背景介紹

隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心動(dòng)力部件之一，其重要性日益凸顯。但其在設(shè)計(jì)研發(fā)、售后維護(hù)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(wèn)題。

• 在設(shè)計(jì)研發(fā)階段，日益縮短的研發(fā)周期使得設(shè)計(jì)測(cè)試，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不夠充分，售后質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)增加，亟需批產(chǎn)大數(shù)據(jù)來(lái)閉環(huán)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

• 在售后維護(hù)階段，車(chē)輛故障問(wèn)題排查周期長(zhǎng)給車(chē)主和主機(jī)廠帶來(lái)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(zhǔn)確評(píng)估電池老化狀態(tài)、剩余使用壽命和殘值對(duì)二手車(chē)交易和動(dòng)力電池梯次利用有重要價(jià)值。

聯(lián)合汽車(chē)電子，作為電池管理系統(tǒng)的提供商，針對(duì)上述動(dòng)力電池全生命周期各階段的痛點(diǎn)問(wèn)題，基于對(duì)動(dòng)力電池和BMS控制系統(tǒng)的理解，聯(lián)合AI實(shí)驗(yàn)室，運(yùn)用大數(shù)據(jù)和車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了車(chē)云結(jié)合的云端電池管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)：云端電池CBMS - Cloud Battery Management System），旨在賦能動(dòng)力電池管理，提升電池包的可靠性，更好的服務(wù)新能源車(chē)主。下面我們就來(lái)看看云端電池CBMS到底有哪些亮點(diǎn)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(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)（國(guó)標(biāo)GB/T 32960、企標(biāo)自定義和BMS毫秒級(jí)信號(hào)）、網(wǎng)聯(lián)信息、售后維保、設(shè)計(jì)研發(fā)等多源數(shù)據(jù)，借助云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI算法、電池機(jī)理模型和車(chē)載邊緣計(jì)算等融合技術(shù)，致力于為動(dòng)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(tái)、事件黑匣子、智能售后系統(tǒng)、在線參數(shù)優(yōu)化、在線策略?xún)?yōu)化和殘值評(píng)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(cāng)、電池畫(huà)像（充電畫(huà)像、放電畫(huà)像、安全畫(huà)像、批次畫(huà)像等）和智能數(shù)據(jù)分析（平臺(tái)數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)挖掘和自定義報(bào)表等）等功能，為企業(yè)提供靈活的數(shù)據(jù)查詢(xún)、分析和報(bào)表服務(wù)，提升企業(yè)在設(shè)計(jì)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(jì)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的異常檢測(cè)模型（例如DBSCAN、熵值模型等），在云端實(shí)現(xiàn)50+的故障項(xiàng)診斷和預(yù)警，涵蓋電芯級(jí)別、模組級(jí)別和電池包級(jí)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(xiàng)。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(píng)分模型和內(nèi)短路阻值模型等，預(yù)測(cè)每輛車(chē)的熱失控風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和真實(shí)車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，模型具備良好的預(yù)警效果。同時(shí)，功能會(huì)根據(jù)故障嚴(yán)重程度或熱失控風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，將故障預(yù)警或熱失控預(yù)警分成4個(gè)等級(jí)。對(duì)于等級(jí)較高的安全預(yù)警，采用短信或者郵件等方式實(shí)時(shí)通知給企業(yè)，為電池包保駕護(hù)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(shí)刻前后指定時(shí)間范圍內(nèi)的高頻毫秒級(jí)別數(shù)據(jù)發(fā)送至云端，實(shí)現(xiàn)云端實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)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(wèn)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(bào)警和事后分析的全部過(guò)程，旨在提升企業(yè)售后問(wèn)題排查效率。通過(guò)上傳至云端的GB/T 32960國(guó)標(biāo)數(shù)據(jù)、企業(yè)自定義和BMS毫秒級(jí)高頻數(shù)據(jù)，基于云端安全（故障和熱失控）預(yù)警實(shí)現(xiàn)事前預(yù)警。通過(guò)事件黑匣子實(shí)現(xiàn)事中報(bào)警。通過(guò)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(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)等構(gòu)建故障分析知識(shí)圖譜和專(zhuān)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(gè)體狀態(tài)進(jìn)行個(gè)性化參數(shù)調(diào)整，提升電池性能。例如：

1. 在線SOC校準(zhǔn)功能，即根據(jù)云端的磷酸鐵鋰電池的充電過(guò)程曲線，在云端構(gòu)建算法評(píng)估各電芯的實(shí)際SOC，并將評(píng)估結(jié)果下發(fā)至車(chē)端，輔助實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池在線SOC的校準(zhǔn)。

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(guò)程曲線，在云端評(píng)估各電芯SOC的一致性和均衡電量，并將云端計(jì)算的均衡電量下發(fā)至車(chē)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(yùn)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(zhǎng)電池壽命為目標(biāo)，優(yōu)化電池充電曲線，并將充電曲線下發(fā)至車(chē)端，在充電時(shí)間相當(dāng)?shù)那闆r下，減緩電池衰老。

6. 策略?xún)?yōu)化

在線策略?xún)?yōu)化服務(wù)基于導(dǎo)航未來(lái)路況信息，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性的控制，提升整體效能。例如：預(yù)測(cè)性電池?zé)峁芾砉δ?，即根?jù)網(wǎng)聯(lián)信息和相關(guān)的功能服務(wù)，預(yù)測(cè)未來(lái)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(zhǎng)續(xù)駛里程，減少充電時(shí)間，增加電池使用壽命。

7. 殘值評(píng)估

殘值評(píng)估功能包括云端SOH評(píng)估、SOH預(yù)測(cè)、電池剩余壽命預(yù)測(cè)、電池殘值評(píng)估等服務(wù)，為二手車(chē)交易和梯次利用場(chǎng)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(dòng)模型進(jìn)行SOH預(yù)測(cè)和剩余壽命預(yù)測(cè)。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(píng)估電池殘值。

項(xiàng)目應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

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(dòng)、插電式混合動(dòng)力等多種動(dòng)力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也適用于充電模式和換電模式補(bǔ)能場(chǎng)景?？伸`活部署于國(guó)內(nèi)主流公有云和私有云平臺(tái)，兼容Hadoop、CDH/CDP和DataWorks等大數(shù)據(jù)平臺(tái)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(chē)項(xiàng)目和換電站項(xiàng)目上，為多家主流電池包提供安全監(jiān)控。

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