本發(fā)明涉及到電池監(jiān)控，具體而言，涉及到一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，盡管汽車的普及率已經(jīng)很高，但電動車的便捷性依舊無法替代，特別是在城市交通擁堵和停車難的情況下。電動車的大范圍使用也帶來了一些安全問題，尤其是電池安全問題，電池在使用過程中可能會出現(xiàn)過熱、短路等現(xiàn)象，然而，市面上傳統(tǒng)電動車電池還沒有明確有效的監(jiān)測手段，電動車因電池所引起的自燃現(xiàn)象時有發(fā)生。

2、為加強(qiáng)電動車電池安全管理，保障公民生命和財產(chǎn)安全，推動電動車產(chǎn)業(yè)的健康環(huán)保發(fā)展，市場上逐漸出現(xiàn)了一些針對電動車電池的監(jiān)控裝置，能夠通過檢測電池的電壓、電流或者氣壓等其中的單一參數(shù)，并通過設(shè)定既定閾值進(jìn)行異常的判斷實現(xiàn)電池異常的監(jiān)測，但是，此種監(jiān)測手段并不具備預(yù)防監(jiān)控的作用，而且檢測具有較大的誤差，當(dāng)識別到異常時，所存在的問題通常已經(jīng)發(fā)展成為較為嚴(yán)重狀態(tài)，無法得到有效干預(yù)控制。

3、因此，需要提供一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控方法及系統(tǒng)，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的為提供一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控方法及系統(tǒng)，旨在解決上述背景技術(shù)中提到的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

3、一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控方法，包括：

4、數(shù)據(jù)處理平臺分別配置預(yù)設(shè)電池的安全氣味濃度對應(yīng)的氣味濃度閾值，以及安全溫度對應(yīng)的溫度閾值；

5、獲取歷史電池數(shù)據(jù)，基于所述歷史電池數(shù)據(jù)、氣味濃度閾值和溫度閾值進(jìn)行劃分預(yù)設(shè)預(yù)警等級，其中，所述歷史電池數(shù)據(jù)包括歷史氣味數(shù)據(jù)和歷史溫度數(shù)據(jù)；

6、基于氣味芯片和溫度傳感器實時獲取電池的當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)，并對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)標(biāo)定時間戳；

7、對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)定預(yù)處理后的所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)與所述氣味濃度閾值為第一對比結(jié)果，設(shè)定預(yù)處理后的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)分別與所述溫度閾值為第二對比結(jié)果，當(dāng)所述第一對比結(jié)果和所述第二對比結(jié)果任一超過對應(yīng)閾值時，應(yīng)急管理系統(tǒng)啟動應(yīng)急安全管理程序；

8、所述應(yīng)急安全管理程序?qū)⑺霎?dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)融合獲得綜合指標(biāo)，并基于所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間戳獲得所述綜合指標(biāo)的綜合變化率，結(jié)合所述預(yù)設(shè)預(yù)警等級、綜合指標(biāo)以及綜合變化率計算得到當(dāng)前預(yù)警等級。

9、進(jìn)一步地，所述獲取歷史電池數(shù)據(jù)，基于所述歷史電池數(shù)據(jù)、氣味濃度閾值和溫度閾值進(jìn)行劃分預(yù)設(shè)預(yù)警等級的步驟，包括：

10、獲取歷史電池數(shù)據(jù)，并對所述歷史電池數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗處理；

11、將所述歷史電池數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)電池狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)注得到分類數(shù)據(jù)集；

12、計算所述歷史電池數(shù)據(jù)的每個特征在所述分類數(shù)據(jù)集中的條件概率，構(gòu)建決策模型；

13、基于所述決策模型，對所述歷史電池數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類劃分為若干簇，計算每個所述歷史電池數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點與若干所述簇的距離，并根據(jù)最小距離重新分配所述歷史電池數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點，其中，不同的簇為不同的預(yù)設(shè)預(yù)警等級；

14、調(diào)整所述簇的中心位置，根據(jù)聚類結(jié)果，將每個所述歷史電池數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點映射到對應(yīng)的所述預(yù)設(shè)預(yù)警等級。

15、進(jìn)一步地，所述對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)標(biāo)定時間戳的步驟，包括：

16、對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)的時間間隔進(jìn)行分段，形成多個數(shù)據(jù)窗口；

17、在每個所述數(shù)據(jù)窗口的起始時間和結(jié)束時間分別標(biāo)定時間戳，記錄所述數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的氣味數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的采集時間；

18、將每個所述數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的所述氣味數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)與對應(yīng)的所述時間戳進(jìn)行存儲。

19、進(jìn)一步地，所述對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的步驟，包括：

20、對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；

21、采用預(yù)設(shè)算法對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢測和剔除；

22、將所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，并對濾波后的所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。

23、進(jìn)一步地，所述應(yīng)急安全管理程序?qū)⑺霎?dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)融合，基于所述時間戳，并根據(jù)融合數(shù)據(jù)的變化趨勢和所述預(yù)設(shè)預(yù)警等級，計算當(dāng)前預(yù)警等級的步驟，包括：

24、根據(jù)所述歷史氣味數(shù)據(jù)和歷史溫度數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)度，分別預(yù)設(shè)所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)的權(quán)重，其中，所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)的權(quán)重大于所述當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)的權(quán)重；

25、基于所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)的權(quán)重和所述當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)的權(quán)重，對所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)融合計算得到綜合指標(biāo)；

26、調(diào)用所述當(dāng)前氣味數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)的時間戳和前一時刻的氣味數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的時間戳，計算兩個所述時間戳之間的時間差所對應(yīng)綜合指標(biāo)的綜合變化率；

27、將所述綜合指標(biāo)映射至所述預(yù)設(shè)預(yù)警等級，并結(jié)合所述綜合變化率與所述預(yù)設(shè)預(yù)警等級之間的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算生成所述當(dāng)前預(yù)警等級。

28、本發(fā)明還提出了一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

29、氣味監(jiān)控系統(tǒng)和溫度監(jiān)控系統(tǒng)，所述氣味監(jiān)控系統(tǒng)包括氣味芯片和多級濃度預(yù)警模組，所述溫度監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度傳感器和多級溫度預(yù)警模組，其中，所述氣味芯片用于監(jiān)測識別氣味特征；

30、數(shù)據(jù)處理平臺，所述數(shù)據(jù)處理平臺分別與所述氣味芯片和所述溫度傳感器通信連接，所述數(shù)據(jù)處理平臺存儲有根據(jù)電池的安全氣味濃度以及安全溫度設(shè)定的預(yù)設(shè)閾值；

31、應(yīng)急管理系統(tǒng)，所述應(yīng)急管理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理平臺、多級濃度預(yù)警模組和多級溫度預(yù)警模組分別連接；

32、其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理平臺讀取并比對所述氣味芯片和/或所述溫度傳感器的數(shù)據(jù)超過所述預(yù)設(shè)閾值時，所述數(shù)據(jù)處理平臺將比較結(jié)果反饋至所述應(yīng)急管理系統(tǒng)，所述應(yīng)急管理系統(tǒng)根據(jù)所述比較結(jié)果分別對應(yīng)控制所述多級濃度預(yù)警模組和/或多級溫度預(yù)警模組進(jìn)行分級響應(yīng)。

33、進(jìn)一步地，所述氣味監(jiān)控系統(tǒng)還包括預(yù)警后氣味監(jiān)測模塊，所述溫度監(jiān)控系統(tǒng)還包括預(yù)警后溫度監(jiān)測模塊，所述預(yù)警后氣味監(jiān)測模塊和所述預(yù)警后溫度監(jiān)測模塊分別與所述數(shù)據(jù)處理平臺通信連接；

34、其中，所述預(yù)警后氣味監(jiān)測模塊用于在所述多級濃度預(yù)警模組響應(yīng)后監(jiān)測氣味特征，所述預(yù)警后溫度監(jiān)測模塊用于在所述多級溫度預(yù)警模組響應(yīng)后監(jiān)測溫度變化。

35、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理平臺包括讀取模塊、比對模塊、效果判斷模塊和通知模塊，所述氣味芯片和所述溫度傳感器分別與所述讀取模塊通信連接，所述比對模塊與所述讀取模塊和所述應(yīng)急管理系統(tǒng)連接，所述效果判斷模塊與所述預(yù)警后氣味監(jiān)測模塊和所述預(yù)警后溫度監(jiān)測模塊分別連接，所述通知模塊通信連接至終端設(shè)備。

36、進(jìn)一步地，所述應(yīng)急管理系統(tǒng)包括邊緣控制模塊、預(yù)警提示模塊、斷電模塊和保護(hù)裝置電源模塊，所述邊緣控制模塊、預(yù)警提示模塊、斷電模塊和保護(hù)裝置電源模塊分別與所述數(shù)據(jù)處理平臺連接，所述預(yù)警提示模塊與所述多級濃度預(yù)警模組和所述多級溫度預(yù)警模組連接。

37、進(jìn)一步地，所述多級濃度預(yù)警模組和所述多級溫度預(yù)警模組連接有預(yù)警裝置，所述預(yù)警裝置包括蜂鳴器和警報燈，所述蜂鳴器和所述警報燈均與所述多級濃度預(yù)警模組和所述多級溫度預(yù)警模組連接；

38、所述多級濃度預(yù)警模組包括低級濃度預(yù)警模塊、中級濃度預(yù)警模塊和高級濃度預(yù)警模塊，所述多級溫度預(yù)警模組包括低級溫度預(yù)警模塊、中級溫度預(yù)警模塊和高級溫度預(yù)警模塊；

39、其中，當(dāng)所述低級濃度預(yù)警模塊和/或所述低級溫度預(yù)警模塊響應(yīng)時，所述通知模塊、蜂鳴器和警報燈工作，當(dāng)所述中級濃度預(yù)警模塊和/或所述中級溫度預(yù)警模塊響應(yīng)時，所述通知模塊、斷電模塊、蜂鳴器和警報燈工作，當(dāng)所述高級濃度預(yù)警模塊和/或所述高級溫度預(yù)警模塊響應(yīng)時，所述通知模塊、斷電模塊、保護(hù)裝置電源模塊、蜂鳴器和警報燈工作。

40、有益效果：

41、在本發(fā)明一種基于監(jiān)測危險氣味的電動車電池監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過氣味芯片和溫度傳感器對電動車電池進(jìn)行實時的監(jiān)測，通過多模態(tài)數(shù)據(jù)融合，將氣味數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，設(shè)定低級預(yù)警、中級預(yù)警和高級預(yù)警三種預(yù)警等級，根據(jù)氣味濃度閾值和溫度閾值的不同情況進(jìn)行分級報警，總體來說，采用多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)與分級預(yù)警機(jī)制，顯著提升了電動車電池的安全監(jiān)控能力，實現(xiàn)了對電池潛在故障的提前預(yù)判和有效應(yīng)對，保障了電動車的使用安全。