[发明专利]一种数据驱动的新能源汽车电池故障报警和故障预警模型

说明书

本发明涉及电池健康度评估和预测领域，是一种数据驱动的新能源汽车电池故障报警和故障预警模型。从电动汽车采集的长周期数据的情况下，通过建模，对检测到的数据进行建模分析，实现电池故障的报警和预警。对检测到的数据建立“值‑率‑模型”的多级预报警流程，通过建立模型，分析了压差异常、温差异常和绝缘异常电池状态，实现对电池故障的安全报警。通过建立电压一致性、温度一致性和内阻一致性模型，实现对电池故障预警。本发明提供了一种预测精度较高且适应实际工况下的新能源汽车电池故障报警和故障预警模型。通过本发明，可以实现对电池热失控的实时健康监控，提高电池管理效率，实现实时电池预警和报警，进而提高电池的安全使用。

技术领域

本发明涉及电池健康度评估和预测领域，尤其是对新能源汽车电池故障预警和报警方面具有重要借鉴价值。

背景技术

随着科学技术和工业水平的不断发展，多种便捷的交通工具应运而生，自二十世纪汽车工业行业的迅猛发展，给人们生活和社会的发展带来了极大的便捷，但同时也加剧了环境与能源之间的矛盾。自工业革命以来，人类在追求社会和经济发展的同时，也进一步导致化石能源过度消耗，在造成能源危机的同时也带来了严重的环境污染等社会性问题，能源安全可持续和环境污染已成为制约经济发展的最主要因素。随着问题的出现，以低碳经济的观念逐步成为全世界的共识，而新能源车也因此走向人们的眼前。新能源车作为未来交通工具的主要替代，具有能源损耗少以及污染较少的特征，大力发展新能源车成为解决当前能源和环境危机的有效方法。随着国家政策的不断导向和科学技术水平的不断发展，近几年在我国以清洁、高效、无污染的新能源为代表的新能源汽车行业正迅猛发展，新能源汽车的保有量也在不断增加。今年以来我国新注册登记的新能源汽车187万辆，截止目前，我国新能源汽车保有量已达678万台，占全球新能源汽车全部保有量50％左右。新能源汽车主要包括燃料电池汽车、插电式混合动力汽车、混合动力汽车、纯电动汽车等不同类型车型以满足不同场景的使用。新能源汽车行业的发展不仅缓解了传统化石能源的日益紧缺的突出问题，而且也符合我国提出的环境友好型发展科技的科技强国战略。在新能源汽车行业迅猛发展的同时，也对新能源汽车的维护、维修、安全可靠运行提出了巨大的挑战。众所周知，当处于运行中的新能源汽车一旦发生故障问题，由于新能源汽车本身的特性，轻则降低运行效率，重则导致整车损坏，甚至危机生命和人民的财务安全，造成不可估量的灾难性后果以及恶劣的社会影响。

为了解决这些问题，世界各国都在积极发展清洁可持续的新能源技术。针对以上情况，于2017年10月1日，电动汽车运行监控国家标准《电车汽车远程服务与管理系统技术规范》正式颁布实施，通过建立新能源汽车国家检测与监管平台，实行国家、地方和企业的三级管理。依据次协议，包括驱动电机数据、车辆位置数据、发动机数据、整车数据、报警数据为主要的上报数据。进一步于2019年发布的《新能源汽车大数据蓝皮书》表明，以磷酸铁锂动力电池为动力源的纯电动乘用汽车发生故障主要表现为动力电池一致性差、SOC低报警、车载储能装置类型欠压、SOC跳变报警以及车载储能装置类型过压，以上故障发生率占磷酸铁锂动力电池的新能源电动汽车总故障量的96％。如何更加准确并提前定位故障发生时间点，且做到提前诊断故障，成为现阶段新能源领域的研究热点。

当前国际上对新能源汽车的故障诊断与预测的研究较少，很多国家的主要研究精力仍在飞机、动车、船舶等大型设备的故障预测和健康管理上面。伴随着大数据分析技术的不断发展，如何从海量的设备运行数据中，挖掘和识别关键部件退化演变模式技术也在不断涌现。在此环境下，结合新能源汽车故障诊断与预测的现实需求和实际意义，开展基于大数据的关键部件故障诊断和预测系统的研究不仅能解决现在存在的问题，还能提高企业的核心竞争力，其具有重要的现实意义。本专利提供了一种基于数据驱动的方法，通过建立相应的模型，来实现故障的实时报警和预警，从而有效降低故障发生率、大幅降低维护费用，且进一步增加整车的运行寿命。

发明内容