一种基于大数据的汽车电池运行数据监管系统

本发明涉及汽车电池，尤其涉及一种基于大数据的汽车电池运行数据监管系统。

背景技术：

1、目前市面上存在的一些汽车电池监控系统大多局限于对电池温度、电压等基础参数的监测，对于电池所处环境及其对电池健康状况的影响考虑不足。此外，现有的系统在预警机制上往往存在滞后性，不能及时有效地提醒用户潜在的风险，导致在一些情况下可能无法避免电池故障或安全事故的发生。特别是在极端气候条件或复杂路况下，电池更容易受到外界因素的影响，而现有系统的监测手段和技术难以满足此类情况下的监管需求。

2、中国专利公开号cn115991117a公开了基于数据处理的汽车电池运行环境监管系统，属于汽车领域，用于解决当下汽车电池的运行环境监管局限于温度、灰尘等浅层次数据的问题，包括行驶环境监测模块、监管等级设定模块、环境监测模块、智能预警模块和外观分析模块，所述行驶环境监测模块用于对汽车电池所在汽车的行驶环境进行监测，所述监管等级设定模块用于对汽车电池的监管等级进行设定，得到汽车电池的监管等级，所述环境监测模块用于对汽车电池的环境情况进行监测，所述外观分析模块用于对汽车电池的外观情况进行分析，所述智能预警模块用于对汽车电池运行环境进行智能预警；由此可见，该方案分析维度比较单一，预警机制滞后，同时忽视了电池内部健康状态，存在汽车电池运行监管效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的汽车电池运行数据监管系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、数据采集模块，用以采集汽车电池监测数据与汽车行驶数据；

4、运行监测模块，用以根据第一监测周期内采集的电池电压与电池温度对汽车电池运行状态进行分析，并向用户进行电池运行状态异常预警；

5、行驶环境监测模块，用以根据第二监测周期内采集的汽车倾斜角度、汽车轮胎角速度、轮胎半径与汽车实际速度对汽车行驶环境的异常等级进行划分；

6、环境分析模块，用以根据第二监测周期内采集的电池外壳冰层厚度与环境湿度对电池外壳的冰凝状态进行分析；

7、振幅分析模块，用以根据第二监测周期内采集的电池外壳振幅对电池振动状态进行分析；

8、管理模块，用以根据第二监测周期内电池运行状态异常预警的结果、汽车行驶环境异常等级的划分结果与电池振动状态的分析结果向用户进行电池状态异常报警，还用以根据管理周期内电池状态异常报警结果向用户进行电池维护提示。

9、进一步地，所述运行监测模块将第一监测周期内采集的电池电压a0与预设电压a1进行比较，以对电池电压的异常性进行分析，电池电压的异常性包括电池电压正常和电池电压异常，并根据电池电压异常性的分析结果对第一监测周期电池电压状态进行分析，电池电压状态包括电池电压状态正常和电池电压状态异常；

10、所述运行监测模块将第一监测周期内采集的电池温度s0与预设温度s1进行比较，以对电池温度的异常性进行分析，电池温度的异常性包括电池温度正常和电池温度异常，并根据电池温度异常性的分析结果对第一监测周期电池温度状态进行分析，电池温度状态包括电池温度状态正常和电池温度状态异常；

11、若第一监测周期内电池电压状态正常且电池温度状态正常，所述运行监测模块判定当前第一监测周期汽车电池运行状态正常，不向用户进行电池运行状态异常预警；

12、若第一监测周期内电池电压状态异常或电池温度状态异常，所述运行监测模块判定当前第一监测周期汽车电池运行状态异常，并向用户进行电池运行状态异常预警。

13、进一步地，所述行驶环境监测模块包括倾斜分析单元、滑移分析单元与等级划分单元，所述倾斜分析单元用以根据第二监测周期内采集的汽车倾斜角度θ1与预设倾斜角度阈值θ进行比较，以对汽车倾斜角度异常性进行分析，汽车倾斜角度异常性包括汽车倾斜角度正常和汽车倾斜角度异常；

14、所述倾斜分析单元根据第二监测周期汽车倾斜角度异常性的分析结果对汽车倾斜指数qx进行构建。

15、进一步地，所述滑移分析单元用以根据第二监测周期内各时间窗口采集的汽车轮胎角速度、汽车实际速度与轮胎半径对汽车滑移状态进行分析，汽车滑移状态包括汽车滑移状态正常和汽车滑移状态异常，并根据分析结果对滑移指数hy进行构建。

16、进一步地，所述等级划分单元用以根据第二监测周期汽车倾斜指数的构建结果与滑移指数的构建结果对汽车行驶环境异常等级进行划分，其中：

17、若u1×qx+u2×hy≤t1，所述等级划分单元判定第二监测周期内汽车行驶环境异常等级为一级；

18、若t1＜u1×qx+u2×hy≤t2，所述等级划分单元判定第二监测周期内汽车行驶环境异常等级为二级；

19、若u1×qx+u2×hy＞t2，所述等级划分单元判定第二监测周期内汽车行驶环境异常等级为三级，u1为倾斜权重，u2为滑移权重，t1为第一预设环境系数，t2为第二预设环境系数。

20、进一步地，所述环境分析模块包括冰层分析单元和湿度分析单元，所述冰层分析单元用以将第二监测周期内采集的冰层厚度d0与预设厚度d1进行比较，以对电池外壳的冰凝状态进行分析，电池外壳的冰凝状态包括电池外壳的冰凝状态正常和电池外壳的冰凝状态异常，当第二监测周期电池外壳的冰凝状态异常时，对汽车行驶环境异常等级的划分过程进行调整，将第一预设环境系数调整为t1’，将第二预设环境系数调整为t2’。

21、进一步地，所述湿度分析单元用以将第二监测周期内采集的环境湿度hs0与预设湿度hs1进行比较，以对环境湿度的异常性进行分析，所述环境湿度的异常性包括环境湿度正常和环境湿度异常，当第二监测周期环境湿度异常时，将预设厚度调整为d1’。

22、进一步地，所述振幅分析模块用以将第二监测周期内采集的电池外壳振幅z0与预设振幅z1进行比对，并根据比对结果对电池振幅异常性进行分析，电池振幅异常性包括电池外壳振幅正常和电池外壳振幅异常；

23、所述振幅分析模块根据第二监测周期电池振幅异常性的分析结果对电池振动状态进行分析，电池振动状态包括电池振动状态正常和电池振动状态异常；当第二监测周期电池振动状态正常时，所述振幅分析模块将电池振动指数设为d1,当第二监测周期电池振动状态异常时，所述振幅分析模块将电池振动指数设为d2。

24、进一步地，所述管理模块包括报警单元和管理单元，所述报警单元用以根据第二监测周期内电池运行状态异常预警的结果、汽车行驶环境异常等级的划分结果与电池振动状态的分析结果向用户进行电池状态异常报警，其中：

25、当行驶环境异常等级为一级时，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数≤e1，所述报警单元判定第二监测周期电池状态正常，不进行报警，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数＞e1，所述报警单元判定第二监测周期电池状态异常，并向用户进行电池状态异常报警；

26、当行驶环境异常等级为二级时，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数≤e2，所述报警单元判定第二监测周期电池状态正常，不进行报警，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数＞e2，所述报警单元判定第二监测周期电池状态异常，并向用户进行电池状态异常报警；

27、当行驶环境异常等级为三级时，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数≤e3，所述报警单元判定第二监测周期电池状态正常，不进行报警，若m1×r1/r0+m2×电池振动指数＞e3，所述报警单元判定第二监测周期电池状态异常，并向用户进行电池状态异常报警；m1为运行状态权重，m2为振动状态权重，m1+m2=1，m1＞m2，r1为第二监测周期内向用户进行电池运行状态异常预警的第一监测周期的数量，r0为第二监测周期内第一监测周期的数量，e1为第一异常阈值，e2为第二异常阈值，e3为第三异常阈值。

28、进一步地，所述管理单元用以根据管理周期内电池状态异常报警结果向用户进行电池维护提示，若g1/g0≤f，所述管理单元不向用户进行电池维护提示，若g1/g0＞f，所述管理单元向用户进行电池维护提示，g1为管理周期内向用户进行电池状态异常报警的第二监测周期的数量，g0为管理周期内第二监测周期的数量，f为预设异常占比。

29、本发明的有益效果如下：本系统通过多个模块与单元的高效协作，能够实现对汽车电池状态、行驶环境、振动等多方面数据的全面监管，并且基于动态监测数据进行及时预警和报警，提高了电池的使用安全性和车辆的行驶安全性，提高了汽车电池运行的监管效率。