹，包括：

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述通过识别所述退化轨迹以确定多个退化节点，并沿着各个退化节点的动态推演标记对应的退化维度，包括：

7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述结合因演化逻辑确定锂电池的多个风险事件，进而构建对应的多级风险内容，包括：

8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述通过对所述多级风险内容进行反向追溯以确定多个关键风险信息，并结合锂电池的当前工作状态和对应的防护矩阵进行交叉匹配，从而输出多个防护措施，包括：

9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法，其特征在于，所述进一步融合锂电池的当前工作内容和对应的工作序列，以输出锂电池的多级防护内容，包括：

10.一种基于数字孪生的锂电池的多级防护系统，其特征在于，所述基于数字孪生的锂电池的多级防护系统应用于如权利要求1-9中任一项所述的基于数字孪生的锂电池的多级防护方法；所述基于数字孪生的锂电池的多级防护系统包括：