基于边缘计算的电池安全预警系统及方法与流程

1.本发明属于计算机技术领域，具体涉及基于边缘计算的电池安全预警系统及方法。


背景技术：

2.新能源汽车都带有大型或者大块儿电池，新能源汽车主要通过电池进行驱动，包括但不限于纯电驱动、混动、增程式车型。但是新能源汽车的电池一旦发生故障，从发现前兆到事故发生，几乎是在几十秒、乃至几秒时间内发生。一旦电池发生故障，就会导致电池温度上升，从而导致整车起火，造成人员和财产损失。
3.而传统的电池故障预警系统中，车载tbox定时收集电池数据，并定时上传到云平台，云平台进行计算汇总后，将汇总数据通过网页或者手机app显示。但是这种电池故障预警系统存在以下缺陷：
4.1)传输效率低下，整个数据收集、处理、反馈、通知链路长，每一个环节的处理时间依赖于计算机处理效率以及网络传输效率，基本是秒级别，处理时间较长。
5.2)手机app接收预警通知不及时。
6.3)因为数据的处理时间较长，导致驾乘人员收到预警通知后，没有足够的反应时间进行处理，从而错过了最佳的处理时间。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本发明提供基于边缘计算的电池安全预警系统及方法，提高数据处理效率，及时地提醒驾乘人员。
8.第一方面，一种基于边缘计算的电池安全预警系统，包括：
9.传感器：安装在新能源汽车上；传感器用于采集新能源汽车上电池的运行数据，并将运行数据实时传输给边缘计算平台；
10.边缘计算平台：用于对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果，并将分析结果发送给车载终端；
11.车载终端：安装在新能源汽车上；车载终端用于显示所述分析结果。
12.优选地，所述运行数据包括以下至少一种：
13.数据采集时间、单体电池总数、单体电池包总数、单体电池电压值列表、单体电池温度探针总数、单体电池温度探针包总数、单体电池温度值列表、ecu温度和车辆电池电压。
14.优选地，所述边缘计算平台具体用于：
15.在预设的单位时间差内，监测所述单体电池温度值列表中所有电芯的温度变化；
16.当温度变化超过预设第一阀值时，定义该电芯温度异常，判断该温度变化是否在预设的监测时间内持续超过预设第二阀值；如果是，定义该电芯温度持续异常。
17.优选地，所述分析结果的异常包括以下至少一种：
18.所述温度异常、所述温度持续异常、温度差异、电池过压、电池欠压、soc低预警、绝
缘预警和dc
‑
dc温度预警；
19.所述边缘计算平台还用于对异常进行分类；其中分类的类别包括可接受异常和紧急撤离异常。
20.优选地，所述车载终端还用于：
21.当所述分析结果中不存在异常时，设置预设的警示灯为绿色；
22.当所述分析结果的异常为所述可接受异常时，设置预设的警示灯为黄灯；
23.当所述分析结果的异常为所述紧急撤离异常时，设置预设的警示灯为红灯并进行语音或者预设的蜂鸣器进行提醒。
24.第二方面，一种基于边缘计算的电池安全预警方法，包括以下步骤：
25.传感器采集新能源汽车上电池的运行数据，并将运行数据实时传输给边缘计算平台；
26.边缘计算平台对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果，并将分析结果发送给车载终端；
27.车载终端显示所述分析结果。
28.优选地，所述运行数据包括以下至少一种：
29.数据采集时间、单体电池总数、单体电池包总数、单体电池电压值列表、单体电池温度探针总数、单体电池温度探针包总数、单体电池温度值列表、ecu温度和车辆电池电压。
30.优选地，所述边缘计算平台对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果具体包括：
31.边缘计算平台在预设的单位时间差内，监测所述单体电池温度值列表中所有电芯的温度变化；
32.当温度变化超过预设第一阀值时，定义该电芯温度异常，判断该温度变化是否在预设的监测时间内持续超过预设第二阀值；如果是，定义该电芯温度持续异常。
33.优选地，所述分析结果的异常包括以下至少一种：
34.所述温度异常、所述温度持续异常、温度差异、电池过压、电池欠压、soc低预警、绝缘预警和dc
‑
dc温度预警；
35.所述边缘计算平台在以获得分析结果之后，还包括：
36.对异常进行分类；其中分类的类别包括可接受异常和紧急撤离异常。
37.优选地，所述车载终端显示所述分析结果具体包括：
38.当所述分析结果中不存在异常时，设置预设的警示灯为绿色；
39.当所述分析结果的异常为所述可接受异常时，设置预设的警示灯为黄灯；
40.当所述分析结果的异常为所述紧急撤离异常时，设置预设的警示灯为红灯并进行语音或者预设的蜂鸣器进行提醒。
41.由上述技术方案可知，本发明提供的基于边缘计算的电池安全预警系统及方法，提高数据传输、数据处理、信息反馈效率，从而提升数据分析到预警的及时性，从而及时地提醒驾乘人员。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
43.图1为本发明实施例一提供的系统的模块框图。
44.图2为本发明实施例二提供的方法的流程图。
具体实施方式
45.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
46.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
47.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
48.如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0049]
实施例一：
[0050]
一种基于边缘计算的电池安全预警系统，参见图1，包括：
[0051]
传感器：安装在新能源汽车上；传感器用于采集新能源汽车上电池的运行数据，并将运行数据实时传输给边缘计算平台；
[0052]
边缘计算平台：用于对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果，并将分析结果发送给车载终端；
[0053]
车载终端：安装在新能源汽车上；车载终端用于显示所述分析结果。
[0054]
具体地，边缘计算平台可以加载在新能源汽车的一计算机上，边缘计算平台为采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。车载终端上还可以包括车载屏幕或车载感应灯。边缘计算平台和车载终端可以通过以太网或者互联网进行数据传输。
[0055]
传感器包括安装在新能源汽车内的温度传感器。传感器将采集到的运行数据实时传输给边缘计算平台。所述运行数据包括以下至少一种：数据采集时间、单体电池总数、单体电池包总数、单体电池电压值列表、单体电池温度探针总数、单体电池温度探针包总数、单体电池温度值列表、ecu温度和车辆电池电压。边缘计算平台对运行数据进行处理。边缘计算平台还可以对运行数据进行存储。
[0056]
该基于边缘计算的电池安全预警系统，利用边缘计算平台+车载终端作为主要的设备，打造从数据传输、计算、汇总、判断、通知一体化的车载电池预警系统。相对传统通过云服务方式进行预警的系统，本实施例的系统提供更快的网络服务响应，及时准确地提醒
驾乘人员，从而减少电池故障原因导致的起火对驾乘人员安全的伤害。
[0057]
优选地，所述分析结果的异常包括以下至少一种：
[0058]
所述温度异常、所述温度持续异常、温度差异、电池过压、电池欠压、soc低预警、绝缘预警和dc
‑
dc温度预警；
[0059]
所述边缘计算平台还用于对异常进行分类；其中分类的类别包括可接受异常和紧急撤离异常。
[0060]
具体地，边缘计算平台可以根据预设的差值分析算法、历史数据对比算法、以及标准值分析、预警分析算法对运行数据进行分析，识别电池状态，判断是否有温度异常预警、电池高温预警、车载储能装置过压或者欠压预警、soc低预警、绝缘预警和dc
‑
dc温度预警，然后再将预警信息进行分类，例如可以分为正常、可接受异常、紧急撤离三类。
[0061]
优选地，所述边缘计算平台具体用于：
[0062]
在预设的单位时间差内，监测所述单体电池温度值列表中所有电芯的温度变化；
[0063]
当温度变化超过预设第一阀值时，定义该电芯温度异常，判断该温度变化是否在预设的监测时间内持续超过预设第二阀值；如果是，定义该电芯温度持续异常。
[0064]
具体地，边缘计算平台提供了以上一种温度预警方法：在单位时间差内，监测电池包中的所有电芯的温度变化，超过第一阀值时，进行可接受异常预警。然后再结合历史数据对比，如果电芯的温度变化是持续、且快速上升时，进行紧急撤离预警。
[0065]
优选地，所述车载终端还用于：
[0066]
当所述分析结果中不存在异常时，设置预设的警示灯为绿色；
[0067]
当所述分析结果的异常为所述可接受异常时，设置预设的警示灯为黄灯；
[0068]
当所述分析结果的异常为所述紧急撤离异常时，设置预设的警示灯为红灯，并进行语音或者预设的蜂鸣器进行提醒。
[0069]
具体地，车载终端进行预警后，可以通过语音播放的方式提醒驾乘人员及时处理，例如语音提醒赶紧离开车辆，并启动车自身断电程序以及灭火程序。车载终端在显示时，根据异常的类别进行显示。例如如果分析结果中不存在异常，警示灯为绿色。如果为可接受异常，警示灯为黄灯。如果为紧急撤离异常，警示灯为红灯，还可以不断闪动，还可以加上语音反复播报“电池故障，请紧急撤离”，提醒驾乘人员快速离开车厢。
[0070]
实施例二：
[0071]
一种基于边缘计算的电池安全预警方法，参见图2，包括以下步骤：
[0072]
传感器采集新能源汽车上电池的运行数据，并将运行数据实时传输给边缘计算平台；
[0073]
边缘计算平台对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果，并将分析结果发送给车载终端；
[0074]
车载终端显示所述分析结果。
[0075]
优选地，所述运行数据包括以下至少一种：
[0076]
数据采集时间、单体电池总数、单体电池包总数、单体电池电压值列表、单体电池温度探针总数、单体电池温度探针包总数、单体电池温度值列表、ecu温度和车辆电池电压。
[0077]
优选地，所述边缘计算平台对接收到的运行数据进行分析，以获得分析结果具体包括：
[0078]
边缘计算平台在预设的单位时间差内，监测所述单体电池温度值列表中所有电芯的温度变化；
[0079]
当温度变化超过预设第一阀值时，定义该电芯温度异常，判断该温度变化是否在预设的监测时间内持续超过预设第二阀值；如果是，定义该电芯温度持续异常。
[0080]
优选地，所述分析结果的异常包括以下至少一种：
[0081]
所述温度异常、所述温度持续异常、温度差异、电池过压、电池欠压、soc低预警、绝缘预警和dc
‑
dc温度预警；
[0082]
所述边缘计算平台在以获得分析结果之后，还包括：
[0083]
对异常进行分类；其中分类的类别包括可接受异常和紧急撤离异常。
[0084]
优选地，所述车载终端显示所述分析结果具体包括：
[0085]
当所述分析结果中不存在异常时，设置预设的警示灯为绿色；
[0086]
当所述分析结果的异常为所述可接受异常时，设置预设的警示灯为黄灯；
[0087]
当所述分析结果的异常为所述紧急撤离异常时，设置预设的警示灯为红灯并进行语音或者预设的蜂鸣器进行提醒。
[0088]
本发明实施例所提供的方法，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
[0089]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。