云端電池(CBMS)-數(shù)據(jù)驅(qū)動的電池系統(tǒng)全生命周期服務(wù)

背景介紹

隨著新能源汽車市場的迅猛發(fā)展，動力電池作為新能源汽車的核心動力部件之一，其重要性日益凸顯。但其在設(shè)計研發(fā)、售后維護和回收利用等全生命周期的核心環(huán)節(jié)仍存在著諸多亟待解決的關(guān)鍵問題。

• 在設(shè)計研發(fā)階段，日益縮短的研發(fā)周期使得設(shè)計測試，驗證實驗不夠充分，售后質(zhì)量和安全風(fēng)險增加，亟需批產(chǎn)大數(shù)據(jù)來閉環(huán)驗證設(shè)計的合理性。

• 在售后維護階段，車輛故障問題排查周期長給車主和主機廠帶來很大困擾，需要大數(shù)據(jù)監(jiān)控提前預(yù)警并給出排查方向。

• 在回收利用階段，準確評估電池老化狀態(tài)、剩余使用壽命和殘值對二手車交易和動力電池梯次利用有重要價值。

聯(lián)合汽車電子，作為電池管理系統(tǒng)的提供商，針對上述動力電池全生命周期各階段的痛點問題，基于對動力電池和BMS控制系統(tǒng)的理解，聯(lián)合AI實驗室，運用大數(shù)據(jù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)了車云結(jié)合的云端電池管理系統(tǒng)（簡稱：云端電池CBMS - Cloud Battery Management System），旨在賦能動力電池管理，提升電池包的可靠性，更好的服務(wù)新能源車主。下面我們就來看看云端電池CBMS到底有哪些亮點功能。

產(chǎn)品介紹

云端電池CBMS是一款以電池健康管理為核心，基于車輛運行數(shù)據(jù)（國標GB/T 32960、企標自定義和BMS毫秒級信號）、網(wǎng)聯(lián)信息、售后維保、設(shè)計研發(fā)等多源數(shù)據(jù)，借助云計算、大數(shù)據(jù)、AI算法、電池機理模型和車載邊緣計算等融合技術(shù)，致力于為動力電池賦能的數(shù)字化軟件產(chǎn)品。該產(chǎn)品的服務(wù)包括：云端監(jiān)控分析、云端安全預(yù)警平臺、事件黑匣子、智能售后系統(tǒng)、在線參數(shù)優(yōu)化、在線策略優(yōu)化和殘值評估等。

核心功能

1. 云端監(jiān)控分析

云端監(jiān)控分析服務(wù)提供分層數(shù)倉、電池畫像（充電畫像、放電畫像、安全畫像、批次畫像等）和智能數(shù)據(jù)分析（平臺數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)挖掘和自定義報表等）等功能，為企業(yè)提供靈活的數(shù)據(jù)查詢、分析和報表服務(wù)，提升企業(yè)在設(shè)計研發(fā)階段的效率和決策可靠性。

2.云端安全預(yù)警

云端安全預(yù)警以電池故障預(yù)警和熱失控預(yù)警為核心。電池故障預(yù)警結(jié)合物理規(guī)則、統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動的異常檢測模型（例如DBSCAN、熵值模型等），在云端實現(xiàn)50+的故障項診斷和預(yù)警，涵蓋電芯級別、模組級別和電池包級別故障，涉及溫度異常、電壓異常、電流異常、絕緣異常、SOC異常、SOH異常、熱管理異常、采樣異常等監(jiān)控大項。熱失控預(yù)警模型融合了用電行為特征模型、五維度一致性評分模型和內(nèi)短路阻值模型等，預(yù)測每輛車的熱失控風(fēng)險。通過實驗室數(shù)據(jù)和真實車輛運行數(shù)據(jù)的驗證，模型具備良好的預(yù)警效果。同時，功能會根據(jù)故障嚴重程度或熱失控風(fēng)險等級，將故障預(yù)警或熱失控預(yù)警分成4個等級。對于等級較高的安全預(yù)警，采用短信或者郵件等方式實時通知給企業(yè)，為電池包保駕護航。

3. 事件黑匣子

事件黑匣子功能將BMS中故障碼或異常事件（緊急下電、禁止上高壓、禁止充電或跛行事件等）發(fā)生時刻前后指定時間范圍內(nèi)的高頻毫秒級別數(shù)據(jù)發(fā)送至云端，實現(xiàn)云端實時監(jiān)控報警、故障云端復(fù)現(xiàn)、故障原因分析和故障數(shù)據(jù)下載等服務(wù)，提高企業(yè)售后問題排查效率。

4. 智能售后系統(tǒng)

智能售后系統(tǒng)覆蓋事前預(yù)警、事中報警和事后分析的全部過程，旨在提升企業(yè)售后問題排查效率。通過上傳至云端的GB/T 32960國標數(shù)據(jù)、企業(yè)自定義和BMS毫秒級高頻數(shù)據(jù)，基于云端安全（故障和熱失控）預(yù)警實現(xiàn)事前預(yù)警。通過事件黑匣子實現(xiàn)事中報警。通過售后4S店維修數(shù)據(jù)構(gòu)建故障處理工單系統(tǒng)，結(jié)合專家經(jīng)驗等構(gòu)建故障分析知識圖譜和專家系統(tǒng)，提供故障復(fù)現(xiàn)、故障分析、原因定位和維修指導(dǎo)等事后分析服務(wù)。

5. 參數(shù)優(yōu)化

在線參數(shù)優(yōu)化服務(wù)基于電池個體狀態(tài)進行個性化參數(shù)調(diào)整，提升電池性能。例如：

1. 在線SOC校準功能，即根據(jù)云端的磷酸鐵鋰電池的充電過程曲線，在云端構(gòu)建算法評估各電芯的實際SOC，并將評估結(jié)果下發(fā)至車端，輔助實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池在線SOC的校準。

2. 云端均衡控制功能，即根據(jù)云端的磷酸鐵鋰電池的充電過程曲線，在云端評估各電芯SOC的一致性和均衡電量，并將云端計算的均衡電量下發(fā)至車端，輔助電池的均衡控制。

3. 充電曲線優(yōu)化功能，即根據(jù)電池運行數(shù)據(jù)，在云端構(gòu)建該電池的電化學(xué)-熱-老化耦合模型，以延長電池壽命為目標，優(yōu)化電池充電曲線，并將充電曲線下發(fā)至車端，在充電時間相當(dāng)?shù)那闆r下，減緩電池衰老。

6. 策略優(yōu)化

在線策略優(yōu)化服務(wù)基于導(dǎo)航未來路況信息，實現(xiàn)預(yù)測性的控制，提升整體效能。例如：預(yù)測性電池?zé)峁芾砉δ埽锤鶕?jù)網(wǎng)聯(lián)信息和相關(guān)的功能服務(wù)，預(yù)測未來的行駛工況，估算電池溫度和SOC變化，從而確定熱管理系統(tǒng)的控制策略，讓電池包工作在高效溫度區(qū)間，從而延長續(xù)駛里程，減少充電時間，增加電池使用壽命。

7. 殘值評估

殘值評估功能包括云端SOH評估、SOH預(yù)測、電池剩余壽命預(yù)測、電池殘值評估等服務(wù)，為二手車交易和梯次利用場景提供估值參考。根據(jù)電池衰減模式（鋰離子損失、活性材料損失和內(nèi)阻增加等），提取老化特征變量，構(gòu)建物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進行SOH預(yù)測和剩余壽命預(yù)測。結(jié)合行駛里程、電池SOH、電池剩余使用壽命、一致性、電池故障情況等多維度評估電池殘值。

項目應(yīng)用及優(yōu)勢

云端電池(CBMS)產(chǎn)品適用于三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰/磷酸鐵鋰混合排布電池等，適用于純電動、插電式混合動力等多種動力拓撲結(jié)構(gòu)，也適用于充電模式和換電模式補能場景?？伸`活部署于國內(nèi)主流公有云和私有云平臺，兼容Hadoop、CDH/CDP和DataWorks等大數(shù)據(jù)平臺的部署，支持靈活的商務(wù)合作模式。

目前，該產(chǎn)品已應(yīng)用在整車項目和換電站項目上，為多家主流電池包提供安全監(jiān)控。

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