一种应急启动用驻车空调电池的远程控制方法与流程

本发明涉及电池远程控制，尤其涉及一种应急启动用驻车空调电池的远程控制方法。

背景技术：

1、应急启动用驻车空调电池需要同时满足应急启动时的瞬时大电流输出和驻车空调长时间小电流持续供电的双重需求，其负载特性呈现出显著的双模式特征。应急启动场景下，电池需要在3-8秒内提供400-800a的瞬时大电流以启动车辆发动机，而驻车空调场景下则需要稳定提供15-35a的小电流并持续运行数小时。

2、现有的电池管理系统采用单一负载模式的控制策略，无法有效识别和区分应急启动的瞬时大电流冲击与驻车空调的持续小电流放电特征，导致电池状态估计精度不足，容易出现soc估计偏差和电池寿命预测不准确的问题。同时，现有系统缺乏针对不同应用场景的差异化充放电控制策略，在低温环境下的应急启动容易对电池造成不可逆损伤，而长时间的驻车空调使用又缺乏智能的功率调度机制，无法在保证用户舒适性的同时最大化电池的使用效率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种应急启动用驻车空调电池的远程控制方法，本发明能够精确识别应急启动大电流冲击和驻车空调小电流持续放电的双模式负载特征，解决了传统系统负载识别不准确的问题，提高了电池使用效率。

2、第一方面，本发明提供了一种应急启动用驻车空调电池的远程控制方法，所述应急启动用驻车空调电池的远程控制方法包括：

3、后台管理系统对应急启动电池的内置gps模块获取的地理坐标信息进行地理围栏匹配和数字证书验证，得到远程控制权限认证状态；

4、电池边缘计算模块对所述应急启动电池的应急启动大电流冲击和驻车空调小电流持续放电进行负载模式识别，得到当前用电模式分类结果；

5、电池边缘计算模块基于所述当前用电模式分类结果进行电池状态分析，得到soc荷电状态值；

6、电池边缘计算模块根据所述soc荷电状态值对所述应急启动电池在应急启动场景下的bms放电开关进行预充电时序控制，得到目标电流限制参数；

7、电池边缘计算模块基于所述soc荷电状态值对所述应急启动电池在驻车空调场景下的bms充放电开关进行功率等级划分和时段调度，得到电压输出控制参数。

8、结合第一方面，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述后台管理系统对应急启动电池的内置gps模块获取的地理坐标信息进行地理围栏匹配和数字证书验证，得到远程控制权限认证状态，包括：

9、后台管理系统对应急启动电池的内置gps模块传输的原始卫星定位信号进行坐标解析和精度校验，得到标准化地理坐标数据；

10、后台管理系统基于所述标准化地理坐标数据和预设的椭圆形地理围栏边界参数进行欧几里得距离计算和边界判断，得到地理位置匹配验证结果；

11、后台管理系统将远程控制指令中的rsa-2048位数字证书进行解析和哈希值比对验证，得到证书验证状态码；

12、后台管理系统根据所述地理位置匹配验证结果和所述证书验证状态码进行逻辑与运算和时间戳有效性判断，得到远程控制权限认证状态。

13、结合第一方面，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述电池边缘计算模块对所述应急启动电池的应急启动大电流冲击和驻车空调小电流持续放电进行负载模式识别，得到当前用电模式分类结果，包括：

14、电池边缘计算模块对电流传感器采集的原始充放电信号进行数字滤波处理，得到去噪后的电流波形数据；

15、电池边缘计算模块将所述去噪后的电流波形数据输入快速傅里叶变换算法进行频域分解和特征频率提取，得到电流波形频域特征参数；

16、电池边缘计算模块基于所述电流波形频域特征参数进行电流斜率计算和峰值检测，得到电流斜率和峰值电流；当电流斜率超过斜率阈值且峰值电流达到第一电流范围时输出当前用电模式分类结果为应急启动大电流冲击，当电流斜率小于斜率阈值且峰值电流稳定在第二电流范围时输出当前用电模式分类结果为驻车空调小电流持续放电。

17、结合第一方面，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述电池边缘计算模块基于所述当前用电模式分类结果进行电池状态分析，得到soc荷电状态值，包括：

18、电池边缘计算模块当所述当前用电模式分类结果为应急启动大电流冲击时权重因子设置为第一权重因子参数，当所述当前用电模式分类结果为驻车空调小电流持续放电时权重因子设置为第二权重因子参数，基于所述第一权重因子参数和所述第二权重因子参数构建动态权重因子参数；

19、电池边缘计算模块将所述动态权重因子参数和所述应急启动电池的状态变量输入扩展卡尔曼滤波器进行状态预测和协方差矩阵更新，得到电池状态先验分布参数；

20、电池边缘计算模块基于所述电池状态先验分布参数进行后验概率更新，得到电池状态后验分布数据；

21、电池边缘计算模块基于所述电池状态后验分布数据进行重采样和加权平均，生成soc荷电状态值。

22、结合第一方面，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述电池边缘计算模块根据所述soc荷电状态值对所述应急启动电池在应急启动场景下的bms放电开关进行预充电时序控制，得到目标电流限制参数，包括：

23、电池边缘计算模块通过温度传感器采集电池内部温度数据，当所述soc荷电状态值低于预设soc阈值且电池内部温度数据低于温度阈值时触发预充电模式，得到预充电启动条件判断结果；

24、电池边缘计算模块基于所述预充电启动条件判断结果和所述电池内部温度数据进行时间常数动态设置，得到预充电时间常数参数；

25、电池边缘计算模块基于所述预充电时间常数参数计算得到预充电电流变化轨迹数据；

26、电池边缘计算模块基于所述预充电电流变化轨迹数据，对应急启动场景下的bms放电开关进行电流上限设置和时序划分，得到目标电流限制参数。

27、结合第一方面，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述电池边缘计算模块基于所述预充电时间常数参数计算得到预充电电流变化轨迹数据，包括：

28、电池边缘计算模块基于所述预充电时间常数参数进行指数函数参数初始化设置，得到指数函数计算基础参数；

29、电池边缘计算模块根据所述指数函数计算基础参数进行时间序列离散化计算，从预充电开始时刻起按照采样间隔生成预充电时间节点数组；

30、电池边缘计算模块将所述预充电时间节点数组中的每个时间节点代入指数函数公式进行迭代计算，得到预充电电流变化轨迹数据。

31、结合第一方面，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述电池边缘计算模块基于所述soc荷电状态值对所述应急启动电池在驻车空调场景下的bms充放电开关进行功率等级划分和时段调度，得到电压输出控制参数，包括：

32、电池边缘计算模块基于所述soc荷电状态值进行阈值区间判断，得到电池状态等级标识；

33、电池边缘计算模块基于历史用电数据，通过分析历史驻车空调使用时长和频次进行状态转移概率计算，得到用电行为预测结果；

34、电池边缘计算模块根据所述电池状态等级标识和所述用电行为预测结果进行分时段功率调度，得到分时段功率调度策略；

35、电池边缘计算模块基于所述分时段功率调度策略进行bms充放电开关控制参数格式化处理，将功率限制值转换为对应的电压输出控制指令和开关导通时序，得到电压输出控制参数。

36、结合第一方面，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述电池边缘计算模块基于历史用电数据，通过分析历史驻车空调使用时长和频次进行状态转移概率计算，得到用电行为预测结果，包括：

37、电池边缘计算模块对历史用电数据进行时间窗口划分，得到结构化历史用电序列数据；

38、电池边缘计算模块基于所述结构化历史用电序列数据进行驻车空调使用模式统计分析，得到驻车空调使用特征统计参数；

39、电池边缘计算模块将所述驻车空调使用特征统计参数按照使用时长和频次进行状态空间离散化，得到状态转移概率矩阵；

40、电池边缘计算模块基于所述状态转移概率矩阵和当前驻车空调使用状态进行多步预测，得到用电行为预测结果。

41、结合第一方面，在本发明第一方面的第八种实现方式中，所述应急启动用驻车空调电池的远程控制方法还包括：

42、后台管理系统对所述soc荷电状态值、bms开关状态数据以及电池状态参数进行实时数据封装，得到电池状态数据包；

43、后台管理系统基于所述电池状态数据包通过5g通信模块进行远程传输和数据库存储处理，同时进行多参数异常检测和故障预警生成，得到电池状态监控数据；

44、后台管理系统将ota固件升级包进行数字签名验证和安全封装，通过5g通信模块下发至电池边缘计算模块的bms控制器，得到ota升级包下发确认信号；

45、后台管理系统基于所述ota升级包下发确认信号进行固件安装进度跟踪和完成状态验证，当接收到电池边缘计算模块返回的安装成功响应时，得到固件更新完成标志。

46、结合第一方面，在本发明第一方面的第九种实现方式中，所述后台管理系统基于所述ota升级包下发确认信号进行固件安装进度跟踪和完成状态验证，当接收到电池边缘计算模块返回的安装成功响应时，得到固件更新完成标志，包括：

47、后台管理系统基于所述ota升级包下发确认信号结合内置gps模块的地理位置数据进行升级过程地理安全验证，当检测到应急启动电池地理位置发生异常变化时自动中断升级进程并回滚至原始固件版本，得到地理安全验证升级控制指令；

48、后台管理系统根据所述地理安全验证升级控制指令和所述当前用电模式分类结果进行升级时机智能调度，得到升级进程控制策略；

49、后台管理系统基于所述升级进程控制策略对升级过程中的bms充放电开关进行实时备份和动态更新，得到升级过程参数同步结果；

50、后台管理系统根据所述升级过程参数同步结果进行升级后功能验证和地理环境适配测试，当接收到电池边缘计算模块返回的安装成功响应时，得到固件更新完成标志。

51、本发明提供的技术方案中，通过快速傅里叶变换算法和电流斜率检测技术，能够精确识别应急启动大电流冲击和驻车空调小电流持续放电的双模式负载特征，解决了传统系统负载识别不准确的问题。采用动态权重因子和改进贝叶斯算法显著提高了soc荷电状态值的估计精度，基于温度补偿的指数函数预充电控制有效避免了低温大电流对电池的损伤。建立的五级电池状态管理策略结合马尔可夫预测模型实现了智能功率调度，提高了电池使用效率。通过gps地理围栏匹配、rsa-2048位数字证书验证构建的三重安全认证机制有效防止了恶意远程控制攻击，保障了系统安全性。ota升级机制结合gps地理位置验证和用电模式智能调度，确保固件升级过程的安全性和可靠性。

52、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

53、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。