新能源汽车大数据应用与分析技术

随着我国对新能源汽车推广力度的不断加大，具备绿色环保特性的新能源汽车是未来汽车产业发展的必然趋势，它将逐步取代传统燃油汽车成为寻常百姓的日常出行交通工具。相比于传统汽车，电动汽车的电气化程度更高，机械结构相对简单，可以采集的数据项更丰富，可以支持多方面、深层次的数据分析需求。新能源汽车大数据平台近年来发展迅速，大数据挖掘方法在新能源汽车大数据管理平台的数据展示、运行数据分析、故障数量统计等方面具有得天独厚的数据优势。利用新能源汽车大数据分析为消费者提供车辆运行状态分析以及安全预警等服务能够促进新能源汽车产业的发展，优化新能源汽车的使用体验。

目前由于动力电池技术水平的限制，新能源汽车面临着充电时间长和续驶里程不足的问题。此外新能源汽车一系列安全事故的发生使得其安全问题，尤其是动力电池的安全问题得到了研究人员和消费者的高度重视。

1.安全预警与管理

新能源汽车的优点在于无尾气排放、噪声小，满足环境保护要求。然而，相比于传统汽车，由于用电设备设施的增加，新能源汽车同时也存在动力电池发热量大、线路多、电器控制系统复杂等缺点。一旦车辆设计不合理，装配不合理，车辆使用、操作不当或日常车辆维护不当或发生碰撞等意外，电池或各类电器控制设备就极容易在工作运行时发生火灾，给驾驶员和乘客带来安全隐患。近年来频繁发生的新能源汽车火灾事故也给车辆生产企业敲响了警钟。因此如何实现对新能源汽车安全隐患的有效监控并提前预警是亟须解决的问题，目前大多数安全预警和管理研究都是基于实验数据开展的。随着大数据挖掘技术和方法的发展，越来越多的大数据方法被应用到我们的实际生活和工程应用当中。从新能源汽车的电池安全角度分析，可以利用当前大数据中的云计算技术和电动汽车车载终端设计一种电池安全预警系统，实现对电池运行、充放电、检修、防盗等全方面监测、数据云同步、云服务端的高性能数据分析、事故预警和全领域电池追踪，以提高人身和电池安全，减少电池事故发生数量，加快救援速度，延长电池寿命。用以保障新能源汽车的电池安全，实现新能源汽车的安全预警与管理。

2.车辆运行管理和统计

新能源汽车的运营统计分析系统主要实现车辆整体性能统计分析、电池组性能统计分析、车辆运营统计分析、统计报表分析及图表打印等功能。电池性能的统计分析模块是新能源汽车特有的，该模块给出了电池组充电的统计分析结果、电池组放电的统计分析结果、不同电池组行驶里程统计分析结果以及电池组性能评价统计分析结果。系统处理的数据主要来自监控子系统通过车载终端收到的实时数据及定期传回的历史数据，统计分析的结果相应地以直方图、曲线图、报表的形式给出。通过以上分析结果，可以充分了解新能源汽车的整车性能以及运行情况，而通过上述运行统计分析可以实现新能源汽车设计最优化。而要实现这样的运行统计功能，就需要建立起相应的大数据平台，对相应的数据进行收集与分析。

3.车辆技术分析

（1）电池SOC估计

电池的荷电状态（State of Charge，SOC）是电池动力性能，是估计汽车续驶里程的重要指标，对其估算的准确性直接影响驾驶员对电池状态的掌握和行驶计划的制定，甚至关乎其对电动汽车的接受程度。但是，电池SOC不能直接测量，只能通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数进行估算。并且这些参数还会受到充放电倍率、电池老化、环境温度变化及汽车行驶状态等多种不确定因素的影响。因此，SOC的准确估计成为当下新能源汽车企业和相关研究机构研究的重点。目前，动力电池SOC估计方法主要有放电实验法、安时积分法、开路电压法、线性模型法和卡尔曼滤波方法等，这些方法往往基于实验采集数据，在实时性、适用性和估算精度等方面尚存不足。随着大数据时代的到来，新能源汽车数据采集和大数据处理技术得到了迅猛的发展，基于数据驱动方法的SOC估计模型的优势逐渐显现，如基于大数据的神经网络方法、支持向量回归法以及模糊逻辑算法等，都能够快速、方便、高精度地估算SOC。

（2）续驶里程预测(www.xing528.com)

续驶里程是指新能源汽车上动力电池以全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走过的里程，是新能源汽车的经济性指标之一。对续驶里程的精确预测是新能源汽车发展的必然趋势。根据从出发地到目的地之间的所有与路径相关的数据，由大数据技术来决定哪些信息是重要的并且提取关键特性，可以输入相关预测模型来估计续驶里程。收集天气、路况、道路类型（高速公路或市区道路）、道路等级等多种不同数据，同时把车辆行驶的历史（整车历史能耗值、历史行驶工况）、实时数据以及车辆和电池的性能考虑在内，并通过大数据技术对其进行整理分析，最终得到精度较高的估算值。

（3）动力电池系统运行管理

电池管理系统（Battery Management System，BMS）通过检测电池组中各单体电池的状态来确定整个电池系统的状态，并根据它们的状态对动力电池系统进行对应的控制调整和策略实施，实现对动力电池系统及各单体的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。作为新能源汽车的核心之一，电池管理系统在很多功能方面仍存在不足。在新能源汽车蓬勃发展的当下，可以通过海量实时数据、历史数据和技术的积累对电池管理系统的功能进行不断完善，如优化硬件设计、提高软件的自适应性和提高数据挖掘与分析能力。

4.充电站（桩）运营管理

充电桩运营是指以城市为单位，建立充电桩（站）的基础信息、运营等数据应用服务一体化，以充电桩运营（监控）中心为支撑，从充电桩监管到开展运营业务，为设备厂家、新能源汽车用户、新能源汽车销售门店和政府部门提供大数据分析、行业调查、统计报告和应用集成等多元化服务。

整体来看，充电桩运营涉及对分散在市区内的充电设施的资产（设备）管理、计量计费、支付结算、统计分析、运行管理、用户管理、客户服务、集中监控、维护保养、查询、呼叫中心等功能，为新能源汽车充电服务网络的运营管理提供有力的支撑，保证新能源汽车充电运营的高效有序，实现运营智能化、规范化管理。

对于用户来说，通过智能手机实现空闲充电桩查询、站点导航、预约充电、扫码充电、移动支付、远程控制、用户反馈等多种功能，将会使充电变得高效、便捷；而对于营运商而言，实现充电数据实时监控、即时推送用户充电安全警示、实时追踪运营车辆、远程控制车桩安全等多种管理功能，将会大大提高服务质量。同时，基于充电站运营大数据，分析用户的充电行为，包括充电时间、充电方式（快慢充）以及充电量等，可以发现营运中存在的问题并有针对性地制定解决措施，提高充电站（桩）的服务能力和流量^[1]。

[1]参考http：//www.zhev.com.cn/news/show-1488695818-2.html