一种车载电池的智能防爆预警系统的制作方法

本发明涉及车载电池，具体涉及一种车载电池的智能防爆预警系统。

背景技术：

1、随着电动汽车和混合动力汽车的快速发展，车载电池的安全性成为了至关重要的问题。由于车载电池在使用过程中可能会面临各种复杂的工况和环境因素，如过度充放电、高温、短路等，容易引发电池的热失控、过热和短路等危险情况，不仅会影响车辆的正常运行，还可能造成严重的安全事故。

2、传统的车载电池监测系统往往只能简单地测量电池的基本参数，如电压、电流和温度等，对于电池内部的细微变化和潜在风险难以进行准确的判断和预警。同时，现有的一些预警系统在数据处理和分析方面不够智能和精确，无法及时有效地识别出电池即将发生的故障。

3、为了提高车载电池的使用安全性，减少潜在的安全风险，开发一种能够实时、精确地采集和分析电池运行参数，并准确预测电池故障风险的智能防爆预警系统显得尤为重要。这种系统将通过先进的数据采集和处理技术，对电池的电压、电流、温度和内阻等关键参数进行全面监测和深入分析，从而及时发现电池的异常情况，并通过声光报警器发出相应的预警信号，为车辆和人员的安全提供有力保障。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种车载电池的智能防爆预警系统，解决了背景技术中所提出的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种车载电池的智能防爆预警系统，包括：

4、数据采集单元，用于实时采集车载电池的各项运行参数；

5、其中，各项运行参数包括电压、电流、温度、内阻；

6、数据处理单元，用于对车载电池的各项运行参数进行预处理，并得到各项运行参数对应的特征系数；

7、其中，各项运行参数对应的特征系数包括分别与电压、电流、温度、内阻对应的电压特征系数、电流特征系数、温度特征系数、内阻特征系数；

8、数据分析单元，用于对车载电池中各项运行参数对应的特征系数进行分析处理，并得到车载电池对应的特征向量；

9、其中，特征向量包括温度特征系数的平均值和波动变化率，内阻特征系数的平均值和波动变化率，电流特征系数的平均值和波动变化率，电压特征系数的平均值和波动变化率；

10、信号生成单元，用于依据数据分析单元得到的特征向量进行信号生成处理，依据处理结果，得到相应的预警信号；

11、防爆预警单元，用于将数据分析单元得到的相关预警信号，结合声光报警器进行报警展示。

12、作为本发明进一步的方案：预处理方式如下：

13、首先在指定周期内，获取车载电池对应的各项运行参数，随之将指定周期划分为若干个采集节点，并提取各个采集节点上的各项运行参数；

14、随之通过预先设定的标准化公式，对指定周期内各个采集节点上的各项运行参数进行标准化处理，并得到各项运行参数对应的特征系数。

15、作为本发明进一步的方案：其中，标准化公式为：

16、

17、式中，xi为第几个采集节点上运行参数对应的特征系数，x`i为第几个采集节点上的运行参数，x`max为指定周期内所有采集节点上值最大的一个运行参数，x`min为指定周期内所有采集节点上值最小的一个运行参数，i＝1、2、……n，n表示指定周期内时间节点的数量，i表示指定周期内第几个采集节点。

18、作为本发明进一步的方案：分析处理方式如下：

19、stepa1、在指定周期内，获取车载电池在多个采集节点上对应的温度特征系数，随之将其标记为ti，i＝1、2、……n，n表示指定周期内时间节点的数量；

20、stepa2、通过计算出车载电池在多个相邻采集节点对应温度特征系数的平均值tp和波动变化率gt；

21、式中，δt表示为相邻采集节点之间的时间间隔，且各个相邻采集节点之间的时间间隔值相同；

22、stepa3、在指定周期内，获取车载电池在多个采集节点上对应的内阻特征系数，随之将其标记为ri，i＝1、2、……n，n表示指定周期内时间节点的数量；

23、stepa4、通过计算出车载电池在多个相邻采集节点对应内阻特征系数的平均值rp和波动变化率gt；

24、stepa5、在指定周期内，获取车载电池在多个采集节点上对应的电流特征系数，随之将其标记为li，i＝1、2、……n，n表示指定周期内时间节点的数量；

25、stepa6、通过计算出车载电池在多个相邻采集节点对应电流特征系数的平均值lp和波动变化率gl；

26、stepa7、在指定周期内，获取车载电池在多个采集节点上对应的电压特征系数，随之将其标记为vi，i＝1、2、……n，n表示指定周期内时间节点的数量；

27、stepa8、通过计算出车载电池在多个相邻采集节点对应电压特征系数的平均值vp和波动变化率gv。

28、作为本发明进一步的方案：信号生成处理方式如下：

29、stepb1、获取车载电池的当前温度和当前电压、车载电池在指定周期内对应内阻特征系数的平均值、车载电池在指定周期内对应电流特征系数的平均值；车载电池在指定周期内对应温度特征系数的波动变化率，车载电池在指定周期内对应电压特征系数的波动变化率；

30、stepb2、通过pt＝t1×k1+gt×k2+v1×k3+gv×k4+(lp2×rp)×k5，

31、计算得到车载电池的热失控评估值pt；

32、式中，k1、k2、k3、k4和k5均为依据经验确定的权重系数，t1为车载电池的当前温度、v1为车载电池的当前电压、gt为温度特征系数的波动变化率、gv为电压特征系数的波动变化率、rp为内阻特征系数的平均值、lp为电流特征系数的平均值；

33、stepb3、将热失控评估值与预设的热失控评估阈值进行比较：

34、若热失控评估值大于预设的热失控评估阈值，则判断电池存在热失控风险，并生成预警信号一；

35、反之，则不生成。

36、作为本发明进一步的方案：信号生成处理方式还如下：

37、stepc1、获取车载电池的当前温度、车载电池的正常工作温度、车载电池在指定周期内对应温度特征系数的波动变化率；

38、stepc2、通过ut＝(t1-t0)×γ1+gt×γ2，计算得到车载电池的过热评估值ut；

39、式中，t1为车载电池的当前温度，t0为车载电池的正常工作温度，γ1和γ2为对应预设的权重系数，gt为温度特征系数的波动变化率；

40、其中，车载电池的正常工作温度t0为经验值，其依据相关人员在车载电池的正常工作下提取的温度值；

41、stepc3、将车载电池的过热评估值ut与过热评估值阈值进行比较：

42、若过热评估值大于预设的过热评估值阈值，则判断电池存在过热风险，并生成预警信号二；

43、反之，则不生成。

44、作为本发明进一步的方案：信号生成处理方式还如下：

45、stepd1、获取车载电池的当前电流、车载电池的正常工作电流、车载电池在多个相邻采集节点对应电流特征系数的波动变化率；

46、stepd2、通过ul＝(l1-l0)×γ3+gl×γ4，计算得到车载电池的短路评估值ul；

47、式中，l1为车载电池的当前电流，l0为车载电池的正常工作电流，γ3和γ4为对应预设的权重系数，gl为电流特征系数的波动变化率；

48、stepd3、将车载电池的短路评估值ul与短路评估值阈值进行比较：

49、若短路评估值大于预设的短路评估值阈值，则判断电池存在短路风险，并生成预警信号三；

50、反之，则不生成。

51、本发明的有益效果：

52、实时监测：本发明，通过数据采集单元能够实时采集车载电池的电压、电流、温度和内阻等各项运行参数，实现对电池状态的全面、及时了解。

53、精准分析：本发明，采用标准化公式对运行参数进行预处理，得到各项运行参数对应的特征系数，再通过特定的分析处理方式计算出平均值和波动变化率等特征向量，能够精准地反映电池的运行状态和变化趋势。

54、多维度评估：本发明，通过不同的评估方式，如热失控评估、过热评估和短路评估等，从多个维度对电池的潜在风险进行评估，提高了预警的准确性和可靠性。

55、提前预警：本发明，能够及时发现车载电池存在的热失控、过热、短路等风险，并生成相应的预警信号，有助于提前采取措施，避免危险情况的发生，保障车辆和人员的安全。

56、直观展示：本发明，通过防爆预警单元结合声光报警器进行报警展示，能够让相关人员直观、迅速地获取到预警信息，及时做出反应。

57、科学处理：本发明，整个系统的处理方式基于科学的计算公式和权重系数，依据经验数据和实验结果进行设计，保证了预警的科学性和合理性。

58、提升电池寿命：本发明，及时发现电池异常，有助于采取适当的措施，减少对电池的损害，延长车载电池的使用寿命。