T_QGCML 2827-2023 电池数据处理方法、装置、设备及存储介质.pdf

ICS 35.220.01 CCS M32 团体标准 T/QGCML 28272023 电池数据处理方法、装置、设备及存储介质 Battery data processing method,device,equipment and storage medium 2023-12-25 发布 2024-01-09 实施 全国城市工业品贸易中心联合会 发 布 T/QGCML 28272023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 电池基本指标.1 5 处理方法.2 6 处理装置.5 7 存储介质.6 8 数据安全管理.7 T/QGCML 28272023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。本文件起草单位：深圳市菲尼基科技有限公司、深圳市振源电气有限公司、惠州市超力源科技有限公司、济源华申电源有限公司、深圳市巨尔科技有限公司。本文件主要起草人：李晶、王民康、林世孟、卢振海、杨继勇。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/QGCML 28272023 1 电池数据处理方法、装置、设备及存储介质 1 范围 本文件规定了电池数据处理方法、装置、设备及存储介质的术语和定义、电池基本指标、处理方法、处理装置、存储介质和数据安全管理。本文件适用于电池数据的处理方法和存储管理。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 37973 信息安全技术 大数据安全管理指南 T/CEC 176 大型电化学储能电站电池监控数据管理规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 电池 battery 指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分，随着科技的进步电池泛指能产生电能的小型装备。3.2 大数据 big data 具有数量巨大、种类多样、流动速度快、特征多变等特性,并且难以用传统数据体系结构和数据处理技术进行有效组织、存储、计算、分析和管理的数据集。3.3 数据存储 data storage 指将数据存储在计算机或其他存储设备中。3.4 存储介质 storage medium 是指存储数据的载体，比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、XD卡等。4 电池基本指标 电池参数指标 4.1 包括电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电流、容量、比能量、电池 内阻、储存性能、使用寿命等。电池性能指标 4.2 包括最大放电电流、耐过充电能力、容量 保存率、密封反应性能、防爆性能、防酸雾性能、额定容量、额定电压、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率等。电池管理系统数据统计 4.3 电池管理系统数据统计包括下列内容:T/QGCML 28272023 2 电池内电池单体最高电压、最高电压单体电池号、单体电池最低电压、最低电压单体电池号、单体电池最高温度、单体电池最低温度；电池累计充电电量、累计放电电量、最大允许充电功率、最大允许放电功率、最大充电容量、最大放电容量、故障次数、故障信息、运行时间。电池数据管理 4.4 4.4.1 应考虑数据采集、数据存储、数据统计与分析等。4.4.2 数据采集精度高、存储周期准确可靠。4.4.3 电池管理系统采集电池电压、电流、温度等模拟量数据以及故障、告警等状态量数据，具体采集内容及要求应符合 T/CEC 176 的相关规定。5 处理方法 流程图 5.1 电池数据处理方法实施的流程如图1所示：图1 电池数据处理方法实施示意图 获取初始运行数据 5.2 获取多个第一电池的运行数据，得到每个第一电池对应的初始运行数据，并将每个第一电池对应的初始运行数据发送至预置的电池管理平台。筛选数据 5.3 5.3.1 对每个第一电池对应的初始运行数据进行数据筛选，得到每个第一电池对应的标准运行数据，并将每个第一电池对应的标准运行数据存储至第一数据源。5.3.2 具体包括以下步骤：对每个第一电池对应的初始运行数据进行数据清洗，得到清洗后的初始运行数据；学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/QGCML 28272023 3 对清洗后的初始运行数据进行重复值清除和缺失值填充，得到预处理后的初始运行数据；对预处理后的初始运行数据进行特征筛选，得到每个第一电池对应的标准运行数据；将每个第一电池对应的标准运行数据存储至第一数据源。构建模型集 5.4 5.4.1 根据第一数据源构建电池分析模型集，其中电池分析模型集包括多个子电池分析模型。5.4.2 具体包括如下步骤：从第一数据源中提取多个训练数据集合，并获取多个训练模型，其中训练数据集合与训练模型一一对应；根据每个训练数据集合对每个训练模型进行模型训练，得到每个训练模型对应的子电池分析模型；对多个子电池分析模型进行模型集成，生成电池分析模型集。获取参数数据 5.5 从多个第一电池中选取待分析的电池作为第二电池，并从第一数据源中获取第二电池对应的目标运行数据，以及从预置的第二数据源中获取第二电池的电池参数数据。电池状态分析 5.6 将电池参数数据和目标运行数据输入电池分析模型集，并通过电池分析模型集中的多个子电池分析模型对第二电池进行电池状态分析，得到目标电池状态分析结果，具体流程如图2所示。图2 电池状态分析流程图 5.6.1 输入模型集 将电池参数数据和目标运行数据输入电池分析模型集。5.6.2 获取第一子电池分析模型 对电池参数数据和电池分析模型集进行模型匹配，得到第一子电池分析模型，其中，电池参数数据包括电芯出厂内阻、电芯出厂容量和电芯出厂材质。T/QGCML 28272023 4 5.6.3 数据分类 对目标运行数据进行数据分类，得到第一运行数据和第二运行数据。5.6.4 获得第三子电池分析模型 对第一运行数据进行模型匹配，得到第二子电池分析模型，以及对第二运行数据进行模型匹配，得到第三子电池分析模型。5.6.5 获取标准状态数据 将电池参数数据输入第一子分析模型进行电池标准状态预测，得到标准状态数据。5.6.6 获取充放电分析结果 将第一运行数据和标准状态数据输入第二子电池分析模型进行电池充放电习惯分析，得到充放电分析结果，流程如图3所示。图3 电池充放电习惯分析流程图 对第一运行数据进行特征提取，得到第一运行数据对应的多个第一特征数据，其中，多个第一特征数据包括充放电循环片段、充电时长、充电次数和周行驶公里数；根据多个第一特征数据和标准状态数据生成第一输入数据；将第一输入数据输入第二子电池分析模型，并通过第二子电池分析模型对第一输入数据进行电池充放电习惯分析，得到充放电分析结果。5.6.7 获得使用习惯分析结果 将第二运行数据和标准状态数据输入第三子电池分析模型进行用户使用习惯分析，得到使用习惯分析结果，具体流程如图4所示。图4 用户使用习惯分析流程图 学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/QGCML 28272023 5 对第二运行数据进行特征提取，得到第二运行数据对应的多个第二特征数据，其中，多个第二特征数据包括：充电开始时间、能耗、急加速和行驶里程；根据多个第二特征数据和标准状态数据生成第二输入数据；将第二输入数据输入第三子电池分析模型，并通过第三子电池分析模型对第二输入数据进行用户使用习惯分析，得到使用习惯分析结果。5.6.8 生成电池状态分析结果 根据充放电分析结果和使用习惯分析结果生成第二电池对应的目标电池状态分析结果。电池管理平台 5.7 将目标电池状态分析结果发送至电池管理平台，包括如下步骤：根据目标电池状态分析结果从多个候选电池维护方案中匹配目标电池维护方案；根据目标电池维护方案对目标电池进行全生命周期监控。6 处理装置 装置模块示意图 6.1 装置模块示意图如图5所示。请参阅图5：图5 电池数据处理装置示意图 获取模块 6.2 用于获取多个第一电池的运行数据，得到每个第一电池对应的初始运行数据，并将每个第一电池对应的初始运行数据发送至预置的电池管理平台。筛选模块 6.3 6.3.1 用于对每个第一电池对应的初始运行数据进行数据筛选，得到每个第一电池对应的标准运行数据，并将所述每个第一电池对应的标准运行数据存储至第一数据源。6.3.2 具体用于以下：对每个第一电池对应的初始运行数据进行数据清洗，得到清洗后的初始运行数据；对清洗后的初始运行数据进行重复值清除和缺失值填充，得到预处理后的初始运行数据；对预处理后的初始运行数据进行特征筛选，得到每个第一电池对应的标准运行数据；将每个第一电池对应的标准运行数据存储至第一数据源。构建模块 6.4 6.4.1 用于根据第一数据源构建电池分析模型集，其中电池分析模型集包括多个子电池分析模型。6.4.2 具体用于以下：从第一数据源中提取多个训练数据集合，并获取多个训练模型，其中训练数据集合与训练模型一一对应；根据每个训练数据集合对每个训练模型进行模型训练，得到每个训练模型对应的子电池分析模型；对多个子电池分析模型进行模型集成，生成电池分析模型集。选取模块 6.5 获取模块 筛选模块 构建模块 选取模块 分析模块 发送模块 匹配模块 T/QGCML 28272023 6 用于从多个第一电池中选取待分析的电池作为第二电池，并从第一数据源中获取第二电池对应的目标运行数据，以及从预置的第二数据源中获取第二电池的电池参数数据。分析模块 6.6 包括输入单元、第一分析单元和第二分析单元；用于将电池参数数据和目标运行数据输入电池分析模型集，并通过电池分析模型集中的多个子电池分析模型对第二电池进行电池状态分析，得到目标电池状态分析结果。6.6.1 输入单元 用于电池参数数据和目标运行数据输入电池分析模型集；对电池参数数据和电池分析模型集进行模型匹配，得到第一子电池分析模型，其中电池参数数据包括电芯出厂内阻、电芯出厂容量和电芯出厂材质；对目标运行数据进行数据分类，得到第一运行数据和第二运行数据；对第一运行数据进行模型匹配，得到第二子电池分析模型，以及对第二运行数据进行模型匹配，得到第三子电池分析模型；将电池参数数据输入第一子分析模型进行电池标准状态预测，得到标准状态数据。6.6.2 第一分析单元 对第一运行数据进行特征提取，得到第一运行数据对应的多个第一特征数据，其中，多个第一特征数据包括充放电循环片段、充电时长、充电次数和周行驶公里数；根据多个第一特征数据和标准状态数据生成第一输入数据；将第一输入数据输入第二子电池分析模型，并通过第二子电池分析模型对第一输入数据进行电池充放电习惯分析，得到充放电分析结果。6.6.3 第二分析单元 对第二运行数据进行特征提取，得到第二运行数据对应的多个第二特征数据，其中，多个第二特征数据包括充电开始时间、能耗、急加速和行驶里程；根据多个第二特征数据和标准状态数据生成第二输入数据；将第二输入数据输入第三子电池分析模型，并通过第三子电池分析模型对第二输入数据进行用户使用习惯分析，得到使用习惯分析结果。6.6.4 生成单元 用于根据充放电分析结果和使用习惯分析结果生成第二电池对应的目标电池状态分析结果。发送模块 6.7 用于将目标电池状态分析结果发送至电池管理平台。匹配模块 6.8 用于根据目标电池状态分析结果从多个候选电池维护方案中匹配目标电池维护方案；根据目标电池维护方案对目标电池进行全生命周期监控。7 存储介质 存储设备类型 7.1 7.1.1 包括处理器、存储器，存储应用程序、数据的存储介质、电源、有线或无线网络接口、输入输出接口、操作系统例如 Windows Serve，