[发明专利]一种轨道交通车辆蓄电池运行监测系统

权利要求书

1.一种轨道交通车辆蓄电池运行监测系统，其特征在于：包括中央控制器、环境数据采集模块、运行数据采集模块、数据处理模块和监测数据报警模块；所述环境数据采集模块、运行数据采集模块、数据处理模块、监测数据报警模块分别与中央控制器电气连接，所述中央控制器用于控制环境数据采集模块、运行数据采集模块、数据处理模块和监测数据报警模块的正常运行，所述环境数据采集模块用于采集车辆在运行过程中的空调设备运行功率、车辆行驶速度数据、外界风速数据和空气密度数据；所述运行数据采集模块用于采集车辆运行过程中的电池数据和车辆上的人员数据；所述数据处理模块用于将运行数据代入电池威胁值计算策略中进行电池威胁值计算、将运行数据和环境数据代入电池续航力值计算策略中进行电池续航力值的计算、将电池威胁值和电池续航力值代入运行威胁值计算策略中进行运行威胁值的计算；所述监测数据报警模块用于将数据处理模块的运行威胁值与威胁阈值进行对比，得到报警数据，并针对报警数据向相关维修人员进行报警；

所述运行数据采集模块包括人员数据采集子模块和电池数据采集子模块，所述人员数据采集子模块用于采集维修人员和乘坐人员的数据，所述电池数据采集子模块用于采集车辆运行过程中的电池数据信息，所述人员数据采集子模块包括维修人员采集单元和乘坐人员采集单元，所述乘坐人员采集单元用于采集车辆上乘坐人员人数和乘客质量数据，所述维修人员采集单元用于采集车辆上维修人员数量数据和工作时长数据；所述电池数据采集子模块包括剩余电量采集单元、运行温度采集单元、运行湿度采集单元和输出功率采集单元，所述剩余电量采集单元用于采集车辆电池的剩余电量数据，所述运行温度采集单元用于采集车辆电池运行的温度数据，所述运行湿度采集单元用于采集车辆电池运行过程中的环境湿度数据，所述输出功率采集单元用于实时采集车辆电池的输出功率值；

所述环境数据采集模块包括空调设备数据采集单元、车辆速度采集单元、风速采集单元和空气密度采集单元；所述空调设备数据采集单元用于采集车辆运行过程中的空调设备的运行功率数据信息；所述车辆速度采集单元用于采集车辆行驶速度数据信息，所述风速采集单元用于采集外界风速，所述空气密度采集单元用于采集车辆行驶过程中的空气密度数据；

所述数据处理模块包括电池威胁计算单元、电池续航力计算单元和运行威胁计算单元，所述电池威胁计算单元用于将运行数据代入电池威胁值计算策略中进行电池威胁值计算，所述电池续航力计算单元用于将运行数据和环境数据代入电池续航力值计算策略中进行电池续航力值的计算，所述运行威胁计算单元用于将电池威胁值和电池续航力值代入运行威胁值计算策略中进行运行威胁值的计算；

所述监测数据报警模块包括数据对比单元、报警数据传输单元和报警单元，所述数据对比单元用于将计算得到的运行威胁值与威胁阈值进行对比，若运行威胁值大于等于威胁阈值则得到报警信号，所述报警数据传输单元用于对得到的报警信号进行传输，所述报警单元用于根据报警数据进行电池安全和续航力的报警；

所述电池威胁值计算策略包括以下具体步骤：

S11、采集车辆运行过程中的电池温度、电池附近湿度、输出功率数据和剩余电量数据，同时采集维修人员数量数据、维修人员的工作时长t和乘坐人员人数数据、乘坐人员的整体质量数据；

S12、将采集的数据进行无量纲处理后代入电池威胁值计算公式中计算电池威胁值，所述电池威胁值的计算公式为：，其中为电池温度占比系数，为电池湿度占比系数，为电池输出功率占比系数，为剩余电量占比系数，为乘坐人员的整体质量占比系数，为电池温度的合格范围，为中最靠近的值，为电池附近湿度的安全范围，为中最靠近的值，为电池输出功率的安全范围，为中最靠近的值，同时；

S13、提取计算得到的电池威胁值，传输至运行威胁计算单元中。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆蓄电池运行监测系统，其特征在于：所述电池续航力值计算策略包括以下具体步骤：

S14、提取车辆在运行过程中的空调设备运行功率、车辆行驶速度数据、外界风速数据和空气密度数据，计算车辆在行驶过程中的空气阻力，其中为设定的空气密度标准值，A为车辆迎风面积，为外部风向与车辆行驶方向所成的角度，为空气阻力系数；

S15、同时采集车辆轮体与铁轨的滚动摩檫力，，其中为滚动摩擦因素，m为车辆质量，g为重力加速度，对车辆行驶过程中的总阻力进行计算，，进而计算车辆行驶过程中的总功率P，；

S16、进而实时计算电池的续航力，，将续航力S除以车辆到终点的距离 D得到电池续航力值K。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通车辆蓄电池运行监测系统，其特征在于：所述运行威胁值计算策略包括以下具体内容：

将电池威胁值L和电池续航力值K代入运行威胁值计算公式中进行运行威胁值计算，运行威胁值的计算公式为，其中，为电池威胁占比系数，为电池续航力值占比系数，。