技术领域
[0001] 本申请涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池的故障预警方法及故障预警系统。
相关背景技术
[0002] 目前，电动车辆已经成为主流的交通工具之一，其动力电池的安全和寿命问题已经成为车辆制造商和电池厂商关注的焦点。在实际使用过程中，发现当车辆静置无车速的时候，车主开启部分车载功能时，动力电池一直有一个小电流放电的过程，导致动力电池过放。
[0003] 在构思及形成本申请的研究过程中，申请人至少发现以下问题，随着车辆产品功能的复杂化，对于当前行业内来说，由于车辆的电源管理系统（BMS）电流传感器的精度问题，无法检测到小电流存在，所以在长期小电流放电的情况下，无法准确预估SOC状态，导致动力电池中某个电芯过放至欠压，电池包无法进行充电充电补能，以至于需要进行拆包给欠压电芯补电或更换模组，产品维护成本较高，造成较大经济损失。
具体实施方式
[0019] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0020] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
[0021] 在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022] 此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
[0023] 在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
[0024] 在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0025] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0026] 第一实施例在一方面，本申请提供一种动力电池的故障预警方法，图1为本申请一实施例的动力电池故障预警方法流程图。
[0027] 如图1所示，在一实施例中，动力电池故障预警方法包括：S10：获取目标车辆动力电池的电芯检测数据以及所述动力电池的额定参数，进行第一故障判断。
[0028] 电动车辆所搭载的动力电池具有非常多的实时感应器件，这些感应器件会实时监控动力电池的多种数据，实现对电池状态的监控。示例性地，车辆电源管理系统BMS（battery management system，电源管理系统）是电动车辆不可或缺的重要部件，是管理和监控动力电池的中枢，管理、维护、监控电池各个模块，肩负着防止电池过充过放电、延长电池使用寿命、帮助电池正常运行的重任。它是连接车载电池和电动车的重要纽带，它主要的功能包括：电池物理参数实时监测、电池状态估计、在线诊断与预警、充放电与预充控制均衡管理、热管理等。BMS电源管理系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，监控电池的状态，防止电池出现过充电和过放电，以延长电池的使用寿命。BMS电源管理系统单元包括BMS电源管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组电池信息的采集模组，BMS电源管理系统通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，采集模组的输出端与BMS电源管理系统的输入端连接，BMS电源管理系统的输出端与控制模组的输入端连接，控制模组分别与电池组及电气设备连接，BMS电源管理系统可以通过无线通信模块与云端服务器连接。云端服务器可以为动力电池大数据分析平台。
[0029] 示例性地，BMS系统通过选定的通讯方式将数据从数据缓冲区传输到目标设备或系统。本申请将BMS收集到的信号实时上传到大数据平台，供平台分析。针对小电流过放的分析，平台需要采集车辆的车速、电池电压、电池电流等实时参数，可以对未处于故障状态的电池进行故障判断。对已经处于故障状态的电池可以直接进行退出故障的判断。示例性地，进行第一故障判断的过程中，当检测到的电芯检测数据超出正常的额定参数之外时，意味着动力电池的使用过程中可能存在问题。
[0030] S20：基于所述第一故障判断结果，获取负载状态信息。
[0031] 示例性地，当在第一故障判断过程中发现车辆电芯电压比较低时，可以在第二故障判断过程中，检测车辆是否存在小电流负载。
[0032] S30：根据所述负载状态信息，进行小电流过放故障判断，以生成预警结果。
[0033] 示例性地，如果确认车辆存在小电流负载情况超出预设时长，则可以确定动力电池存在小电流过放情况。
[0034] 本实施例通过响应于获取目标车辆动力电池的电芯检测数据，获取所述动力电池的额定参数；根据所述电芯检测数据和所述额定参数，进行第一故障判断；基于所述第一故障判断结果，获取负载状态信息，以进行第二故障判断，生成预警结果。能够实现实时监控电池放电情况，避免电池过放，确保电池的安全性能和寿命，从而避免由于小电流放电导致过放而产生的费用损失，提高用户体验。
[0035] 可选地，所述获取目标车辆动力电池的电芯检测数据以及所述动力电池的额定参数，进行第一故障判断的步骤之前，还包括校验所述动力电池未处于故障状态。
[0036] 示例性地，可以对未处于故障状态的电池进行故障判断。对已经处于故障状态的电池可以直接进行退出故障的判断。例如电池包内最低电芯电压高于设定的报警阈值+0.5V且持续时间大于设定阈值，则退出故障状态，结束该电池包的报警。
[0037] 可选地，所述获取目标车辆动力电池的电芯检测数据以及所述动力电池的额定参数，进行第一故障判断的步骤之前，还包括检验所述目标车辆速度是否为零。
[0038] 示例性地，在判断车辆存在小电流过放的过程中，首先排除动力电池在车辆行进的过程中的动力做功电流情况。可选地，先判断车速是否为0，不为0则直接跳出故障检测过程。
[0039] 可选地，所述获取目标车辆动力电池的电芯检测数据以及所述动力电池的额定参数，进行第一故障判断的步骤之前，还包括检验所述动力电池的环境温度处于预设温度区间。
[0040] 示例性地，动力电池需要在适当的温度环境下才能进行正常工作。目标车辆的动力电池具备了过温保护功能，从而为目标车辆提供多重保护措施，能够有效保障动力电池的安全性能和使用寿命。
[0041] 可选地，所述额定参数包括报警电压阈值和/或报警电流阈值；所述响应于获取动力电池的电芯检测数据，获取所述动力电池的额定参数的过程中，获取所述动力电池的报警电压阈值和/或报警电流阈值。
[0042] 示例性地，动力电池的主要性能包括额定容量、额定电压、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率等基本指标。可选地，根据输入的电池包型号信息从算法参数表中获取算法所需要的报警电压阈值、报警电流阈值等参数信息。
[0043] 可选地，所述电芯检测数据包括最低电芯电压和当前电流。所述获取目标车辆动力电池的电芯检测数据以及所述动力电池的额定参数，进行第一故障判断的过程中包括：若所述动力电池的最低电芯电压低于所述报警电压阈值且大于预设电压阈值，获取所述动力电池的当前电流；
若所述动力电池的当前电流小于所述报警电流阈值且大于预设电流阈值，则生成所述第一故障判断结果。
[0044] 示例性地，如电池包内最低电芯电压低于设定阈值且大于1，并且当前电流小于设定阈值且大于0，持续时间大于设定阈值，则目标车辆可能会存在小电流过放情况，需要及时进行故障确认及警示。
[0045] 可选地，所述若所述动力电池的最低电芯电压低于所述报警电压阈值且大于预设电压阈值，获取所述动力电池的当前电流的步骤之前，对所述电芯检测数据进行滤波清洗。
[0046] 示例性地，在动力电池大数据分析平台中对小电流进行实时采集和记录，同时进行滤波处理，消除噪声信号的干扰，得到更加准确的小电流数据。大数据平台通过flink（流处理计算框架）对数据进行清洗，flink是一个分布式，高性能，随时可用的以及准确的流处理计算框架，对于每一条数据都有不同的阈值范围以及规范条件，当该条数据不符合实际合理范围内，则判定为误报，并将数据进行清洗。
[0047] 可选地，所述根据所述负载状态信息，进行小电流过放故障判断，以生成预警结果的过程中，还包括检测所述目标车辆存在小电流负载工作状态，且所述小电流负载工作状态持续预设时长时，生成小电流过放故障预警信息。
[0048] 示例性地，通过目标车辆BMS中的负载检测模块，实时检测目标车辆是否存在小电流负载，如空调、灯光等负载，并记录负载状态。动力电池大数据分析平台通过数据分析算法，实时监测动力电池放电情况，判断动力电池是否存在长时间的小电流放电现象。当电池包内最低电芯电压低于设定阈值时间到达设定标准，同时存在小电流负载时，即可判断动力电池存在小电流过放情况。
[0049] 可选地，所述根据所述负载状态信息，进行小电流过放故障判断，以生成预警结果的步骤之后包括：发送所述预警结果至所述目标车辆关联的车端和/或用户终端，提醒用户对所述目标车辆的动力电池进行补电操作。
[0050] 如果发现动力电池存在长时间的小电流放电现象，由于目前的充电器在工作时需要电瓶电压去激活充电器，才能输出电流。鉴于电瓶亏电电压低于激活值时无法充电，需要用机械可调式电瓶修复充电器进行充电，然后才能用充电器进行充电。当目标车辆发生上述情况时，大数据平台会将故障数据传输给云端报警系统，通过应用程序APP以及车端大屏对对应的用户进行提醒，通知客户目标车辆的动力电池发生小电流过放，需要进行补电操作，避免动力电池过放所带来的电池欠压，以及过度欠压所导致电池包无法充电的问题，确保动力电池的安全性能和寿命。
[0051] 可选地，所述根据所述负载状态信息，进行小电流过放故障判断，以生成预警结果的步骤之后包括：发送所述预警结果至售后维修平台，以使所述售后维修平台为所述目标车辆的动力电池进行补电操作。
[0052] 如果发现电池存在长时间的小电流放电现象，由于目前的充电器在工作时需要电瓶电压去激活充电器，才能输出电流。电瓶亏电电压低于激活值时无法充电，需要用机械可调式电瓶修复充电器进行充电，然后才能用充电器进行充电。当发生上述情况时，大数据平台会将故障数据传输给云端报警系统，目标车辆对应的直营店的售后部门通过维修平台也会接收到大数据平台传输到的小电流报警信息，了解该目标车辆需要进行补电操作，可以预约用户进店对动力电池补电，避免动力电池过放所带来的电池欠压，以及过度欠压所导致电池包无法充电的问题，确保动力电池的安全性能和寿命。
[0053] 第二实施例本申请还提供一种故障预警系统，图2为本申请一实施例的故障预警系统。
[0054] 如图2所示，在一实施例中，目标车辆CR和云端CD互相连接，目标车辆CR上设置有动力电池管理装置BM、车载终端VT和动力电池BT。所述故障预警系统包括动力电池管理装置BM、车载终端VT和云端CD。
[0055] 所述动力电池管理装置BM用于检测并发送目标车辆CR的动力电池BT的电芯检测数据至云端CD。
[0056] 示例性地，动力电池管理装置BM可以是车辆电源管理系统BMS（battery management system），BMS是电动车辆不可或缺的重要部件，是管理和监控动力电池的中枢。示例性地，BMS通过选定的通讯方式将数据从数据缓冲区传输到目标设备或系统。本申请将BMS收集到的信号实时上传到大数据平台，供云端CD平台分析。
[0057] 所述车载终端VT用于收集并发送负载状态信息至所述云端CD。
[0058] 示例性地，可以在故障判断过程中，通过车载终端检测目标车辆是否存在小电流负载。
[0059] 所述云端CD用于根据动力电池BT的额定参数、所述电芯检测数据和所述负载状态信息进行小电流过放故障判断，以生成预警结果。
[0060] 示例性地，当检测到的电芯检测数据超出正常的额定参数之外时，意味着动力电池的使用过程中可能存在问题。如果确认车辆存在小电流负载情况超出预设时长，则云端可以确定动力电池存在小电流过放情况。
[0061] 本实施例通过响应于获取目标车辆动力电池的电芯检测数据，获取所述动力电池的额定参数；根据所述电芯检测数据和所述额定参数，进行第一故障判断；基于所述第一故障判断结果，获取负载状态信息，以进行第二故障判断，生成预警结果。能够实现实时监控电池放电情况，避免电池过放，确保电池的安全性能和寿命，从而避免由于小电流放电导致过放而产生的费用损失，提高用户体验。
[0062] 可选地，所述车载终端VT还用于检测并发送车速信息至所述云端CD，以使所述云端CD在目标车辆CR车速为零的情况下进行小电流过放故障判断。
[0063] 示例性地，在判断车辆存在小电流过放的过程中，首先排除动力电池在车辆行进的过程中的动力做功电流情况。可选地，先判断车速是否为0，不为0则直接跳出故障检测过程。
[0064] 可选地，所述车载终端VT还用于检测并发送所述动力电池BT的环境温度至所述云端CD，以使所述云端CD在所述环境温度处于预设温度区间的情况下进行小电流过放故障判断。
[0065] 示例性地，动力电池需要在适当的温度环境下才能进行正常工作。目标车辆的动力电池具备了过温保护功能，从而为目标车辆提供多重保护措施，能够有效保障动力电池的安全性能和使用寿命。
[0066] 可选地，所述电芯检测数据包括最低电芯电压和当前电流，所述额定参数包括报警电压阈值和/或报警电流阈值。所述云端CD在比较所述动力电池BT的最低电芯电压低于报警电压阈值且大于预设电压阈值，且所述动力电池BT的当前电流小于报警电流阈值且大于预设电流阈值时，进行所述小电流过放故障判断。
[0067] 示例性地，如电池包内最低电芯电压低于设定阈值且大于1，并且当前电流小于设定阈值且大于0，持续时间大于设定阈值，则目标车辆可能会存在小电流过放情况，需要及时进行故障确认及警示。
[0068] 可选地，所述云端CD在所述小电流负载工作状态持续预设时长时，生成小电流过放故障预警信息。
[0069] 示例性地，通过目标车辆BMS中的负载检测模块，实时检测目标车辆是否存在小电流负载，如空调、灯光等负载，并记录负载状态。动力电池大数据分析平台通过数据分析算法，实时监测动力电池放电情况，判断动力电池是否存在长时间的小电流放电现象。当电池包内最低电芯电压低于设定阈值时间到达设定标准，同时存在小电流负载时，即可判断动力电池存在小电流过放情况。
[0070] 可选地，所述云端还用于发送所述预警结果至所述目标车辆关联的车端和/或用户终端，提醒用户对所述目标车辆的动力电池进行补电操作。
[0071] 示例性地，如果发现动力电池存在长时间的小电流放电现象，由于目前的充电器在工作时需要电瓶电压去激活充电器，才能输出电流。鉴于电瓶亏电电压低于激活值时无法充电，需要用机械可调式电瓶修复充电器进行充电，然后才能用充电器进行充电。当目标车辆发生上述情况时，大数据平台会将故障数据传输给云端报警系统，通过应用程序APP以及车端大屏对对应的用户进行提醒，通知客户目标车辆的动力电池发生小电流过放，需要进行补电操作，避免动力电池过放所带来的电池欠压，以及过度欠压所导致电池包无法充电的问题，确保动力电池的安全性能和寿命。
[0072] 可选地，所述云端还用于发送所述预警结果至售后维修平台，以使所述售后维修平台为所述目标车辆的动力电池进行补电操作。
[0073] 示例性地，如果发现电池存在长时间的小电流放电现象，由于目前的充电器在工作时需要电瓶电压去激活充电器，才能输出电流。电瓶亏电电压低于激活值时无法充电，需要用机械可调式电瓶修复充电器进行充电，然后才能用充电器进行充电。当发生上述情况时，大数据平台会将故障数据传输给云端报警系统，目标车辆对应的直营店的售后部门通过维修平台也会接收到大数据平台传输到的小电流报警信息，了解该目标车辆需要进行补电操作，可以预约用户进店对动力电池补电，避免动力电池过放所带来的电池欠压，以及过度欠压所导致电池包无法充电的问题，确保动力电池的安全性能和寿命。
[0074] 第三实施例本申请还提供一种故障预警装置，所述故障预警装置包括互相连接的处理器和存储介质，其中：
所述存储介质用于存储计算机程序；所述处理器用于读取所述计算机程序并运
行，以实现如上述的动力电池的故障预警方法。
[0075] 示例性地，新能源车辆所搭载的动力电池具有非常多的实时感应器件，这些感应器件会实时监控动力电池的多种数据，实现对电池状态的监控。BMS系统通过感应器件对电池组的各项参数进行实时监测和采集，包括电压、电流、温度等。采集到的数据经过采样和转换后，存储在BMS系统的数据缓冲区中。
[0076] BMS系统通过选定的通讯方式将数据从数据缓冲区传输到目标设备或系统。本申请将BMS收集到的信号实时上传到大数据平台，供平台分析。针对小电流过放的分析，平台需要采集车辆的车速、电池电压、电池电流等实时参数。
[0077] 示例性地，故障预警装置可以根据输入的电池包型号信息从算法参数表中获取算法所需要的报警电压、电流阈值等参数信息。故障预警装置可以根据以下步骤进行相关处理。
[0078] 1.获取需要计算的电池原始数据2.判断车速是否为0，不为0则直接跳出报警
3.对未处于故障状态的电池进行故障判断，如电池包内最低电芯电压低于设定阈值且大于1，并且电流小于设定阈值且大于0，持续时间大于设定阈值，则进行故障报警，故障名称为小电流放电欠压故障，故障归因为车辆处于小电流放电状态。
4.对已经处于故障状态的电池进行退出故障的判断，如电池包内最低电芯电压高于设定的报警阈值+0.5V且持续时间大于设定阈值，则退出故障状态，结束该电池包的报警
5.通过车辆BMS中的负载检测模块，实时检测车辆是否存在小电流负载，如空调、灯光等负载，并记录负载状态。
[0079] 6.当电池包内最低电芯电压低于设定阈值时间到达设定标准，同时存在小电流负载时，即可判断电池存在小电流过放情况。
[0080] 故障预警装置通过数据分析算法，实时监测电池放电情况，判断电池是否存在长时间的小电流放电现象。
[0081] 如果故障预警装置发现电池存在长时间的小电流放电现象，由于目前的充电器在工作时需要电瓶电压去激活充电器，才能输出电流。电瓶亏电电压低于激活值时无法充电，需要用机械可调式电瓶修复充电器进行充电，然后才能用充电器进行充电。当发生上述情况时，大数据平台会将故障数据传输给云端报警系统，通过APP以及车端大屏对用户进行提醒，通知客户电池发生小电流过放，需要进行补电操作。同时直营店的售后部门通过维修平台也会接收到大数据平台传输到的小电流报警信息，了解该辆车需要进行补电操作，可以预约顾客进店对电池补电，避免电池过放所带来的电池欠压，以及过度欠压所导致电池包无法充电的问题，确保电池的安全性能和寿命。
[0082] 本实施例故障预警装置通过动力电池大数据分析平台对小电流进行实时监控和管理，可以有效保障电池的安全性能和使用寿命，降低电池出现故障的风险，为电动汽车等领域的发展提供支持。
[0083] 具体实现方法为，在动力电池大数据分析平台中对小电流进行实时采集和记录，同时进行滤波处理，消除噪声信号的干扰，得到更加准确的小电流数据。
[0084] 通过车辆BMS中的负载检测模块，实时检测车辆是否存在小电流负载，并记录负载状态。
[0085] 通过小电流数据和负载状态的分析，判断当前电池是否存在过放情况。当电池电压低于设定阈值，同时存在小电流负载时，即可判断电池存在过放情况。
[0086] 当监测到电池存在过放情况时，及时向维护人员发送告警信息，实现快速反应和处理。同时，通过不断优化系统算法和数据模型，可以进一步提升系统的监测精度和准确性，为电动汽车等领域的发展提供更加坚实的技术支撑。
[0087] 第四实施例本申请还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的动力电池的故障预警方法的步骤。
[0088] 本申请提供的动力电池的故障预警方法、故障预警装置及存储介质，通过响应于获取目标车辆动力电池的电芯检测数据，获取所述动力电池的额定参数；根据所述电芯检测数据和所述额定参数，进行第一故障判断；基于所述第一故障判断结果，获取负载状态信息，以进行第二故障判断，生成预警结果。实现了实时监控电池放电情况，避免电池过放，确保电池的安全性能和寿命，从而避免由于小电流放电导致过放而产生的费用损失，提高用户体验。
[0089] 可以理解，上述场景仅是作为示例，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的应用场景的限定，本申请的技术方案还可应用于其他场景。例如，本领域普通技术人员可知，随着系统架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
[0090] 上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0091] 本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
[0092] 本申请实施例设备中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
[0093] 在本申请中，对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述，一般只在第一次出现时进行详细描述，后面再重复出现时，为了简洁，一般未再重复阐述，在理解本申请技术方案等内容时，对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等，可以参考其之前的相关详细描述。
[0094] 在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0095] 本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。
[0096] 以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
