本发明专利技术公开了一种电池安全管理系统及方法，涉及电池管理技术领域，基于优化算法多次循环迭代后，为电池输出最优充电策略，电池在充电过程中将电池划分为若干监测区域，实时获取监测区域的多项数据后，将多项数据带入TOPSIS算法计算每个监测区域的相对贴近指数，依据权重系数将每个监测区域的相对贴近指数进行综合加权计算后，预测电池在充电过程中是否会出现异常，并基于预测结果生成相应的管理策略。管理系统能够在电池充电过程中，结合电池历史充电数据来动态调整充电策略，在保障电池充电安全性的同时保障电池充电效率，并对电池进行充电异常预测，使得电池在发生异常前能够及时进行处理，进一步保障电池安全。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池管理，具体涉及一种电池安全管理系统及方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池等先进电池技术的快速发展，电池的能量密度、充放电速度和使用寿命都有了显著提升，然而，这些优势同时也带来了安全隐患，如热失控、短路、过充、过放等问题，可能导致电池起火、爆炸或性能衰退，管理系统（battery-safety-management-system,bsms）是针对电池使用过程中可能出现的安全风险而设计的综合管理解决方案；
2、现有技术存在以下缺陷：
3、1、为了延长电池的使用寿命和安全性，电池在充电过程中，针对不同的电量范围（包括涓流充电、快速充电和补充充电）具有对应的充电策略，现有管理系统通常是基于预设的充电策略（通常由电池生产厂家预设）在不同电量范围选择相应充电速度对电池充电，然而，该种充电方式一是无法保障电池在每个阶段均以最优充电速度充电，二是可能会降低电池的整体充电效率，降低用户体验度；
4、2、现有管理系统在充电过程中通常只是对电池整体的电压、温度等参数进行监测，然而，这种监测会使得对电池的预警性不足，当电池出现异常时，可能会伴随电池起火、爆炸等安全性问题，无法保障电池的安全充电。
5、基于此，本专利技术提出一种电池安全管理系统及方法，能够在电池充电过程中，结合电池历史充电数据来动态调整充电策略，在保障电池充电安全性的同时保障电池充电效率，并对电池进行充电异常预测，使得电池在发生异常前能够及时进行处理，进一步保障电池安全。
技术实现思路</p>1、本专利技术的目的是提供一种电池安全管理系统及方法，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电池安全管理系统及方法，所述管理方法包括以下步骤：
3、管理系统通过电池数据库获取电池不同阶段充电限制条件，基于充电限制条件使用随机生成工具生成若干充电策略，利用损失函数计算每个充电策略的损失值后，基于优化算法多次循环迭代后，为电池输出最优充电策略；
4、电池在充电过程中，管理系统通过最优充电策略控制电池在不同阶段的充电速度，并将电池划分为若干监测区域，实时获取监测区域的多项数据后，将多项数据带入topsis算法计算每个监测区域的相对贴近指数，分析每个监测区域相对于电池的重要性后，为每个监测区域生成对应的权重系数；
5、依据权重系数将每个监测区域的相对贴近指数进行综合加权计算后，预测电池在充电过程中是否会出现异常，若预测电池会出现异常，则基于预测结果生成相应的管理策略。
6、在一个优选的实施方式中，利用损失函数计算每个充电策略的损失值，包括以下步骤：
7、获取每个充电策略历史的充电时长、充电设备损耗指数以及温度警示频率；
8、将充电时长、充电设备损耗指数以及温度警示频率输入损失函数，损失函数计算后输出损失值，表达式为：，式中，为损失值，为充电时长，为充电设备损耗指数，为温度警示频率，、、分别为充电时长、充电设备损耗指数以及温度警示频率的调节系数，且、、均大于0。
9、在一个优选的实施方式中，基于优化算法多次循环迭代后，为电池输出最优充电策略，包括以下步骤：
10、将所有充电策略的损失值求和后获取损失总值，通过损失值比上损失总值获取每个充电策略的比例值，将比例值映射到虚拟轮盘的扇形区域上，充电策略的比例值越大，在虚拟轮盘上所占扇形区域面积越大，启动虚拟轮盘转动，当虚拟轮盘转动停止时，将虚拟指针指向扇形区域对应的充电策略从虚拟轮盘上删除，重复启动虚拟轮盘，当虚拟轮盘上保留的充电策略数量等于预设的数量阈值时，停止充电策略删除步骤，并将虚拟轮盘上保留的充电策略先进行两两交换操作，然后再将交换操作完成的充电策略进行变异操作，最后，将变异操作完成的所有充电策略建立集合，并重新通过损失函数计算集合中所有充电策略的损失值，重复上述步骤进行循环迭代，当任一次输出集合中存在损失值小于等于损失阈值的充电策略，或迭代次数等于次数阈值时，判断满足收敛条件，管理系统输出多组集合，并将多组集合整合为一个充电策略集合，选择充电策略集合中损失值最小的充电策略作为最优充电策略。
11、在一个优选的实施方式中，实时获取监测区域的多项数据后，将多项数据带入topsis算法计算每个监测区域的相对贴近指数，包括以下步骤：
12、实时获取监测区域的多项数据，多项数据包括温度变化速率以及内阻变化速率，即监测区域的指标包括温度变化速率以及内阻变化速率；
13、将监测区域与多项数据构建关联矩阵x，对关联矩阵进行标准化处理获取标准化矩阵z，对标准化矩阵z中的每个指标分配权重，获取加权矩阵g；
14、基于加权矩阵g获取正向解和负向解，计算监测区域到正向解距离和负向解距离，则监测区域的相对贴近指数计算表达式为：，式中，为相对贴近指数，为到正向解距离，为到负向解距离。
15、在一个优选的实施方式中，对关联矩阵进行标准化处理获取标准化矩阵z，表达式为：，式中，表示第i个监测区域的第j个指标标准化后的值，表示第i个监测区域的第j个指标值，为监测区域数量；
16、对标准化矩阵z中的每个指标分配权重，使得所有权重的总和为1，表达式为：，式中，为指标数量，为第j个指标的权重，则加权矩阵g的表达式为：，式中，表示第i个监测区域的第j个标准化指标加权后的值，为第j个指标的权重；
17、基于加权矩阵g获取正向解和负向解，表达式为：，式中，为正向解，为负向解，是温度变化速率集合，是内阻变化速率指标集合，表示取最小值，表示取最大值；
18、计算监测区域到正向解距离和负向解距离，表达式为：，式中，为到正向解距离，为到负向解距离，表示第j个标准化指标加权后的值，表示所有监测区域中指标j的最小值，表示所有监测区域中指标j的最大值。
19、在一个优选的实施方式中，分析每个监测区域相对于电池的重要性后，为每个监测区域生成对应的权重系数，包括以下步骤：
20、获取监测区域历史异常导致电池无法使用次数以及历史异常导致电池引发安全问题次数；
21、将历史异常导致电池无法使用次数与历史异常导致电池引发安全问题次数进行归一化处理，使历史异常导致电池无法使用次数与历史异常导致电池引发安全问题次数的取值范围映射到[0,1]之间，获取无法使用次数归一化值以及引发安全问题次数归一化值，将取无法使用次数归一化值以及引发安全问题次数归一化值求和获取监测区域的重要性指数；
22、将所有监测区域的重要性指数求和获取指数总和，将重要性指数比上指数总和获取监测区域的权重系数。
23、在一个优选的实施方式中，依据权重系数将每个监测区域的相对贴近指数进行综合加权计算后，预测电池在充电过程中是否会出现异常，包括以下步骤：
24、获取每个监测区域的权重系数以及相对贴近指数后，进行综合加权计算获取电池的整体异常因子，表达式为：，式中，为第个监测区域的权重系数，为第本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电池安全管理方法，其特征在于：所述管理方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：利用损失函数计算每个充电策略的损失值，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：基于优化算法多次循环迭代后，为电池输出最优充电策略，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：实时获取监测区域的多项数据后，将多项数据带入TOPSIS算法计算每个监测区域的相对贴近指数，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：对关联矩阵进行标准化处理获取标准化矩阵Z，表达式为：，式中，表示第i个监测区域的第j个指标标准化后的值，表示第i个监测区域的第j个指标值，为监测区域数量；
6.根据权利要求5所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：分析每个监测区域相对于电池的重要性后，为每个监测区域生成对应的权重系数，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：依据权重系数将每个监测区域的相对贴近指数进行综合加权计算后，预测电池在充电过程中是否会出现异常，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：所述充电时长为电池从电量0%到电量100%所用时长；
9.根据权利要求8所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：管理系统通过电池数据库获取电池不同阶段充电限制条件，基于充电限制条件使用随机生成工具生成若干充电策略，包括以下步骤：
10.一种电池安全管理系统，用于实现权利要求1-9任一项所述的管理方法，其特征在于：包括充电策略生成模块、充电策略优化输出模块、计算模块、预测模块；
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【技术特征摘要】
1.一种电池安全管理方法，其特征在于：所述管理方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：利用损失函数计算每个充电策略的损失值，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：基于优化算法多次循环迭代后，为电池输出最优充电策略，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：实时获取监测区域的多项数据后，将多项数据带入topsis算法计算每个监测区域的相对贴近指数，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种电池安全管理方法，其特征在于：对关联矩阵进行标准化处理获取标准化矩阵z，表达式为：，式中，表示第i个监测区域的第j个指标标准化后的值，表示第i个监测区域的第j个指标值，为监测区域数量；
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯金华，王东东，雷新宇，姚晗，
申请(专利权)人：上海镐喆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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