一种基于数据分析的电池组多模式运行控制系统的制作方法

本发明涉及电池组控制，尤其涉及一种基于数据分析的电池组多模式运行控制系统。

背景技术：

1、蓄电池组是以放电方式输出电能，以充电方式吸收、恢复电能的一种电源，一般是将多个蓄电池组成电池组用作后备电源，电池组又分串联和并联，并联的电池组要求每个电池电压相同，输出的电压等于一个电池的电压，并联电池组能提供更强的电流，而串联电池组则没有过多的要求；

2、电池组是一种能够反复充放电的化学电池，能够为交通运输系统、通讯电力系统等用电系统提供动力源，但现有技术中的电池组在使用过程中，无法根据电池组的状态进行合理控制，进而影响电池组的正常使用和使用效果，且现有技术中的电池组状态评估系统分析结果误差大，分析不够全面，进而影响电池组的管控合理性和精准性；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数据分析的电池组多模式运行控制系统，去解决上述提出的技术缺陷，是从动态和静态两个角度对电池组的状态进行监管分析，即通过管控风险评估分析对动态的动态风险评估系数和静态的静态风险评估系数进行分析，以便合理的对电池组的管控等级进行划分，以便根据综合评估结果进行合理化、针对性管控，同时有助于提高分析结果的准确性，进而通过对电池组的控制效果。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据分析的电池组多模式运行控制系统，包括管控中心、动态分析单元、静态分析单元、充电监管单元、放电监管单元、预警单元、整合管控分析单元以及管控单元；

3、当管控中心生成管控指令时，并将管控指令发送至动态分析单元和静态分析单元，动态分析单元在接收到管控指令后，立即采集电池组的充电数据和放电数据，其中充电数据包括电池组的外壳充电温度和充电倍率，放电数据包括电池组的放电电流和放电内阻值，并对充电数据和放电数据进行动态整合状态评估分析，且将电池组的充电数据和放电数据分别发送至充电监管单元和放电监管单元，充电监管单元在接收到充电数据后，立即对电池组的充电数据进行充电状态评估分析，将得到的预警信号经动态分析单元发送至预警单元；

4、放电监管单元在接收到放电数据后，立即对电池组的放电数据进行放电状态评估分析，将得到的风险信号经动态分析单元发送至预警单元；

5、动态分析单元进行动态整合状态评估分析得到动态风险评估系数d，并发送至整合管控分析单元；

6、静态分析单元在接收到管控指令后，立即采集电池组的闲置数据，闲置数据包括电池组的外环境干扰值、平均电压下降率以及静态温险值，并对闲置数据进行安全监管评估分析，将得到的静态风险评估系数j发送至整合管控分析单元，将得到的异常信号发送至预警单元；

7、整合管控分析单元在接收到动态风险评估系数d和静态风险评估系数j后，立即对动态风险评估系数d和静态风险评估系数j进行管控风险评估分析，将得到的一级管控信号、二级管控信号以及三级管控信号发送至管控单元。

8、优选的，所述充电监管单元的充电状态评估分析过程如下：

9、第一步：采集到电池组开始充电时刻到结束充电时刻之间的时长，并将其标记为充电时长，将充电时长划分为i个子时间节点，i为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内电池组的外壳充电温度，以时间为x轴，以外壳充电温度为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制外壳充电温度曲线，从外壳充电温度曲线中获取到充电风险数据，充电风险数据包括外壳充电温度达到预设外壳充电温度阈值所对应的时长超出预设时长的部分、外壳充电温度超出预设外壳充电温度阈值的部分所对应的时长，以及外壳充电温度曲线超出预设外壳充电温度曲线阈值部分所围成的面积，并对充电风险数据进行数据归一化处理，进而获取到充电时长内电池组的充电失控风险值；

10、第二步：将电池组内各个单体电池标记为g，g为大于零的自然数，获取到充电时长内各个单体电池的充电倍率，并将充电倍率与预设充电倍率阈值进行比对，若充电倍率与预设充电倍率阈值的比值小于一，则将充电倍率与预设充电倍率阈值的比值小于一所对应的单体电池的总个数标记为k，k∈g，并将k与g的比值标记为电池风险值，将充电失控风险值和电池风险值与其内部录入存储的预设充电失控风险值阈值和预设电池风险值阈值进行比对分析：

11、若充电失控风险值小于预设充电失控风险值阈值，且电池风险值小于预设电池风险值阈值，则不生成任何信号；

12、若充电失控风险值大于等于预设充电失控风险值阈值，或电池风险值大于等于预设电池风险值阈值，则生成预警信号。

13、优选的，所述放电监管单元的放电状态评估分析过程如下：

14、采集到电池组开始放电时刻到结束放电时刻之间的时长，并将其标记为放电阈值，将放电阈值划分为o个子时间节点，o为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内各个单体电池的放电电流，进而获取到放电阈值内各个单体电池的放电速率，以此构建各个单体电池的放电速率的集合a，进而获取到集合a的均值，并将其标记为平均放电速率；

15、获取到放电阈值内电池组的放电内阻值，同时获取到电池组在出厂时的出厂放电内阻值，以此根据放电内阻值和出厂放电内阻值获取到电池组的老损评估值，并将老损评估值与预设老损评估值阈值进行比对分析，若老损评估值减去预设老损评估值阈值得到的值大于零，则将老损评估值减去预设老损评估值阈值得到的值标记为放电低效值，并将平均放电速率和放电低效值与其内部录入存储的预设平均放电速率阈值和预设放电低效值阈值进行比对分析：

16、若平均放电速率与预设平均放电速率阈值的比值小于一，且放电低效值与预设放电低效值阈值的比值小于一，则不生成任何信号；

17、若平均放电速率与预设平均放电速率阈值的比值大于等于一，且放电低效值与预设放电低效值阈值的比值大于等于一，则生成风险信号。

18、优选的，所述动态分析单元的动态整合状态评估分析过程如下：

19、从充电监管单元和放电监管单元中分别调取充电失控风险值、电池风险值、平均放电速率以及放电低效值，并分别标号为cf、df、pf以及fx；

20、根据公式得到动态风险评估系数，其中，a1、a2、a4以及a5分别为充电失控风险值、电池风险值、平均放电速率以及放电低效值的预设比例因子系数，a1、a2、a4以及a5均为大于零的正数，a3为预设容错修正系数，取值为1.662，d为动态风险评估系数。

21、优选的，所述静态分析单元的安全监管评估分析过程如下：

22、s1：采集到电池组开设闲置时刻到结束闲置时刻之间的时长，并将其标记为时间阈值，获取到时间阈值内电池组的外环境干扰值wh，外环境干扰值指的是电池组的外部环境湿度值与环境粉尘含量值超出预设环境粉尘含量值阈值的部分经数据归一化处理后得到积值；

23、s12：获取到时间阈值内电池组的平均电压下降率，并将平均电压下降率与预设平均电压下降率阈值进行比对分析，若平均电压下降率大于预设平均电压下降率阈值，则将平均电压下降率大于预设平均电压下降率阈值的部分与预设平均电压下降率阈值的比值标记为电压下降风险值xz；

24、s13：获取到时间阈值内电池组的静态温险值jw，静态温险值指的是时间阈值内电池组的外壳最低温度和外壳最高温度之间的差值；

25、s14：根据公式得到静态风险评估系数j，将静态风险评估系数j与其内部录入存储的预设静态风险评估系数阈值进行比对分析：

26、若静态风险评估系数j小于等于预设静态风险评估系数阈值，则不生成任何信号；

27、若静态风险评估系数j大于预设静态风险评估系数阈值，则生成异常信号。

28、优选的，所述整合管控分析单元的管控风险评估分析过程如下：

29、获取到动态风险评估系数d和静态风险评估系数j；

30、根据公式得到综合状态风险评估系数，其中，α和β分别为动态风险评估系数和静态风险评估系数的比例系数，α和β分别取值为1.886和1.776，z为综合状态风险评估系数，并将综合状态风险评估系数z与其内部录入存储的预设综合状态风险评估系数区间进行比对分析：

31、若综合状态风险评估系数z大于预设综合状态风险评估系数区间中的最大值，则生成一级管控信号；

32、若综合状态风险评估系数z位于预设综合状态风险评估系数区间之内，则生成二级管控信号；

33、若综合状态风险评估系数z小于预设综合状态风险评估系数区间中的最小值，则生成三级管控信号。

34、本发明的有益效果如下：

35、(1)本发明是从动态和静态两个角度对电池组的状态进行监管分析，即通过管控风险评估分析对动态的动态风险评估系数和静态的静态风险评估系数进行分析，以便合理的对电池组的管控等级进行划分，以便根据综合评估结果进行合理化、针对性管控，同时有助于提高分析结果的准确性，进而通过对电池组的控制效果；

36、(2)本发明还在动态的角度分析中，通过从充电和放电两个角度进行深入式分析，有助于提高分析数据的全面性，即采集充电数据和放电数据并进行分析，并通过反馈的方式进行预警监管，以提高对电池组的监管预警效果，且通过动态整合状态评估分析对动态的充电和放电进行数据整合，以便为电池组的整体状态评估提供数据支撑，以及通过采集静态的闲置数据，并进行安全监管评估分析，一方面有助于及时的对电池组进行预警管理，另一方面有助于提高电池组的整体状态评估分析的全面性。