1.一种电池远程服务和智能管理系统，根据电池的使用机理，参考实际工况要求，结合相关电化学、物联网、大数据、云计算、实时定位技术而设计，包括四个子系统：业务数据采集系统，业务数据计算系统，业务数据分析系统，业务数据呈现系统；其中：一、所述业务数据采集系统，包括如下模块：

(1)供电模块

供电模块为业务数据采集系统提供各种电源；所述电源采用完善的滤波、与电池地线完全隔离、脉冲瞬态抑制措施，以确保供电品质，满足系统使用要求；

(2)主控MCU

主控MCU采用STM32F1系列单片机，用于对业务数据采集的控制，还包括对数据的处理；

主要完成下述任务：

数据采集；

GPRS通信：通过无线通信模块，建立业务数据采集系统与业务数据分析系统之间的无线通信链路；定时将电池的工况数据上传，或者接收下达的指令，按照通信协议的要求作出相应的响应；

软件版本远程升级：接收业务数据分析系统下发升级软件包，经过校核，对业务数据采集系统的软件在线升级；

(3)数据采集模块

采集的数据包括：电池的电流、全电压、半电压、温度四个模拟量，以及两个开关量：液位和除硫接触器状态；其中：具体通过高精度的16位ADC采集电池电流，通过隔离放大器与MCU内部的12位ADC采集电池的全电压、半电压、电池温度，通过光电隔离采集两个开关量：液位和除硫接触器状态；

模块采用光电耦合和隔离放大器，确保不受电池工作环境的电磁干扰，硬件输入电路都采用保护措施，有效防止器件在强干扰发生时受到的损伤；采集到的数据都经过软件数字滤波，提高采集数据的有效性；

二、所述业务数据计算系统，是一个嵌入式软件系统；

(1)系统上电后，首先对系统进行初始化，然后建立与业务数据分析系统的TCP/IP连接，并对系统校时，校时成功后开始进入主循环；系统采用USART1、USART2、定时器作为中断，实时响应串口接收数据请求，作出相应处理；实时响应定时器溢出请求，设置标志位，供主循环判别，或者对软件定时器进行处理，执行相应的回调函数；

(2)校时成功后，判别0.5秒标志位，如果已经置位，则清除该标志位，开始对电压、电流进行数据采集，或按照定时要求，对温度以及对液位状态进行采集，经过数字滤波后存储；

(3)数据采集完成后，进入系统状态机；

系统的工作包括充电、放电、维修三种状态；充电状态又细分为充电、完全充电、待用、除硫四个状态；放电状态细分为放电、深度放电、放电闲置三个状态；

系统根据采集的数据和持续时间要求，在各个状态之间切换，在到达各种状态后，进行相关的数据计算、处理与数据记录；

(4)启动除硫计算

系统进入充电状态后，根据采集数据，按照特定的算法，对电池健康度进行计算，用于对是否存在电池单体落后进行判别，根据充放电循环次数确定是否需要维护性除硫，或者按照业务分析系统的管理页面发送的除硫命令启动除硫过程；

除硫类型有四种：

维护性除硫：电池组每循环一定次数后启动维护性除硫；

低健康度除硫：电池组在完全充电且深度放电时，根据采集数据，按照特定的算法，对电池健康度进行评估计算，当健康度低于设定阈值时，启动低健康度除硫；

单体落后除硫：电池组在待用2个小时后，自动检测单体落后，如发生单体落后，则启动单体落后除硫；

自控除硫：从管理页面发起除硫请求，赋予一定的除硫量，启动自控除硫；

三、所述业务数据分析系统，具体内容包括：

(一)电池状态数据分析、查询

对电池进行个体电池数据分析；根据电池使用客户的组织机构，在各自的层级上对应的群体对电池的充电、放电、闲置时长和容量分析、故障分类统计；数据分析的对象包括“电池远程服务和智能管理系统”中的各个实体包括电池、接触器、物联网卡；对电池进行分析的维度可以是品牌、规格型号、软件版本、运行状态、电子围栏状态；对接触器进行分析的维度可以是型号规格、出厂日期；对物联网卡进行分析，内容包括初始流量、剩余流量、到期日、当前在用/停用的状态；对电池还进行如下维度分析：全体电池与个体电池，关于充电、放电、闲置时长、容量、能量；实时查询与历史数据查询，按年度或者月份查询；

(二)电池运行状态分析

包括电池的使用情况、健康度情况、故障情况分析，其中；

使用情况，包括电池的充电、放电、闲置时长和容量，实时的电流、电压、温度、液位信息，及健康度、循环次数、和具体位置信息；

健康度情况，包括实时和历史健康度数据，对于群体电池，将健康度的数值区间定义为七档：90％以上，80％‑90％，70％‑80％，60％‑70％，50％‑60％，40％‑50％，以及40％以下，分别呈现每个区间的健康度统计数值；电池的健康情况采用健康度大小来衡量，所述健康度是指当前最大可以释放的标准容量和额定标称容量的百分比；通过计算、评估健康度，判断电池的健康情况，决定是否对其进行除硫改善其健康水平的措施，以此来延展其使用寿命；

故障情况，包括个体电池的实时故障信息，以及按月/年度的分故障类别的统计情况，对于群体电池，则分类统计各种故障，时间维度可以选择今日/本月/本年，或某历史月度/年度；

(三)电池运行参数的分析

基于电池的物理电化学机理，同时基于大量数据分析，该系统拥有一套与电池的使用环境、使用方式及频率高度相关的运行参数，包括开关时间参数、除硫参数、计算修正参数、维护参数、计算和判断参数阀值，这些参数提供了对电池进行有针对性的、个性化的管理，使得对电池的管理更加精细化；

(四)对电池使用寿命的延展决策分析；电池使用寿命的延展主要通过除硫来实现；除硫分为低健康度、单体落后、维护性除硫、自控除硫；业务数据分析系统通过设定低健康度、单体落后、维护性除硫的判断条件，直接触发除硫；自控除硫是由人工主动介入和触发，由业务数据分析系统根据记录的电池历史数据进行分析，决定是否需要采取措施、主动下达指令，对电池进行介入式操作；

四、所述业务数据呈现系统，主要用于对数据和电池各种状态的显示，包括三块显示屏，三块显示屏均可独立工作，它们是个人电脑、移动终端及广告屏，其中广告屏做为工况实时呈现系统，置于电池管理的工作间；

所述业务数据呈现系统包括如下功能模块：概况总览，电池使用情况，电池健康度，电池故障分析，故障告警，业务详情，系统配置以及组织架构管理。

2.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，所述电池除硫采用远程在线除硫，分为三个阶段：电池低健康度除硫、单体落后除硫和电池维护性除硫；对这三个阶段除硫分别设计了除硫参数，这些参数在系统里设定；具体计算步骤如下：(1)当电池远程服务和智能管理系统检测到电池的健康度低于阈值A，或电池存在单体落后时，启动电池除硫；

(2)电池除硫启动后，由充电机在充电完成后的第一时间里进行除硫，即在线除硫；按照设计的不同除硫参数，进行除硫，这阶段除硫，称之为电池低健康度除硫；

(3)完成低健康度除硫后，电池容量得到恢复；还进行定期、定量的电池除硫维护，以抑制电池硫化生成，巩固除硫效果；这阶段中，按照不同季节设计的不同除硫参数除硫，以确保有效维护性除硫，维护性除硫参数见表1；这阶段除硫，称之为电池维护性除硫；

表1，电池除硫参数表

3.根据权利要求2所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，还包括自控除硫，即根据电池的具体情况，进行人工远程干预除硫；

所述自控除硫是在低健康度除硫完成后，视其效果分析而定，通常除硫参数取1.2～

1.5C，由专业人员执行；在系统菜单里设置有“自控除硫”页面，专业人员根据系统监察情况，选择需要做自控除硫的电池，输入除硫参数，再下发除硫指令，这样系统就在电池该次充电完成后，开始执行自控除硫，直至完成除硫任务。

4.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，所述低健康度除硫，涉及电池健康度评估，具体如下：电池在充电机完成完全充电后，又经过电池使用到使用设备仪表盘指示灯提示需要补充电止，即达到深度放电，记为X％，称为一个充放电循环次数，设期间多个放电段累计放电实际容量为Ca，将其换算为标准容量Cb，设电池的额定标称容量为C，则电池健康度ω表示为：ωi＝max(ωi，ωi+1，ωi+2，ωi+3，ωi+4)                  (2)表示取连续5个循环次数中取最大值作为当前的健康度；

i为循环次数，i＝1,2,...；

这里，所述实际放电容量Ca换算为标准放电容量Cb，定义该标准放电容量Cb的条件为：电解液的基准温度为30℃，并按照5小时率的电流恒流放电；具体计算式为：Caijk＝∣Iijk×△t∣，单位：Ah；    (3)

单位：Ah；    (4)

其中，i为循环次数，mi为第i个循环次数中对实际放电的进行分段采样的段数，nj为第j个放电段采样段中对电流的采样次数；

Cbi为第i个循环次数的放电标准容量，单位：Ah；

Caijk为第i个循环次数、第j个放电段中的第k个采样段容量，单位：Ah；

Iijk为第i个循环次数、第j个放电段中的第k个采样段容量,单位：Ah；Caijk＝∣Iijk×△t∣；

为不同型式的电池修正系数，管式电池取1.0；

ɑijk为不同放电小时率修正系数；

λijk为不同温度修正系数；

Δt＝(tk‑tk‑1)为电流采样步长；通常采样步长，充电时为1‑2秒，放电时为0.5‑1秒；

Tij0为每次充电/放电过程电解液的初始温度，单位：℃；

所述温度修正系数λijk，统一记为λ，其值如下表2所示：

表2

放电小时率修正系数ɑijk，统一记为ɑ，其满足函数式：

b

ɑijk＝a×(Iijk) +c    (5)

Iijk为电流，a、b、c为常数；

即：当电流为Iij时，其对应ɑij，放电小时率＝标称容量与放电电流之比；

根据统计和通过回归计算，取a＝‑1.82，b＝‑0.16，c＝2.52。

5.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，所述单体落后除硫，涉及电池单体落后评估；

所述电池单体落后，是指在由几个单体电池串联而成的电池组中，有某个电池电压低下时，称该电池为“单体落后”；具体而言，电池组总电压小于标称电压，且前后半段电压差△U绝对值连续10秒出现大于0.5V时，视为存在单体落后，其中：△U＝U前‑U后；

U前＝全电压‑半电压；

U后＝半电压。

6.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，所述业务数据呈现系统所呈现的内容包括：用户所有的电池数目、绑定电池的数目、以及在绑定电池中，分别处于充电、放电、待用、离线、维修状态的电池的数目；

个体电池的实时健康度；部门历史某月健康度的统计；

群体电池的某月的故障趋势和统计分布；

根据健康度和循环次数的数据分析结果呈现用户今年性能正常、性能裂化的比例分布图；

用户部门电池的当日汇总。

7.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，考虑到电池与系统设备配对的可调换性，从系统管理的角度，还提供调换与被调换的电池设备之间数据的继承性操作管理的功能，保证对电池分析的一致性；亦即在更换系统设备前，保留原配对电池的关键业务数据，更换新的护延神设备后，将这些关键业务数据导入，使得对该电池的业务管理保持延续性。

8.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，系统部署在云上，按需使用，具有无限扩展性，满足物联网框架下，海量终端扩张的需求。

9.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，为满足技术不断发展及新功能的加入的需求，还提供系统固件远程升级的功能，实现云端下载、规模化终端一键式升级；系统设备固件安装在系统终端、被部署到现场，具有远程和离散特点，当系统需要更新时，在业务数据分析系统中，选择需要升级的电池、系统设备固件目标版本，即可进行远程自动升级，同时可以检查升级执行记录，对升级失败的终端进行分析和二次升级；

根据系统设备安全的要求，还提供电子栅栏功能，实时跟踪系统设备及电池是否在规定的区域内，以及出栏的实时告警；电子栅栏功能是指，根据电池拥有者或者使用人的管理需要，设定电池的正常使用范围，通过基站定位，实时跟踪判断电池是否在该范围内，若出离该范围，则报警；在本系统中，使用范围由圆心和半径共同定义，圆心可以是工厂，或者车间所在地，由实际工作和管理需要来决定，并可根据工作场地变化原因进行修改设置。

10.根据权利要求1所述的电池远程服务和智能管理系统，其特征在于，还设置数据加密、接入权限管理方面的安全机制，包括业务数据分析系统设有权限管理功能，根据实际管理需要，对不同分工的工作人员赋予进入系统获取信息的不同权限，亦即不同分工的工作人员所能看到的业务数据范围、使用的业务功能是有所区分的，这满足了公司管理的安全性需要；

从技术框架角度，系统采用基于restful框架的分布式模块化设计，实现可视化web页面，业务数据服务，业务数据处理，物联网设备控制逻辑的分布式模块化设计并解耦合各业务模块之间的复杂度，通过端到端全维度可视化数据实现对系统物联网设备的业务管理能力，系统具备强大的通用性、可扩展性、安全性。