基于北斗定位的钠离子电池安全监控系统的制作方法

本发明涉及电池安全监控系统领域，具体是基于北斗定位的钠离子电池安全监控系统。

背景技术：

1、随着人们环保意识的增强，新能源电动自行车得到了较大的发展。目前应用在新能源电动自行车上的电池类型有：铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池和钠离子电池。其中，钠离子电池是一种二次电池(充电电池)，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，其工作原理与锂离子电池相似。它具有相对较高的能量密度，能够提供较长的续航里程或使用时间。此外，钠离子电池还具有更好的循环寿命，能够经受更多的充放电循环而保持相对稳定的性能。同时，钠离子电池相对较为稳定，不易发生热失控或爆炸等安全问题，具有较高的安全性。

2、为了提高钠离子电池的安全性，人们在电动自行车上增设了钠离子电池安全监控系统，但现有的钠离子电池安全监控系统通常只是简单的监控电池温湿度等状态信息，对于电动自行车的违规行为与身份验证缺少足够有效的监控。

3、因此，本领域技术人员提供了基于北斗定位的钠离子电池安全监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于北斗定位的钠离子电池安全监控系统，能够为电动自行车的违规行为与身份验证提供有效的监控，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于北斗定位的钠离子电池安全监控系统，包括北斗定位子系统、身份识别子系统、安全监控子系统、区块链通信子系统；

4、所述北斗定位子系统用于采集钠离子电池的实时定位信息，分析安装该钠离子电池的电动自行车是否存在违规行为，并对本次行程的违规度进行评分；所述身份识别子系统用于对安装该钠离子电池的电动自行车使用者进行身份识别，识别通过后方可授权骑行；所述安全监控子系统用于监测钠离子电池的实时状态信息，分析是否存在异常，其中，状态信息包括温度信息、湿度信息以及冲击力信息；所述区块链通信子系统用于实现钠离子电池与用户移动终端的信息交互。

5、作为本发明进一步的方案：所述北斗定位子系统分析电动自行车是否存在违规行为的具体过程为：

6、超速识别，根据北斗卫星米级精度定位信息以及低于秒级的授时精度，计算车辆当前的行驶速度，判定当前的车速情况是否超速，在民生用车5s/次的刷新频率以及电池输出电压可控的条件下，可实现实时的预警与远程处理，在民用用车低频次的数据上传模式下，可在上传后判定历史状态，实现事后的违规数据支撑能力；

7、闯红灯识别，根据北斗卫星米级的精度定位信息，计算车辆行驶轨迹，并通过获取到的卫星时间确认当前交通信号灯状态，判定在禁行时段车辆是否闯红灯通过路口，同样可实现民生用车实时预警与监管，民用用车时候违法数据支撑能力；

8、逆行与占用机动车道识别，根据北斗卫星米级的精度定位以及gis地理位置中车道的经纬度信息进行比对，确认当前车辆是否处于正常的车道中，从而实现识别；

9、违规停放识别，通过预先设置的电子围栏(以允许停放区域围栏为例)，当车辆超出电子围栏范围停放后，判定车辆属于违规停放。

10、作为本发明再进一步的方案：所述北斗定位子系统对违规度进行评分的具体过程为：

11、若用户车辆存在超速现象，则统计在本次行程中超速的次数并标记为a1，统计在本次行程中超速的总时长并标记为t1，其中，t1的单位为分钟，计算超速违规权重值v1＝a1*5+t1*3；

12、若用户车辆存在闯红灯现象，则统计在本次行程中闯红灯的次数并标记为a2，计算闯红灯违规权重值v2＝a2*10；

13、若用户车辆存在逆行或占用机动车道现象，则统计在本次行程中车辆在非正常车道上行驶的次数a3以及总路程l1，其中，l1的单位为公里，计算逆行与占用机动车道违规权重值v3＝a3*10+l1*5；

14、若用户存在违规停放现象，则统计在本次行程中车辆违规停放的次数a4以及总的违规停放时长t2，其中，t2的单位为分钟，计算违规停放权重值v4＝a4*4+t2*2；

15、计算总的违规权重值v总＝v1+v2+v3+v4，将v总作为违规度评分输出。

16、作为本发明再进一步的方案：所述身份识别子系统进行身份识别的具体过程为：

17、将安装在钠离子电池上的蓝牙模块与用户移动终端上的app进行蓝牙配对；

18、若用户使用钥匙启动车辆，且用户移动终端上的app与蓝牙模块成功建立连接，则判定本次身份识别通过，其中，app与蓝牙模块成功建立连接的有效范围为1.5米；

19、若用户使用钥匙启动车辆，但用户移动终端上的app与蓝牙模块没有建立连接，则向用户移动终端发送确认信息，若用户移动终端回复确认信息则判定此次身份识别通过，若用户移动终端未回复确认信息则进入下一步骤；

20、暂时授权车辆可进行骑行，并对用户的驾驶行为进行分析，判定是否为用户本人，若判定为非用户本人则停止授权车辆骑行。

21、作为本发明再进一步的方案：所述身份识别子系统对用户驾驶行为进行分析的具体过程为：

22、采集车辆骑行过程中前三次起步时电机的瞬时输出功率，标记为w1、w2、w3；

23、将用户以往一周内骑行车辆起步时电机的瞬时输出功率标记为wi，i＝1···n，其中，n为正整数；

24、将w1与wi进行匹配，若任意一个wi与w1匹配成功，则说明w1正常；

25、将w2与wi进行匹配，若任意一个wi与w2匹配成功，则说明w2正常；

26、将w3与wi进行匹配，若任意一个wi与w3匹配成功，则说明w3正常；

27、若w1、w2、w3中任意两项为正常，则进入下一步骤，否则，说明该车辆骑行者非用户本人；

28、采集车辆骑行过程中前三次起步后电机输出功率达到额定功率所用时长，标记为t3、t4、t5；

29、将用户以往一周内骑行车辆起步后电机输出功率达到额定功率所用时长标记为ti，i＝1···n，其中，n为正整数；

30、将t3与ti进行匹配，若任意一个ti与t3匹配成功，则说明t3正常；

31、将t4与ti进行匹配，若任意一个ti与t4匹配成功，则说明t4正常；

32、将t5与ti进行匹配，若任意一个ti与t5匹配成功，则说明t5正常；

33、若t3、t4、t5中任意两项为正常，则说明该车辆骑行者为用户本人，否则，说明该车辆骑行者非用户本人。

34、作为本发明再进一步的方案：所述安全监控子系统对钠离子电池的实时状态信息进行分析的具体过程为：

35、采集钠离子电池的实时温度并标记为c，采集钠离子电池的实时湿度并标记为b；

36、将实时温度c与预设温度c进行比对，再将实时湿度b与预设湿度b进行比对，若c＜c，且b＜b，则说明该钠离子电池的温湿度正常，否则，则说明该钠离子电池的温湿度异常；

37、检测钠离子电池是否遭受冲击，若未遭受冲击，则说明该钠离子电池结构正常，若遭受冲击，则说明该钠离子电池结构存在异常，并对钠离子电池结构异常进行定级。

38、作为本发明再进一步的方案：所述钠离子电池结构异常进行定级的具体过程为：

39、将钠离子电池的外表面划分为三个区域，第一区域对应钠离子电池的隔膜，第二区域对应钠离子电池的正负极，第三区域对应钠离子电池外表面除第一区域、第二区域外的剩余区域；

40、若钠离子电池外表面的第一区域遭遇冲击，且冲击力度达到预设值，则输出钠离子电池结构异常等级为四级；

41、若钠离子电池外表面的第二区域遭遇冲击，且冲击力度达到预设值，则输出钠离子电池结构异常等级为三级；

42、若钠离子电池外表面的第三区域遭遇冲击，且冲击力度达到预设值，则输出钠离子电池结构异常等级为二级；

43、若此次冲击力度未达到预设值，则输出钠离子电池结构异常等级为一级。

44、作为本发明再进一步的方案：所述区块链通信子系统在进行信息交互的过程中，向用户移动终端传递的信息包括北斗定位子系统的分析结果与评分、身份识别子系统进行身份识别的结果以及确认信息、安全监控子系统对钠离子电池实时状态信息的分析结果。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

46、1、本技术能够为电动自行车的违规行为与身份验证提供有效的监控，其中，北斗定位子系统可根据北斗卫星米级的精度定位来判断骑行电动自行车的用户是否存在违规，实现事后的违规数据支撑能力，同时，针对用户的违章度进行评分，可快速分辨出违章程度；此外，身份识别子系统不仅能够通过蓝牙进行身份验证，还能够通过用户驾驶行为进行身份验证，整个验证过程简单高效；而安全监控子系统除了正常的温湿度监控还可对冲击力进行监控，并根据冲击力的落点与力度进行评级。