一种锂电池化成分容数据采集系统及方法与流程

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1.本发明涉及锂电池化成分容领域，尤其是涉及一种锂电池化成分容数据采集系统及方法。

背景技术：

2.现有锂电池的化成分容生产过程数据采集频率都是生产全过程数据采集频率单一且不可变，存在数据采集量庞大，占用工控机及数据库内存，降低工控机长期运行稳定性，大量密集数据在分析处理时耗时耗力及不便工程技术人员针对性分析；对于化成分容过程出现异常情况时，不能单独采集更多更详细数据以便分析异常原因；在化成分容工步跳转阶段不能定制化提高采集频率精准监控工步跳转过程数据细微趋势；对于具有锂电池的化成分容充放电过程可控制数据采集频率变化且采集频率与工步跳转及异常故障报警相关联的数据采集方法还不存在。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种锂电池化成分容放电再利用系统”，其公开号为cn111969691a，包括无法单独采集详细数据以分析数据异常原因，无法在采集监控工步跳转过程的数据与数据变化趋势等问题。

技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术中，锂电池化成分容过程的数据采集无法单独采样详细数据以分析数据异常原因，对锂电池的化成分容充放电过程无法进行监控工步跳转过程的数据采集以及数据变化趋势等问题，提供了一种锂电池化成分容数据采集系统及方法，能够同时根据化成分容过程的不同工步跳转阶段数据采集频率变化进行采集设置，且在化成分容过程出现异常故障报警时，对数据采集频率和采集时间范围频率进行调整。
5.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锂电池化成分容数据采集系统，其特征是，包括数据采集模块、数据管理模块和报警模块；数据采集模块，用于采集锂电池化成分容过程中各类配置数据，采集数据后将数据发送到数据管理模块；数据管理模块，包括数据存储模块和数据分析模块，所述数据存储模块根据用户所需求的设置频率将数据存入存储模块，所述数据分析模块对当前采集或存储数据进行评估和数据预处理，并将采集到的异常数据发送到报警模块；报警模块，接收数据管理模块发送的异常数据，并做出相应的报警反馈。
6.数据采集模块通过传感器采集锂电池化成分容充放电过程中的各类数据，并将采集后的数据发送到数据管理模块进行统一管理，数据管理模块接收来自数据采集模块采集的数据，通过管理数据对当前的锂电池化成分容状态，当锂电池化成分容的充放电过程中产生数据异常时，将错误报告数据发送到报警模块进行报警处理，提醒工作人员及时维护，提高系统智能性和泛用性，减少工作异常带来的损失。
7.作为优选，所述采集系统还包括通讯模块，所述数据采集模块和报警模块通过所述通讯模块将采集数据、异常数据和报警反馈数据发送到数据管理模块。
8.一种锂电池化成分容数据采集方法，整体方法具体包括四个阶段：阶段p1：数据采集缓存阶段，抓取采集化成配置数据；阶段p2：数据采集低频阶段，根据不同的采集需求，降低数据采集的频率；阶段p3：工步跳转数据采集变高频阶段，在化成分容过程工步跳转时，触发并执行数据采集频率变更命令，将数据采集频率提高到客户需求的数据采集频率；阶段p4：异常警报数据采集变高频阶段，化成分容过程中出现异常报警，将异常报警前一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率。
9.作为优选，所述阶段p1、阶段p3和阶段p4完成当前阶段的采集后，采集到的数据传输保存至存储模块中。
10.作为优选，所述阶段p1采集化成分容配置数据包括电压、电流、温度、容量和阻抗，该阶段数据采集频率为0.1s，具体包括以下步骤：步骤s1-1：将所有采集到的数据缓存在缓存模块中,所述缓存时间根据用户需求配置；步骤s1-2：当缓存模块中的数据达到缓存时间时，将新采集到的数据将到期数据进行更新替换；步骤s1-3：在替换新数据的同时，所述数据替换前会根据用户所需求的设置频率将数据传输存入存储模块。
11.作为优选，所述阶段p3的数据采集频率变更将上一工步结束前一段时间数据以及下一工步开始一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率，同时将其采集的数据传输保存至存储模块中。
12.作为优选，采集方法具体包括以下内容：在工步单一工步化成分容无异常情况下，数据采集系统为低频设置范围，且每个工步也可以根据用户需求灵活匹配不同的数据采集频率，其不同工步变频触发指令为工步截止条件；相邻工步间跳转情况下，数据采集频率为高频设置范围，收集当前工步结束前10～120s以及下一工步开始后10～120s的高频数据；当上述任意工步出现异常报警时，数据采集频率为高频设置范围，数据采集高频触发指令为波动报警信号，在当前任意工步出现异常报警时触发数据采集高频，收集异常报警前10～180s的高频数据。
13.数据采集方法根据用户需求变频，有效大量减少参考意义小的数据量同时保证关键数据采集的数据量，低频频率为10s也可根据用户需求设定更低的低频数据采集；与现有传统的化成分容数据采集技术相比，正产情况下本发明数据量减少50％以上。
14.因此，本发明的有益效果如下所示：减少不具参考意义的数据量及降低其采集频率，提高中控机长期稳定性及存储模块的使用率；自动减少无参考意义数据量，缩短了工程技术人员分析处理数据的时间；对于化成分容过程出现异常情况时能根据用户需求设定频率采集更多更详细数据以便分析异常原因；在化成分容工步跳转阶段能定制化提高采集频率精准监控工步跳转过程数据细
微趋势。
附图说明
15.图1是本发明的采集系统结构示意图；图2是本发明的工步流程图；图3是本发明的工步跳转曲线示意图。
具体实施方式
16.下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体的描述。
17.如图1所示，本发明包括一种锂电池化成分容数据采集系统，其特征是，包括数据采集模块、数据管理模块和报警模块；数据采集模块，用于采集锂电池化成分容过程中各类配置数据，采集数据后将数据发送到数据管理模块；数据管理模块，包括数据存储模块和数据分析模块，所述数据存储模块根据用户所需求的设置频率将数据存入存储模块，所述数据分析模块对当前采集或存储数据进行评估和数据预处理，并将采集到的异常数据发送到报警模块；报警模块，接收数据管理模块发送的异常数据，并做出相应的报警反馈。
18.数据采集模块通过传感器采集锂电池化成分容充放电过程中的各类数据，并将采集后的数据发送到数据管理模块进行统一管理，数据管理模块接收来自数据采集模块采集的数据，通过管理数据对当前的锂电池化成分容状态，当锂电池化成分容的充放电过程中产生数据异常时，将错误报告数据发送到报警模块进行报警处理，提醒工作人员及时维护，提高系统智能性和泛用性，减少工作异常带来的损失。
19.所述采集系统还包括通讯模块，所述数据采集模块和报警模块通过所述通讯模块将采集数据、异常数据和报警反馈数据发送到数据管理模块。
20.本发明还包括一种一种锂电池化成分容数据采集方法，具体包括以下四个阶段：数据采集缓存阶段：抓取采集化成分容电压、电流、温度、容量、阻抗等配置数据，此阶段数据采集频率高达0.1s，且此阶段所有数据都会先缓存在缓存模块中，缓存时间根据用户要求配置，缓存模块中数据达到缓存时间将被新采集的数据更新替换，同时缓存模块中数据更新替换前会按用户所需设置的频率进行传输存在存储模块；数据采集低频阶段：同一工步且无异常时数据量相对较大，此阶段数据采集频率根据需求可设定相对较低频率，以减少参考意义小的数据量；工步跳转数据采集变高频阶段：化成分容过程工步跳转时，上一工步结束时触发数据采集频率变更命令，将上一工步结束前一段时间数据及下一工步开始一段时间的数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率，其采集的数据传输保存至存储模块中；异常报警数据采集变高频阶段：化成分容过程电流、电压等出现异常报警时，报警信号触发数据采集频率变更命令，将异常报警前一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率，其采集的数据传输保存至存储模块中。
21.如图2和图3所示，在工步(1～n)单一工步化成分容无异常情况下，数据采集频率为低频设置范围(0～600s)，且每个工步也可以根据用户需求灵活匹配不同的数据采集频
率，其不同工步变频触发指令为工步截止条件；单一工步稳定运行时，充放电数据曲线相对较稳定，数据参考意义相对较小，通过此阶段数据采集低频来减少整体数据量；相邻工步间跳转时，数据采集频率为高频设置范围(0.1～10s)，工步间跳转时电压、电流等参数变化较大，需采集相对较多的数据量以便进行分析，即在当前工步结束时触发数据采集高频，收集当前工步结束前10～120s及下一工步开始后10～120s的高频数据；任意工步出现异常报警时，数据采集频率为高频设置范围(0.1～10s)，需采集相对较多的数据量以便进行出现异常原因分析，数据采集高频触发指令为异常波动报警信号，即在当前任意工步出现异常报警时触发数据采集高频，收集异常报警前10～180s的高频数据。
22.下面结合示例图进一步阐述本发明，具体示例图如下所示：下面结合示例图进一步阐述本发明，具体示例图如下所示：本发明所述方法在以上示例流程中，从工步1～10每单一工步且无异常时，其数据采集频率为10s/次；在1工步跳转至2工步过程收到1工步结束时触发的指令后控制模块调用工步跳转数据变频参数1s/次，采集1工步结束前60s及2工步开始后60s的数据传输给存储模块保存，其他2工步跳转3工步等以此类推，其数据采集频率可根据用户使用情况进行不同设定；当整个示例流程过程任意时间出现异常保护报警，报警信号触发控制模块调用异常报警数据采集变频参数0.1s/次，从缓存模块中采集异常报警前60s的数据传输给存储模块保存。
23.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改；因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些等同修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内；此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

技术特征：

1.一种锂电池化成分容数据采集系统，其特征是，包括数据采集模块、数据管理模块和报警模块；数据采集模块，用于采集锂电池化成分容过程中各类配置数据，采集数据后将数据发送到数据管理模块；数据管理模块，包括数据存储模块和数据分析模块，所述数据存储模块根据用户所需求的设置频率将数据存入存储模块，所述数据分析模块对当前采集或存储数据进行评估和数据预处理，并将采集到的异常数据发送到报警模块；报警模块，接收数据管理模块发送的异常数据，并做出相应的报警反馈。2.根据权利要求1所述的一种锂电池化成分容数据采集系统，其特征是，所述采集系统还包括通讯模块，所述数据采集模块和报警模块通过所述通讯模块将采集数据、异常数据和报警反馈数据发送到数据管理模块。3.一种锂电池化成分容数据采集方法，其特征是，整体方法具体包括四个阶段：阶段p1：数据采集缓存阶段，抓取采集化成配置数据；阶段p2：数据采集低频阶段，根据不同的采集需求，降低数据采集的频率；阶段p3：工步跳转数据采集变高频阶段，在化成分容过程工步跳转时，触发并执行数据采集频率变更命令，将数据采集频率提高到客户需求的数据采集频率；阶段p4：异常警报数据采集变高频阶段，化成分容过程中出现异常报警，将异常报警前一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率。4.根据权利要求3所述的一种锂电池化成分容数据采集方法，其特征是，所述阶段p1、阶段p3和阶段p4完成当前阶段的采集后，采集到的数据传输保存至存储模块中。5.根据权利要求3或4所述的一种锂电池化成分容数据采集方法，其特征是，所述阶段p1采集化成分容配置数据包括电压、电流、温度、容量和阻抗，该阶段数据采集频率为0.1s，具体包括以下步骤：步骤s1-1：将所有采集到的数据缓存在缓存模块中,所述缓存时间根据用户需求配置；步骤s1-2：当缓存模块中的数据达到缓存时间时，将新采集到的数据将到期数据进行更新替换；步骤s1-3：在替换新数据的同时，所述数据替换前会根据用户所需求的设置频率将数据传输存入存储模块。6.根据权利要求3或4所述的一种锂电池化成分容数据采集方法，其特征是，所述阶段p3的数据采集频率变更将上一工步结束前一段时间数据以及下一工步开始一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率，同时将其采集的数据传输保存至存储模块中。7.根据权利要求3所述的一种锂电池化成分容数据采集方法，其特征是，采集方法具体包括以下内容：在工步单一工步化成分容无异常情况下，数据采集系统为低频设置范围，且每个工步也可以根据用户需求灵活匹配不同的数据采集频率，其不同工步变频触发指令为工步截止条件；相邻工步间跳转情况下，数据采集频率为高频设置范围，收集当前工步结束前10~120s以及下一工步开始后10~120s的高频数据；当上述任意工步出现异常报警时，数据采集频率为高频设置范围，数据采集高频触发
指令为波动报警信号，在当前任意工步出现异常报警时触发数据采集高频，收集异常报警前10~180s的高频数据。

技术总结

本发明公开了一种锂电池化成分容数据采集系统，包括数据采集模块、数据管理模块和报警模块；本发明还包括一种锂电池化成分容数据采集方法，整体方法具体包括四个阶段：阶段P1：数据采集缓存阶段，抓取采集化成配置数据；阶段P2：数据采集低频阶段，根据不同的采集需求，降低数据采集的频率；阶段P3：工步跳转数据采集变高频阶段，在化成分容过程工步跳转时，触发并执行数据采集频率变更命令，将数据采集频率提高到客户需求的数据采集频率；阶段P4：异常警报数据采集变高频阶段，化成分容过程中出现异常报警，将异常报警前一段时间数据采集频率提高至用户需求的数据采集频率。率提高至用户需求的数据采集频率。率提高至用户需求的数据采集频率。