一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法

技术特征：
1.一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、数据读取，读取动力电池过往历史数据的总电流、总soc、以及单体电压；s2、数据清洗，针对缺失数据、重复值数据、错误数据进行清洗；s3、数据分析，提取不同充电时刻的电压值，并记录对应时刻的soc值，建立ocv-soc曲线；s4、参数辨识，通过拟合得到的ocv-soc曲线，对实时采集数据利用rint模型进行参数辨识，得到充电段的直流内阻和放电段的直流内阻；s5、安全预警，对充电片段内阻在空间维度和时间维度上分别采用熵权重法和变异系数法进行安全预警，对放电片段内阻设置阈值预警。2.根据权利要求1所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于，s2中，针对缺失值的数据量小于等于4个采样点，采用最近邻插值法对数据进行补全，对缺失的数据量大于4个采样点，直接剔除；针对重复值，仅保留一个有效值；针对内容有误的数据，当电压数据为零，则对该时刻的电流数据进行条件判断，若该时刻电流与上一采样点变化小于最大充放电流的3％，则电压采用上一采样点电压代替，若电流变化值大于最大充放电流的3％，则对该时刻电压直接剔除。3.根据权利要求1所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于，s4中，建立哈希映射计算内阻，通过拟合得到的ocv-soc曲线，得到每个soc对应的ocv具体值，将soc存储到哈希表的键向量keys里，将ocv存储到哈希表的值向量values里，得到实时采集的总电流、单体电压、总soc。4.根据权利要求3所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于：对于充电过程中，在线辨识到每个单体的直流内阻，其计算式为：ocv(k)＝hashmap(soc(k))
ꢀꢀ
(i)式(i)中ocv(k)是第k时刻的开路电压，soc(k)是第k时刻的荷电状态，hashmap为上述建立的哈希映射，式(ii)中，r(k)为第k时刻的直流内阻，u
t
(k)为第k时刻的单体电池端电压。5.根据权利要求4所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于：s4中，对于放电过程中，利用滤波算法结合最小二乘特征曲线间接得到放电段的直流内阻。6.根据权利要求1所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于，s5中充电片段在时间维度上预警方法为：首先，选取所有单体在70％-90％soc区间的内阻：
其中，j表示单体电池个数，i表示不同soc的第i个采样点；然后，将矩阵r的每一行进行标准化处理，其计算式为：式中r
i
表示r矩阵的行向量，经过处理后可得到无量纲的r_normal矩阵：计算r_normal行向量的均值和标准差m
i
和s
i
：：式中n表示电池单体的个数；最后，求得不同采样点的变异系数v
i
：对于变异系数，结果在0.15以内认为是各个电池单体一致性良好，当某一时刻的变异系数大于0.15则表明该时刻出现电池单体的不一致。7.根据权利要求1所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于，s5中充电片段在空间维度上预警方法为：首先，选取n个电池单体，m个采样时刻，建立矩阵x
ij
(i＝1,2,
…
,n；j＝1,2,
…
,m)，然后对矩阵列向量进行归一化，计算第j个采样点下第i个电池单体占该时刻的比重p
ij
：然后，计算第j个时刻的熵值e
j
：其中，根据熵值计算信息熵冗余度d
j
：d
j
＝1-e
j
对冗余度进行权值计算：
利用每个单体计算所有j时刻下的总和可以得到各个电池单体的综合得分s
i
：最后，将每个电池单体综合得分与所有单体得分的均值进行作差得到偏离度δs，偏离度越大，反应该单体偏离大多数单体的程度越大，通过偏离的程度来判断该单体是否出现异常。8.根据权利要求1所述的一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，其特征在于：s3中提取若干充电片段起始时刻、运行过程中电流为零超过30min的时刻、充电结束并充分静置后的时刻的电压值。9.根据权利要求5所述的一种基于运行大数据的电动汽车电池实时安全预警方法，其特征在于：放电过程中，将电流绝对值小于0.1c倍率的电流设置为0，根据式(i)和式(ii)计算得到的内阻为无穷大，则不作参考。

技术总结
本发明公开了一种基于运行大数据的电动汽车动力电池实时安全预警方法，包括以下步骤：S1、数据读取，读取动力电池过往历史数据的总电流、总SOC、以及单体电压；S2、数据清洗，针对缺失数据、重复值数据、错误数据进行清洗；S3、数据分析，提取不同充电时刻的电压值，建立OCV-SOC曲线；S4、参数辨识，通过拟合得到的OCV-SOC曲线，对实时采集数据利用Rint模型进行参数辨识，得到充电段的直流内阻和放电段的直流内阻；S5、安全预警，对充电片段内阻和放电片段内阻进行预警。本发明的有益效果在于：基于内阻信息提出的时间空间双维度安全预警方法即能有效诊断出发生故障的具体时间，还能诊断出现故障的具体电池单体，有效的实现电池系统安全精确预警。统安全精确预警。统安全精确预警。


技术研发人员：于全庆 龙胜文 伍心雨 汤爱华
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）
技术研发日：2022.08.01
技术公布日：2022/12/12