本發(fā)明屬于新能源汽車大數(shù)據(jù)及算法，特別是涉及一種基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的電池壽命狀態(tài)監(jiān)測方法主要依賴于局部傳感器或者專門的測試設(shè)備，需要對(duì)電池進(jìn)行在線或離線測試，現(xiàn)有技術(shù)中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行電池壽命狀態(tài)評(píng)估，為了更準(zhǔn)確地捕捉電池壽命狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通常需要具有較大的規(guī)模和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也需要龐大的數(shù)據(jù)，這樣才能更好地?cái)M合數(shù)據(jù)并提高預(yù)測精度。然而，復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)會(huì)增加訓(xùn)練的計(jì)算復(fù)雜度和時(shí)間成本，尤其是在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，會(huì)面臨著巨大的計(jì)算壓力和時(shí)間消耗。

2、隨著新能源汽車的不斷發(fā)展,智能化和網(wǎng)聯(lián)化已逐漸成為新能源汽車的發(fā)展趨勢，車輛的智能化、網(wǎng)聯(lián)化將在云端產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，電池作為新能源汽車上能量儲(chǔ)存和釋放的關(guān)鍵組件，對(duì)其壽命狀態(tài)的監(jiān)測變得尤為重要，基于云端技術(shù)的電池壽命狀態(tài)分析是通過將電池?cái)?shù)據(jù)上傳至云端進(jìn)行處理和分析，利用云計(jì)算平臺(tái)對(duì)電池的壽命狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量電池的遠(yuǎn)程監(jiān)測，提高了監(jiān)測效率和可擴(kuò)展性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析方法及系統(tǒng)，充分利用了云計(jì)算平臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，通過對(duì)大量電池的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取電池工作狀態(tài)的特征參數(shù)，如容量衰減、內(nèi)阻增加等，從而對(duì)電池的壽命狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測。

2、本發(fā)明一方面提供了一種基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析方法，該方法包括以下步驟：

3、s1：獲取車輛動(dòng)力電池的soc-ocv曲線，根據(jù)預(yù)設(shè)的劃分區(qū)間對(duì)soc軸進(jìn)行劃分并編號(hào)，得到若干個(gè)soc區(qū)間；

4、s2：獲取車輛動(dòng)力電池在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的充電循環(huán)數(shù)據(jù)，以預(yù)設(shè)充電間隔對(duì)充電循環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行切片，得到若干個(gè)充電循環(huán)切片；

5、s3：計(jì)算若干個(gè)充電循環(huán)切片在若干個(gè)soc區(qū)間上的積分電量，根據(jù)積分電量從若干個(gè)充電循環(huán)切片中選取出基準(zhǔn)切片；

6、s4：對(duì)基準(zhǔn)切片上積分電量為空值的soc區(qū)間進(jìn)行填充并根據(jù)預(yù)設(shè)置信度進(jìn)行判斷，得到滿足置信度要求的填充后基準(zhǔn)切片；

7、s5：將滿足置信度要求的填充后基準(zhǔn)切片的積分容量值線性擴(kuò)大，由此估算出車輛動(dòng)力電池的當(dāng)前實(shí)際容量，根據(jù)當(dāng)前實(shí)際容量和額定容量計(jì)算得出車輛動(dòng)力電池的壽命狀態(tài)預(yù)測結(jié)果。

8、優(yōu)選地，s2中獲取車輛動(dòng)力電池在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的充電循環(huán)數(shù)據(jù)，具體包括如下步驟：

9、s21：對(duì)預(yù)設(shè)周期內(nèi)的車輛運(yùn)行原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗及整理，按車輛vin及時(shí)序梳理出電池壽命狀態(tài)分析相關(guān)的字段；

10、s22：根據(jù)電池壽命狀態(tài)分析相關(guān)的字段中的電池運(yùn)行工況進(jìn)行數(shù)據(jù)提取及分類匯總，得到充電循環(huán)電池特征數(shù)據(jù)；

11、s23：從充電循環(huán)電池特征數(shù)據(jù)以及電芯本身的數(shù)據(jù)中提取得到預(yù)設(shè)周期內(nèi)的充電循環(huán)數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選地，s21中電池壽命狀態(tài)分析相關(guān)的字段包括：電池充放電標(biāo)志位、數(shù)據(jù)時(shí)間、總電壓、總電流、總里程、經(jīng)度、緯度、電池電芯溫度、故障列表以及車速。

13、優(yōu)選地，s22具體包括：根據(jù)電池充放電標(biāo)志位，總電流、總電壓的特征，分析電池的充電時(shí)間、充電電流和電池溫度指標(biāo)，得到充電循環(huán)特征數(shù)據(jù)。

14、優(yōu)選地，s3具體包括：

15、s31：從若干個(gè)充電循環(huán)切片按順序選取第一個(gè)充電循環(huán)切片，將選取的充電循環(huán)切片在若干個(gè)soc區(qū)間上分別進(jìn)行電流積分，得到選取的充電循環(huán)切片在每個(gè)soc區(qū)間的積分電量；

16、s32：將選取的充電循環(huán)切片在每個(gè)soc區(qū)間的積分電量劃分為空值積分電量和非空值積分電量，并統(tǒng)計(jì)非空值積分電量soc區(qū)間的數(shù)量；

17、s33：從若干個(gè)充電循環(huán)切片再次按順序選取第二個(gè)充電循環(huán)切片，直到若干個(gè)充電循環(huán)切片均被選取到，重復(fù)步驟s31至s32，得到若干個(gè)充電循環(huán)切片各自對(duì)應(yīng)的非空值積分電量soc區(qū)間的數(shù)量；

18、s34：從若干個(gè)充電循環(huán)切片選取出非空值積分電量soc區(qū)間數(shù)量最多時(shí)的充電循環(huán)切片作為基準(zhǔn)切片。

19、優(yōu)選地，s31中選取的充電循環(huán)切片在每個(gè)soc區(qū)間的積分電量具體可用公式表示為：

20、；

21、式中，表示第p個(gè)充電循環(huán)切片在第q個(gè)soc區(qū)間上的積分電量，表示第p個(gè)充電循環(huán)切片在第q個(gè)soc區(qū)間上的電流，和分別表示第q個(gè)soc區(qū)間的積分起始時(shí)間和終止時(shí)間，p=1，2，...，n，q=1，2，...，m，n表示充電循環(huán)切片總數(shù)，m表示soc區(qū)間總數(shù)。

22、優(yōu)選地，s4具體包括如下：

23、s41：將所有充電循環(huán)切片對(duì)應(yīng)的soc積分電量均按照soc區(qū)間序號(hào)逐行排列；

24、s42：計(jì)算基準(zhǔn)切片上積分電量為空值的soc區(qū)間所在列上其他充電循環(huán)切片對(duì)應(yīng)soc區(qū)間的積分電量的和并取平均值，得到積分電量平均值，將該積分電量平均值填充在基準(zhǔn)切片上積分電量為空值的soc區(qū)間上，得到填充后基準(zhǔn)切片；

25、s43：預(yù)設(shè)置信度閾值，計(jì)算填充后基準(zhǔn)切片上非空值積分電量soc區(qū)間的個(gè)數(shù)和soc區(qū)間總數(shù)的比值，將計(jì)算出的比值和置信度閾值相比較，若計(jì)算出的比值不低于置信度閾值，則得到滿足置信度要求的填充后基準(zhǔn)切片。

26、優(yōu)選地，s42中的積分電量平均值具體可用公式表示為：

27、；

28、式中，表示第p個(gè)充電循環(huán)切片為基準(zhǔn)切片時(shí)第q個(gè)soc區(qū)間對(duì)應(yīng)的積分變量平均值，也就是該積分電量為零的soc區(qū)間上填充后的積分電量，表示第p-1個(gè)充電循環(huán)切片在第q個(gè)soc區(qū)上的積分電量，表示第p+1個(gè)充電循環(huán)切片在第q個(gè)soc區(qū)上的積分電量，n表示充電循環(huán)切片總數(shù)。

29、本發(fā)明另一方面提供了一種基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連接的任務(wù)發(fā)布管理器、任務(wù)調(diào)度器和計(jì)算處理模塊，其中：

30、任務(wù)發(fā)布管理器用于進(jìn)行任務(wù)發(fā)布管理，還用于定義和配置任務(wù)信息，指定任務(wù)之間的依賴關(guān)系以確定任務(wù)的執(zhí)行順序；

31、任務(wù)調(diào)度器用于進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和資源調(diào)度，確保任務(wù)在被執(zhí)行時(shí)獲得足夠的計(jì)算資源；

32、計(jì)算處理模塊用于接收預(yù)設(shè)周期內(nèi)的車輛運(yùn)行原始數(shù)據(jù)，采用如上所述的基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析方法進(jìn)行處理，得到車輛動(dòng)力電池的壽命狀態(tài)預(yù)測結(jié)果。

33、優(yōu)選地，計(jì)算處理模塊包括依次連接的數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)分類單元、數(shù)據(jù)切片單元、切片積分和壽命狀態(tài)計(jì)算單元，其中：數(shù)據(jù)預(yù)處理單元用于從預(yù)設(shè)周期內(nèi)的車輛運(yùn)行原始數(shù)據(jù)中提取與電池壽命狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的電池壽命狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分類單元用于接收預(yù)處理后的電池壽命狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)并按照充放電運(yùn)行工況進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，得到預(yù)設(shè)周期內(nèi)的充電循環(huán)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)切片單元用于對(duì)充電循環(huán)數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)采集時(shí)間進(jìn)行切片處理，得到若干個(gè)充電循環(huán)切片；切片積分和壽命狀態(tài)計(jì)算單元用于計(jì)算每個(gè)充電循環(huán)切片在每個(gè)soc區(qū)間上的積分電量并處理，得到車輛動(dòng)力電池壽命狀態(tài)預(yù)測值。

34、上述一種基于充電積分算法的電池壽命狀態(tài)分析方法及系統(tǒng)，首先獲取車輛動(dòng)力電池的soc-ocv曲線，根據(jù)預(yù)設(shè)的劃分區(qū)間對(duì)soc軸進(jìn)行劃分并編號(hào)，得到若干個(gè)soc區(qū)間；然后獲取車輛動(dòng)力電池在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的充電循環(huán)數(shù)據(jù)，以預(yù)設(shè)充電間隔對(duì)充電循環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行切片，得到若干個(gè)充電循環(huán)切片；接著計(jì)算若干個(gè)充電循環(huán)切片在若干個(gè)soc區(qū)間上的積分電量，根據(jù)積分電量從若干個(gè)充電循環(huán)切片中選取出基準(zhǔn)切片；對(duì)基準(zhǔn)切片上積分電量為空值的soc區(qū)間進(jìn)行填充并根據(jù)預(yù)設(shè)置信度進(jìn)行判斷，得到滿足置信度要求的填充后基準(zhǔn)切片；將滿足置信度要求的填充后基準(zhǔn)切片的積分容量值線性擴(kuò)大，由此估算出車輛動(dòng)力電池的當(dāng)前實(shí)際容量，根據(jù)當(dāng)前實(shí)際容量和額定容量計(jì)算得出車輛動(dòng)力電池的壽命狀態(tài)預(yù)測結(jié)果。該方法利用充電循環(huán)電流穩(wěn)定性，可以準(zhǔn)確地評(píng)估運(yùn)行車輛動(dòng)力電池的壽命狀態(tài)，不需進(jìn)行模型訓(xùn)練，極大的提高了效率。