基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统技术方案

本发明专利技术涉及动力电池安全检测技术，公开了一种基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，包括处理器模块，以及分别与处理器模块连接的数据采集模块、数据处理模块和状态识别模块，数据采集模块，用于采集动力电池的运行数据形成数据集合后发送至数据处理模块；数据处理模块，用于对数据集合进行预处理，得到精选数据集合；处理器模块，用于根据精选数据集合提取安全要素并进行安全特征量化得到安全量化特征；状态识别模块，用于根据安全量化特征进行动力电池的安全状态识别。本发明专利技术具有提高动力电池故障分析以及风险溯源结果的准确性，保障新能源汽车运行安全的有益效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统


[0001]本专利技术涉及动力电池安全检测
，具体涉及一种基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车技术的发展，目前市场上新能源汽车的保有量也越来越多，新能源汽车的使用率也逐步提升，因此，新能源汽车的问题也逐渐暴露了出来，特别是近年来新能源汽车起火事故的发生，给新能源汽车的使用造成了不小的困扰。新能源汽车起火的原因有很多，但是其中最主要的还是动力电池的安全状态引起的，动力电池作为新能源汽车的动力来源，其在工作过程中，会产生大量的热量，因此会对动力电池的安全造成极大的威胁。
[0003]因此，要保证新能源汽车的驾驶安全，则最重要的是对动力电池的安全状态进行精准分析识别，而现在对动力电池安全状态进行识别的手段，均是基于对动力电池的历史运行数据进行分析，但是由于新能源汽车驾驶环境多变、场景复杂，因此表征其安全状态的运行数据具有多维、冗余、异构和强耦合等特点，因此也导致这种方法基于电压电流的普通分析方法的准确率不能得到有效保障。因此，现在急需一种能够对动力电池安全状态进行精准识别的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，以提高动力电池安全状态识别结果的精准度。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，包括处理器模块，以及分别与处理器模块连接的数据采集模块、数据处理模块和状态识别模块；
[0006]数据采集模块，用于采集动力电池的运行数据形成数据集合后发送至数据处理模块；
[0007]数据处理模块，用于对数据集合进行预处理，得到精选数据集合；
[0008]处理器模块，包括存储单元和分析单元，所述存储单元，用于存放处理后的精选数据集合；所述分析单元，用于根据精选数据集合提取安全要素并进行安全特征量化得到安全量化特征；
[0009]状态识别模块，用于根据安全量化特征进行动力电池的安全状态识别。
[0010]本方案的原理及优点是：实际应用时，通过采集动力电池的基本运行数据，再对数据进行清洗和预处理，提高数据的有效性，再根据采集到的数据以及动力电池的等效电路推导计算最小二乘拟合误差，对拟合误差做非线性映射与信号放大得到安全要素向量，并根据安全要素得到一致性安全特征的绝对风险概率，再结合安全要素图像分析动力电池的安全状态并对其安全风险进行溯源。相比于现有技术，本方案的优点在于基于动力电池的
等效电路模型中电压与电流的线性关系构造了动力电池运行安全状态方程，并结合标准数据实现运行历史数据与最小二乘法拟合求解方程超参数，将所得最小二乘法拟合误差作为安全要素，实现不同电芯之间一致性状态的安全特征量化，能够准确、客观地反应动力电池的安全状态，从而对动力电池的安全状态进行精准分析，提高动力电池的安全性，从而提高新能源汽车的运行安全。
[0011]优选的，作为一种改进，状态识别模块还用于根据安全量化特征得到安全要素图像，并结合安全要素图像对动力电池的安全风险进行溯源。
[0012]优选的，作为一种改进，对数据集合进行预处理包括数据信号边界值限定、干扰脉冲识别与标记、时间间断点识别与标记和均值滤波。
[0013]优选的，作为一种改进，提取安全要素时，对动力电池的等效电路进行变换，得到最小二乘拟合误差，并对最小二乘拟合误差做非线性映射与信号放大得到安全要素向量。
[0014]优选的，作为一种改进，进行安全特征量化得到安全量化特征为，使用方差熵对得到的安全要素向量进行量化，将安全要素向量代入方差熵计算公式中得到安全量化特征。
[0015]优选的，作为一种改进，最小二乘拟合误差为：
[0016]Loss＝ΔV2ΔI2‑
(ΔV
T
ΔI)2，其中，ΔV为电压中值压差，ΔI为均值电流差。
[0017]优选的，作为一种改进，安全要素向量为Sf＝e
αLoss
，其中，α为损失放大系数常数。
[0018]优选的，作为一种改进，方差熵计算公式为λ＝E2(Sf)/E(Sf2)，其中，0≤λ≤1。
[0019]优选的，作为一种改进，安全状态识别包括以下步骤：
[0020]令p＝1
‑
λ为风险量化特征，并对时间尺度上的风险量化特征进行离散积分得到风险曲线Sp＝∑p；
[0021]取风险曲线的斜率值进行安全状态识别，令识别得到的斜率值的幅值作为一致性安全特征对应的绝对风险概率。
[0022]优选的，作为一种改进，对动力电池的安全风险进行溯源为，将绝对风险概率超过概率阈值的时刻定义为高风险点，并绘制高风险点前后局部时间内的安全要素图像，根据图像中安全要素变化局部特征对动力电池的安全风险进行溯源。
附图说明
[0023]图1为本专利技术基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统实施例一的结构示意图。
[0024]图2为本专利技术基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统实施例一的识别流程示意图。
[0025]图3为本专利技术基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统实施例一风险模式1的示意图。
[0026]图4为本专利技术基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统实施例一风险模式2的示意图。
[0027]图5为本专利技术基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统实施例一风险模式3的示意图。
具体实施方式
[0028]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0029]说明书附图中的标记包括：数据采集模块1、数据处理模块2、处理器模块3、存储单元4、分析单元5、状态识别模块6。
[0030]实施例一：
[0031]本实施例基本如附图1所示：基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，包括处理器模块3，以及分别与处理器模块3连接的数据采集模块1、数据处理模块2和状态识别模块6；
[0032]数据采集模块1，用于采集动力电池的运行数据形成数据集合后发送至数据处理模块2；
[0033]数据处理模块2，用于对数据集合进行预处理，得到精选数据集合；
[0034]处理器模块3，包括存储单元4和分析单元5，所述存储单元4，用于存放处理后的精选数据集合；所述分析单元5，用于根据精选数据集合提取安全要素并进行安全特征量化得到安全量化特征；
[0035]状态识别模块6，用于根据安全量化特征进行动力电池的安全状态识别。
[0036]如附图2所示，根据采集到的动力电池的历史运行数据，推导计算出动力电池的等效电路推导计算最小二乘拟合误差后，对拟合误差做非线性映射与信号放大得到安全要素向量，并根据安全要素得到一致性安全特征的绝对风险概率完成动力电池的安全状态分析、判定以及风险溯源，具体过程如下：
[0037]一，先利用数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，其特征在于：包括处理器模块，以及分别与处理器模块连接的数据采集模块、数据处理模块和状态识别模块；所述数据采集模块，用于采集动力电池的运行数据形成数据集合后发送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于对数据集合进行预处理，得到精选数据集合；所述处理器模块，包括存储单元和分析单元，所述存储单元，用于存放处理后的精选数据集合；所述分析单元，用于根据精选数据集合提取安全要素并进行安全特征量化得到安全量化特征；所述状态识别模块，用于根据安全量化特征进行动力电池的安全状态识别。2.根据权利要求1所述的基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，其特征在于：所述状态识别模块还用于根据安全量化特征得到安全要素图像，并结合安全要素图像对动力电池的安全风险进行溯源。3.根据权利要求1所述的基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，其特征在于：所述对数据集合进行预处理包括数据信号边界值限定、干扰脉冲识别与标记、时间间断点识别与标记和均值滤波。4.根据权利要求1所述的基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，其特征在于：提取安全要素时，对动力电池的等效电路进行变换，得到最小二乘拟合误差，并对最小二乘拟合误差做非线性映射与信号放大得到安全要素向量。5.根据权利要求1所述的基于等效电路最小二乘误差的动力电池安全状态识别系统，其特征在于：所述进行安全特征量化得到安全量化特征为，使用方差熵对得到的安全要素...

【专利技术属性】
技术研发人员：万鑫铭，闫文，王澎，抄佩佩，蒲云川，吴二东，朱亚男，黄忆，朱蜀江，王涵，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：