智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化方法及装置与流程

本发明涉及电池管理，尤其涉及一种智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化方法及装置。

背景技术：

1、随着科技的迅速发展，智慧型电机在众多领域得到广泛应用，然而，电池作为其关键能源供应部件，面临着诸多健康管理挑战，传统的电池管理方法往往较为粗放，难以精准监测和评估电池状态，在复杂的工作环境中，电池容易受到多个因素影响，导致性能下降、寿命缩短，同时，电池的供电系统的高效运行对电池输出要求日益提高，迫切需要一种一体化的电池健康管理方法，实现对电池的有效调控，以保障系统的稳定与可靠运行。

技术实现思路

1、本发明提供一种智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化方法及装置，其主要目的在于提高电机驱动下的电池健康管理效率。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化方法，包括：

3、获取电机驱动下待管理的目标电池，查询所述目标电池对应的电力输出设备，采集所述电力输出设备对应的设备工况数据，并检测所述目标电池对应的电池状态监测信号，分别对所述设备工况数据和所述电池状态监测信号进行优选处理，得到健康关联工况数据和健康关联监测信号；

4、分别对所述健康关联工况数据和所述健康关联监测信号进行特征提取，得到工况关键特征和信号关键特征，根据所述工况关键特征，分析所述目标电池对所述电力输出设备的电能输出质量，根据所述信号关键特征，评测所述目标电池的电池健康效能；

5、结合所述电能输出质量和所述电池健康效能，计算所述目标电池与所述电力输出设备之间的协同兼容度，基于所述协同兼容度，设置所述目标电池关于所述电力输出设备的电力输出序列；

6、采集所述目标电池的电池放电数据，基于所述电池放电数据，计算出所述目标电池的能源转化率，基于所述能源转化率和所述电力输出序列，制定所述目标电池的健康输出方案，基于所述健康输出方案，执行所述目标电池的输出管理，得到输出结果。

7、可选地，所述分别对所述设备工况数据和所述电池状态监测信号进行优选处理，得到健康关联工况数据和健康关联监测信号，包括：

8、对所述设备工况数据进行清洗处理，得到目标设备工况数据；

9、对所述电池状态监测信号进行信号降噪处理，得到降噪状态监测信号；

10、对所述降噪状态监测信号进行基线校正，得到目标状态监测信号；

11、提取所述目标设备工况数据对应的工况数据标识，并提取所述降噪状态监测信号对应的状态信号标识；

12、查询所述目标电池的健康评测指标，计算所述工况数据标识和所述健康评测指标之间的关联强度，得到第一关联强度；

13、计算所述状态信号标识和所述健康评测指标之间的关联强度，得到第二关联强度；

14、结合所述第一关联强度和所述第二关联强度，分别对所述目标设备工况数据和所述目标状态监测信号进行筛选处理，得到健康关联工况数据和健康关联监测信号。

15、可选地，所述计算所述工况数据标识和所述健康评测指标之间的关联强度，得到第一关联强度，包括：

16、分别对所述工况数据标识和所述健康评测指标进行向量化处理，得到工况标识向量和评测指标向量；

17、基于所述工况标识向量和所述评测指标向量，分别计算出所述工况数据标识和所述健康评测指标对应的向量平均值，得到标识向量均值和指标向量均值；

18、结合所述工况标识向量、所述评测指标向量、所述标识向量均值及所述指标向量均值，通过下述公式计算所述工况数据标识和所述健康评测指标之间的关联强度：

19、

20、其中，z表示工况数据标识和健康评测指标之间的关联强度，ua表示工况标识向量中第a个向量，a表示工况标识向量的序列号，r表示工况标识向量的向量数量，vb表示评测指标向量中第b个向量，b表示评测指标向量的序列号，t表示评测指标向量的向量数量。

21、可选地，所述分别对所述健康关联工况数据和所述健康关联监测信号进行特征提取，得到工况关键特征和信号关键特征，包括：

22、对所述健康关联工况数据进行标准化处理，得到标准工况数据；

23、提取所述标准工况数据对应的工况数据特征；

24、对所述健康关联监测信号进行傅里叶变换，得到监测频谱信号；

25、提取所述监测频谱信号对应的信号频谱特征；

26、计算所述工况数据特征的特征基尼分值，计算所述信号频谱特征的特征能量值；

27、结合所述特征基尼分值和所述特征能量值，分别对所述工况数据特征和所述信号频谱特征进行特征筛选，得到工况关键特征和信号关键特征。

28、可选地，所述根据所述工况关键特征，分析所述目标电池对所述电力输出设备的电能输出质量，包括：

29、计算所述工况关键特征之间的特征相似度；

30、根据所述特征相似度，对所述工况关键特征进行特征聚类处理，得到聚类关键特征；

31、识别所述聚类关键特征对应的特征因子，计算所述特征因子对应的因子重要度；

32、基于所述因子重要度和所述聚类关键特征，计算出所述电力输出设备对应的设备工况综合指数；

33、基于所述设备工况综合指数，分析所述目标电池对所述电力输出设备的电能输出质量。

34、可选地，所述根据所述信号关键特征，评测所述目标电池的电池健康效能，包括：

35、识别所述信号关键特征对应的特征时间序列；

36、基于所述特征时间序列，确定所述信号关键特征对应的对应的动态窗口；

37、结合所述特征时间序列，计算所述信号关键特征在所述动态窗口中的特征偏差指数；

38、根据所述特征偏差指数，评测所述目标电池的电池健康效能。

39、可选地，所述结合所述特征时间序列，计算所述信号关键特征在所述动态窗口中的特征偏差指数，包括：

40、统计所述特征时间序列的序列数，通过下述公式计算所述信号关键特征中相邻特征在所述动态窗口中的平均变化率，得到第一变化率和第二变化率：

41、

42、其中，表示第一变化率，表示第二变化率，d表示动态窗口，t表示信号关键特征中相邻特征对应的时间序列，ai,表示相邻特征中第a个特征在时间i处对应的特征微分值，bi,表示相邻特征中第b个特征在时间i处对应的特征微分值，

43、结合所述第一变化率、所述第二变化率及所述序列数，通过下述公式计算所述信号关键特征在所述动态窗口中的特征偏差指数：

44、

45、其中，d表示信号关键特征在所述动态窗口中的特征偏差指数，x表示序列数，t表示时间序列，表示第一变化率，表示第二变化率。

46、可选地，所述结合所述电能输出质量和所述电池健康效能，计算所述目标电池与所述电力输出设备之间的协同兼容度，包括：

47、获取所述电能输出质量和所述电池健康效能的评分标准；

48、基于所述评分标准，确定所述电能输出质量和所述电池健康效能对应的评分，得到输出质量评分和健康效能评分；

49、分配所述电能输出质量和所述电池健康效能对应的权重，得到质量权重值和效能权重值；

50、结合所述输出质量评分、所述健康效能评分、所述质量权重值及所述效能权重值，计算所述目标电池与所述电力输出设备之间的协同兼容度。

51、可选地，所述基于所述电池放电数据，计算出所述目标电池的能源转化率，包括：

52、识别所述电池放电数据中的异常放电数据，检测所述目标电池对应的放电环境因素；

53、查询所述放电环境因素对应的因素修正系数；

54、基于所述因素修正系数，对所述异常放电数据进行修正处理，得到修正放电数据；

55、根据所述修正放电数据，对所述电池放电数据进行更新处理，得到目标放电数据；

56、根据所述目标放电数据，计算出所述目标电池的能源转化率。

57、一种智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化装置，其特征在于，所述装置包括：

58、数据信号优选模块，用于获取电机驱动下待管理的目标电池，查询所述目标电池对应的电力输出设备，采集所述电力输出设备对应的设备工况数据，并检测所述目标电池对应的电池状态监测信号，分别对所述设备工况数据和所述电池状态监测信号进行优选处理，得到健康关联工况数据和健康关联监测信号；

59、健康效能评测模块，用于分别对所述健康关联工况数据和所述健康关联监测信号进行特征提取，得到工况关键特征和信号关键特征，根据所述工况关键特征，分析所述目标电池对所述电力输出设备的电能输出质量，根据所述信号关键特征，评测所述目标电池的电池健康效能；

60、输出序列设置模块，用于结合所述电能输出质量和所述电池健康效能，计算所述目标电池与所述电力输出设备之间的协同兼容度，基于所述协同兼容度，设置所述目标电池关于所述电力输出设备的电力输出序列；

61、输出管理模块，用于采集所述目标电池的电池放电数据，基于所述电池放电数据，计算出所述目标电池的能源转化率，基于所述能源转化率和所述电力输出序列，制定所述目标电池的健康输出方案，基于所述健康输出方案，执行所述目标电池的输出管理，得到输出结果。

62、本发明通过分别对所述设备工况数据和所述电池状态监测信号进行优选处理，可以得到与所述目标电池的健康具有关联关系的工况记录数据和健康指标的监测信号，进而为后续的电能输出质量和电池健康效能的分析提供了依据，本发明通过分别对所述健康关联工况数据和所述健康关联监测信号进行特征提取，进而得到工况关键特征和信号关键特征，以突出所述健康关联工况数据和所述健康关联监测信号中的重要信息，提高后续电能输出质量和电池健康效能的分析准确性，本发明通过结合所述电能输出质量和所述电池健康效能，计算所述目标电池与所述电力输出设备之间的协同兼容度，进而通过所述协同兼容度得出所述目标电池与所述电力输出设备相互配合的程度，为后续的电力输出序列的设置提供了依据，本发明通过基于所述电池放电数据，计算出所述目标电池的能源转化率，可以了解所述目标电池对应的输出效率，便于后续健康输出方案的制定处理，从而为提高所述目标电池的管理效率提供了保证。因此，本发明实施例提供的一种智慧型电机驱动下的电池健康管理一体化方法及装置，能够提高电机驱动下的电池健康管理效率。