一种电动车换电站的自动报警系统的制作方法

本发明涉及换电站报警，具体涉及一种电动车换电站的自动报警系统。

背景技术：

1、庞大的快递、外卖、跑腿市场，对于配送群体来说机会涌动，痛点也并生。对于这个高度依赖电动车出行的行业，续航里程、补能麻烦等焦虑问题普遍存在。

2、新国标电动车新规限制了车辆的总体重量(55kg)以及最高速度(25km/h)，电动车最大重量受到限制的同时，也间接限制了电池容量，如此一来，电动车的续航里程将会变得比以前更短。配送人员跑单越多，电池电量消耗越快也越多，里程焦虑问题突出。

3、对于配送群体，采用“有线”方式对电动车进行充电会浪费大量时间，显然无法满足配送群体对于电动车快速充电的需求。在这种情况下，电动车换电站应运而生。然而，现有的电动车换电站不能对换电站异常状态和自放电的蓄电池进行有效检测及自动报警，从而给电动车换电站的日常维护管理工作带来了较大程度的不便。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种电动车换电站的自动报警系统，能够有效克服现有技术所存在的不能对换电站异常状态和自放电的蓄电池进行有效检测及自动报警的缺陷。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种电动车换电站的自动报警系统，包括服务器，所述服务器通过电池包状态特征采集模块采集电池包状态特征集，通过换电柜状态特征采集模块采集换电柜状态特征集，通过换电站环境特征采集模块采集换电站环境特征集，所述服务器通过换电站异常识别模型构建模块构建换电站异常识别模型，并利用换电站异常状态确定模块基于换电站异常识别模型确定换电站异常状态；

6、所述服务器通过单体电池电压采集模块对充电结束静置一段时间后各单体电池的电压数据进行采集，并利用单体电池电压离群点检测模块对各单体电池的电压数据进行离群点检测，所述服务器通过离群单体电池确定模块基于离群点检测结果确定离群单体电池，并利用第一变化率检测模块对离群单体电池的电压变化率进行检测，所述服务器通过第二变化率检测模块对离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率进行检测，并利用自放电单体电池确定模块基于第一变化率、第二变化率确定自放电单体电池；

7、所述服务器基于换电站异常状态确定模块确定的换电站异常状态，或自放电单体电池确定模块确定的自放电单体电池生成报警信息，并通过报警信息发送模块向监控后台发送报警信息。

8、优选地，所述电池包状态特征采集模块采集电池包状态特征集，包括：

9、电池包状态特征采集模块采集电池温度变化率、输入电压特性、输入电流特性中的至少一个特征值，构成电池包状态特征集；

10、其中，电池温度变化率表征预设时间间隔内电池包的温度变化情况，输入电压特性表征电池包实际输入电压与电池包需求电压之间的差异性，输入电流特性表征电池包实际输入电流与电池包需求电流之间的差异性；

11、采用下式计算电池温度变化率的特征值m11：

12、

13、上式中，tt为t时刻采集到的电池包平均温度，tt+k为t+k时刻采集到的电池包平均温度，k为预设时间间隔，t1为第一预设温度阈值，t2为第二预设温度阈值，且t1<t2。

14、优选地，所述换电柜状态特征采集模块采集换电柜状态特征集，包括：

15、换电柜状态特征采集模块采集输出电压特性、输出电流特性、输出不平衡度中的至少一个特征值，构成换电柜状态特征集；

16、其中，输出电压特性表征换电柜实际输出电压与电池包需求电压之间的差异性，输出电流特性表征换电柜实际输出电流与电池包需求电流之间的差异性，输出不平衡度表征换电柜实际输出电流的波动情况；

17、采用下式计算输出不平衡度的特征值m23：

18、

19、上式中，il为换电柜实际输出电流的极限值，为换电柜实际输出电流的平均值，ir为换电柜实际输出电流的额定值。

20、优选地，所述换电站环境特征采集模块采集换电站环境特征集，包括：

21、换电站环境特征采集模块采集换电站温度环境、换电站烟雾环境、换电站水浸环境中的至少一个特征值，构成换电站环境特征集；

22、其中，换电站温度环境、换电站烟雾环境、换电站水浸环境的特征值分别通过温度传感器、烟雾传感器、水浸传感器检测获取。

23、优选地，所述换电站异常识别模型构建模块构建换电站异常识别模型，包括：

24、根据电池包状态特征集m1、换电柜状态特征集m2、换电站环境特征集m3中的各特征值建立特征值矩阵m：

25、

26、上式中，m11、m12、m13分别为电池温度变化率、输入电压特性、输入电流特性的特征值，m21、m22、m23分别为输出电压特性、输出电流特性、输出不平衡度的特征值，m31、m32、m33分别为换电站温度环境、换电站烟雾环境、换电站水浸环境的特征值；

27、采用层次分析法建立关于特征值矩阵m的权重系数矩阵w，则构建的换电站异常识别模型为m·w。

28、优选地，所述单体电池电压离群点检测模块对各单体电池的电压数据进行离群点检测，包括：

29、采用密度聚类算法对各单体电池的电压数据进行聚类，获得相应的离群点。

30、优选地，所述离群单体电池确定模块基于离群点检测结果确定离群单体电池，包括：

31、基于离群点检测结果统计离群点个数，当离群点个数大于预设个数阈值时，确定离群点对应的单体电池为离群单体电池。

32、优选地，所述第一变化率检测模块对离群单体电池的电压变化率进行检测，包括：

33、针对离群单体电池获取相应的电压数据，并对离群单体电池的电压进行直线拟合，将拟合得到直线的斜率作为离群单体电池的电压变化率。

34、优选地，所述第二变化率检测模块对离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率进行检测，包括：

35、针对离群单体电池，将非离群单体电池的电压数据与离群单体电池的电压数据相减，得到离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差；

36、对离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差进行直线拟合，将拟合得到直线的斜率作为离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率。

37、优选地，所述自放电单体电池确定模块基于第一变化率、第二变化率确定自放电单体电池，包括：

38、当离群单体电池的电压变化率小于预设变化率阈值时，判断离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率是否为正值；

39、当离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率为正值时，确定离群单体电池为自放电单体电池。

40、(三)有益效果

41、与现有技术相比，本发明所提供的一种电动车换电站的自动报警系统，具有以下有益效果：

42、1)电池包状态特征采集模块采集电池包状态特征集，换电柜状态特征采集模块采集换电柜状态特征集，换电站环境特征采集模块采集换电站环境特征集，换电站异常识别模型构建模块构建换电站异常识别模型，换电站异常状态确定模块基于换电站异常识别模型确定换电站异常状态，从而能够利用换电站异常识别模型对换电站异常状态进行全面检测，及时发现换电站出现的各种异常问题；

43、2)单体电池电压采集模块对充电结束静置一段时间后各单体电池的电压数据进行采集，单体电池电压离群点检测模块对各单体电池的电压数据进行离群点检测，离群单体电池确定模块基于离群点检测结果确定离群单体电池，第一变化率检测模块对离群单体电池的电压变化率进行检测，第二变化率检测模块对离群单体电池与非离群单体电池之间的电压差变化率进行检测，自放电单体电池确定模块基于第一变化率、第二变化率确定自放电单体电池，从而能够快速、准确地对电池包中的自放电单体电池进行检测，便于后续对蓄电池进行维护、更换，有效提高换电服务质量；

44、3)服务器基于换电站异常状态确定模块确定的换电站异常状态，或自放电单体电池确定模块确定的自放电单体电池生成报警信息，并通过报警信息发送模块向监控后台发送报警信息，从而能够对换电站异常状态和自放电的蓄电池进行自动报警，确保换电站能够持续正常运行，为用户带来更好的换电服务体验。