一种基于物联网的电池故障智能监测系统的制作方法

本发明涉及电池故障智能监测，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网的电池故障智能监测系统。

背景技术：

1、随着科技的飞速发展，物联网技术正逐渐成为推动众多行业变革的关键力量。在电池领域，电池故障智能监测系统对于确保电池的稳定运行和安全使用起着至关重要的作用。物联网技术的融入，为电池故障智能监测带来了强大的实时感知和智能分析能力，极大地提升了整个系统的监测精度和响应速度。

2、现有的电池故障智能监测系统主要涵盖：数据采集模块、数据解析模块、风险评估模块、信息交互模块。其中数据采集模块通过采集电池的关键数据，如电池的电压波动情况、电流变化趋势、内阻动态特性、环境温度数值、湿度水平以及磁场干扰程度，并将这些数据进行高效存储，为后续的深入分析做好准备。通过数据解析模块，对采集到的数据进行去噪、归一化处理以及特征提取，挖掘出能够反映电池状态的关键信息。接着，风险评估模块利用这些关键数据构建风险评估模型，对电池的当前状态和潜在故障风险进行准确评估，以便直观地了解电池的运行健康状况。最后，信息交互模块负责实时反馈监测结果，当检测到异常情况时，能够及时通过多种渠道进行预警，如推送消息到移动设备、在监控平台显示警示标识。同时，用户可以通过手机、电脑等终端设备进行远程监控，随时掌握电池的运行动态，并进行远程操作，实现更加便捷高效的电池管理。

3、然而，在实际应用中，该系统仍存在一些不足之处。例如，在数据采集环节，存在数据覆盖范围有限的问题，难以全面捕捉电池在不同工作场景下的各种状态信息，这可能导致后续分析的不完整性。在数据分析过程中，面对复杂多变的电池运行数据，难以精准定位故障根源，导致数据分析的准确性和针对性不足，影响了对电池故障的准确判断和及时处理，对整个系统的运行可靠性和有效性产生负面影响。

4、因此，急需提供一种基于物联网的电池故障智能监测系统，以解决现有的电池故障监测系统数据采集不够完整、数据分析不够全面以及故障诊断结果不够准确的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于物联网的电池故障智能监测系统，通过以下方案，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：一种基于物联网的电池故障智能监测系统，包括：

3、数据批次划分模块：用于将待采集的数据确定为目标数据，按照等时间划分的方式将目标数据划分为不同的批次，并依次标记为1，2，……，n；

4、电池数据采集模块：包括系统数据采集单元和安全数据采集单元，用于将目标数据实时采集，并将采集的数据传输到电池数据分析模块；所述系统数据采集单元用于采集电池性能数据、电池效率数据以及电池电气数据；所述安全数据采集单元用于采集电池内部安全数据、电池环境适应性数据以及电池外观安全数据；

5、电池数据分析模块：包括系统数据分析单元和安全数据分析单元，用于将电池数据采集模块传输的数据进行分析，并将分析结果传输到综合数据评估模块；所述系统数据分析单元包括电池性能数据分析节点、电池效率数据分析节点以及电池电气数据分析节点；所述安全数据分析单元包括电池内部安全数据分析节点、电池环境适应性数据分析节点以及电池外观安全数据分析节点；

6、综合数据评估模块：包括电池故障智能监测分析单元，用于将电池数据分析模块传输的数据进行综合分析，并将分析结果传输到实时反馈模块；

7、实时反馈模块：用于建立电池故障智能监测合理度指数预设值，根据电池故障智能监测合理度指数预设值对电池故障智能监测合理度指数值进行判断，并根据判断结果发出相应信号。

8、优选的，所述电池性能数据包括电解液电导率ec、活性物质利用率su以及气体析出速率gr；所述电池效率数据包括充电能量转换效率ce、放电能量输出效率de以及充放电循环效率衰减率ed；所述电池电气数据包括内阻增长率rg、电压尖峰脉冲幅度vs以及低电压持续时长lv。

9、优选的，所述电池内部安全数据包括电池极柱最高温升速率tr、电池内部空腔最高气压波动值bf以及微电流泄漏率ml；所述电池环境适应性数据包括湿度吸附速率ha、电池热失控触发温度cs以及电池外部环境气压差极限值al；所述电池外观安全数据包括外壳形变率sd和极耳焊接断裂体积fv。

10、优选的，所述电池性能数据分析节点用于建立电池性能数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池性能数据导入电池性能数据计算模型中，得到电池性能系数值；所述电池性能数据计算模型具体表示为：

11、，

12、其中，表示第i次计算的电池性能系数值，eci表示第i次采集的电解液电导率，sui表示第i次采集的活性物质利用率，gri表示第i次采集的气体析出速率。

13、优选的，所述电池效率数据分析节点用于建立电池效率数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池效率数据导入电池效率数据计算模型中，得到电池效率系数值；所述电池效率数据计算模型具体表示为：

14、，

15、其中，表示第i次计算的电池效率系数值，cei表示第i次采集的充电能量转换效率，dei表示第i次采集的放电能量输出效率，edi第i次采集的充放电循环效率衰减率。

16、优选的，所述电池电气数据分析节点用于建立电池电气数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池电气数据导入电池电气数据计算模型中，得到电池电气系数值；所述电池电气数据计算模型具体表示为：

17、，

18、其中，表示第i次计算的电池电气系数值，rgi表示第i次采集的内阻增长率，vsi表示第i次采集的电压尖峰脉冲幅度，lvi表示第i次采集的低电压持续时长。

19、优选的，所述电池内部安全数据分析节点用于建立电池内部安全数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池内部安全数据导入电池内部安全数据计算模型中，得到电池内部安全系数值；所述电池内部安全数据计算模型具体表示为：

20、，

21、其中，表示第i次计算的电池内部安全系数值，tri表示第i次采集的电池极柱最高温升速率，bfi表示第i次采集的电池内部空腔最高气压波动值，mli表示第i次采集的微电流泄漏率。

22、优选的，所述电池环境适应性数据分析节点用于建立电池环境适应性数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池环境适应性数据导入电池环境适应性数据计算模型中，得到电池环境适应性系数值；所述电池环境适应性数据计算模型具体表示为：

23、，

24、其中，表示第i次计算的电池环境适应性系数值，hai表示第i次采集的湿度吸附速率，csi表示第i次采集的电池热失控触发温度，ali表示第i次采集的电池外部环境气压差极限值。

25、优选的，所述电池外观安全数据分析节点用于建立电池外观安全数据计算模型，将电池数据采集模块传输的电池外观安全数据导入电池外观安全数据计算模型中，得到电池外观安全系数值；所述电池外观安全数据计算模型具体表示为：

26、，

27、其中，表示第i次计算的电池外观安全系数值，sdi表示第i次采集的外壳形变率，fvi表示第i次采集的极耳焊接断裂体积。

28、优选的，所述电池故障智能监测分析单元用于建立电池故障智能监测计算模型，将电池数据分析模型传输的电池性能系数值、电池效率系数值、电池电气系数值、电池内部安全系数值、电池环境适应性系数值以及电池外观安全系数值导入电池故障智能监测计算模型中，得到电池故障智能监测合理度指数值，所述电池故障智能监测计算模型具体表示为：

29、，

30、其中，r为电池故障智能监测合理度指数值，k1=，k2=，k3=，k4=，k5=，k6=，表示第i次计算的电池性能系数值，表示第i次计算的电池效率系数值，表示第i次计算的电池电气系数值，表示第i次计算的电池内部安全系数值，表示第i次计算的电池环境适应性系数值，表示第i次计算的电池外观安全系数值，i表示从第i个数开始，n表示到第n个数结束。

31、本发明的技术效果和优点：

32、1、本发明通过数据批次划分模块把电池数据划分成各异的监测批次，显著提升了数据处理的精准性与效率；通过数据采集模块多方位采集包括电池性能数据、电池效率数据、电池电气数据、电池内部安全数据、电池环境适应性数据以及电池外观安全数据，通过多维度的数据采集方式降低了传统监测系统数据采集的局限性，为后续的精确分析奠定了坚实而丰富的信息基础；

33、2、通过电池数据分析模块对采集到的数据展开深入剖析，进而得出电池性能系数值、电池效率系数值、电池电气系数值、电池内部安全系数值、电池环境适应性系数值以及电池外观安全系数值，清晰地展现出电池的性能表现以及可能存在的故障隐患；通过综合评估模块对电池数据分析模块的输出结果进行全面考量与深度融合，大幅增强了分析结果的可信度与准确性；

34、3、通过实时监测模块持续追踪电池的工作状态，一旦发现异常情况，立即发出警报信号，管理人员和相关决策人员能够第一时间掌握电池的运行状况和潜在故障，及时采取措施对电池进行检修和优化，为实现高效智能的电池监测管理以及科学合理的决策提供强大助力。