CN114047446B - 电动车的电池包异常检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动车的电池包异常检测方法、装置及存储介质，涉及车辆检测技术领域。电动车的电池包异常检测方法通过设置在电动车上的声音采集装置采集音频信号，对音频信号进行特征识别确定音频信号的音频类型，当音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出异常音频的异常位置，异常音频包括碰撞音频或者刮擦音频，当判断出异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常。本申请利用采集到的音频信号进行分析，根据音频的不同特性可以得到音频信号的类型，从而确定具体的异常情况。然后在根据音频信号定位异常位置，从而实现对电池包的异常检测。

Description

电动车的电池包异常检测方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种电动车的电池包异常检测方法、装置及存储介质。

背景技术

新能源电动车为了乘员安全，电动车的动力蓄电池一般都在车身前部下方，而没有设置在乘员舱。电池外部都会用金属壳体封装成电池包，以保护内部电池。但是，设置在车下方的电池包容易受到缘石冲击等异常机械冲击，可能导致电池内部部件受到损伤，进而发生起火事件。目前，应对电池包异常的相关处理方式有：第一，驾驶员初步判断电池包可能受到异常机械冲击后，前往维修店检查电池。但是，这种方式是要看驾驶员的意愿，担心去修理可能会发生费用，有些驾驶员不会马上去售后进行点检，可能导致电池起火等安全问题。第二，电池发生异常时，通过仪表显示来提醒用户，也会基于RTM(Real TimeMonitor，实时监控系统)数据活用于原因解析。但是这种方式是属于电池壳体内部的电池已经发生异常后的对应，可能随时发生电池起火事件。第三，在电池包上设置振动传感器检测电池包是否受到碰撞，但是这种方式仅能检测电池包是否受到碰撞，而不能检测电池包的具体碰撞情况或者其他受损情况。此外，这种方式要求振动传感器必须设置在电池包上，由于电池包本身容易受到撞击，振动传感器也容易损坏，导致电池包异常检测功能失效。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电动车的电池包异常检测方法、装置及存储介质，能够检测电池包异常的具体情况，且电池包异常检测功能不易受损。

一方面，本发明实施例提供了一种电动车的电池包异常检测方法，包括以下步骤：

通过设置在电动车上的声音采集装置采集音频信号；

对所述音频信号进行特征识别确定所述音频信号的音频类型；

当所述音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出所述异常音频的异常位置，其中，所述异常音频包括碰撞音频或者刮擦音频；

当所述异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常。

根据本发明一些实施例，所述电池包异常检测方法还包括以下步骤：

通过设置在电池包上的第一三轴加速度计采集第一振动信号；

通过设置在电动车车身上的第二三轴加速度计采集第二振动信号；

根据所述第一振动信号和所述第二振动信号确定电池包的振动数据；

根据所述振动数据确定电池包的第二检测结果。

根据本发明一些实施例，所述第一振动信号包括第一振动幅度和第一振动频率，所述第二振动信号包括第二振动幅度和第二振动频率，所述根据所述第一振动信号和所述第二振动信号确定电池包的振动数据包括以下步骤：

根据所述第一振动幅度和所述第二振动幅度之差确定电池包的第三振动幅度；

根据所述第一振动频率和所述第二振动频率之差确定电池包的第三振动频率。

根据本发明一些实施例，所述根据所述振动数据确定电池包的第二检测结果包括以下步骤：

当所述第三振动幅度大于预设振动幅度，或者所述第三振动频率大于预设振动频率，则所述第二检测结果异常。

根据本发明一些实施例，所述电池包异常检测方法还包括以下步骤：

当所述第一检测结果和所述第二检测结果均为异常，则控制所述电动车报警装置报警，并控制限制使用电池的电量；

当仅所述第一检测结果异常或者仅所述第二检测结果异常，则发送所述音频信号、所述第一振动信号和所述第二振动信号至远程监控平台，以获取第三检测结果。

根据本发明一些实施例，所述对所述音频信号进行特征识别确定所述音频信号的音频类型包括以下步骤：

对所述音频信号进行噪声滤波处理得到第一处理信号；

对所述第一处理信号进行混响消除处理得到第二处理信号；

将所述第二处理信号输入音频识别模型得到所述音频类型。

根据本发明一些实施例，所述音频识别模型通过以下方式获取：

获取样本数据，其中，所述样本数据包括音频训练信号和所述音频训练信号的标注类型；

将所述音频训练信号输入初始化后的音频识别模型，得到音频类型识别结果；

根据所述音频类型识别结果和所述标注类型确定模型的损失值；

根据所述损失值更新所述音频识别模型的参数，直到所述损失值小于预设损失值停止更新，得到训练后的所述音频识别模型。

根据本发明一些实施例，所述电池包异常检测方法还包括以下步骤：

当所述第一检测结果或者所述第二检测结果异常，则根据所述异常音频的发生时间，存储在所述发生时间的预设时间段内采集的音频信号，得到预存音频信号；

根据所述预存音频信号更新所述样本数据。

另一方面，本发明实施例还提供电动车的电池包异常检测方法装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如前面所述的电动车的电池包异常检测方法。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如前面所述的电动车的电池包异常检测方法。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：通过设置在电动车上的声音采集装置采集音频信号，对音频信号进行特征识别确定音频信号的音频类型，当音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出异常音频的异常位置，异常音频包括碰撞音频或者刮擦音频，当判断出异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常。本申请利用采集到的音频信号进行分析，根据音频的不同特性可以得到音频信号的类型，从而确定具体的异常情况。然后在根据音频信号定位异常位置，从而实现对电池包的异常检测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动车的电池包异常检测方法流程图；

图2是本发明实施例提供的电动车的电池包异常检测装置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明实施例的电动车的电池包异常检测方法可应用于电动车的电池包异常检测系统中，示例性地，电动车的电池包异常检测系统包括BMS(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统)、仪表盘、触摸控制屏、通讯模块、声音采集装置和远程监控平台，电池管理系统、仪表盘、触摸控制屏、通讯模块和声音采集装置均连接到电动车的控制总线上，电池管理系统、仪表盘、触摸控制屏和通讯模块之间的数据可以通过控制总线进行传递。声音采集装置包括多个声音采集模块，声音采集模块可以采用MEMS硅麦克风。

电池管理系统用于获取电池参数，电池参数包括电压、温度和电流，并对电池的工作情况进行异常分析。

仪表盘用于显示电池的电压和电流大小。

触摸控制屏内置处理器，用于根据声音采集装置采集的音频信号，利用声源定位技术和音频识别模型，对电池包进行异常检测。

通讯模块用于将电动车的数据传输到远程监控平台上。

进一步地，声音采集装置设置在电池包的壳体内侧，以提高音频类型检测的准确度。

进一步地，声音采集装置包括第一声音采集模块和第二声音采集模块，第一声音采集采集模块设置在电池包上，第二声音采集模块设置电动车的乘员舱内。电池包发生机械损坏时，第一声音模块采集到的音频信号明显不同于第二声音采集模块采集到的音频信号，通过设置在两个不同位置的第一声音采集模块和第二声音采集模块，通过将第一声音采集模块设置在电池包，第二声音采集模块设置在乘员舱，可以提高声源定位和音频识别的准确度。

进一步地，电动车的电池包异常检测系统还包括第一三轴加速度计和第二三轴加速度计，第一三轴加速度计和第二三轴加速度计均连接到控制总线上，第一三轴加速度机设置在电池包内，第二三轴加速度计设置在电动车车身。根据有第一三轴加速度计和第二三轴加速度计的检测结果提高电池包异常检测准确度。可以理解的是，电动车车身指除电池包外的其他位置。

本发明实施例的电池包异常检测方法，可应用于上述电动车的电池包异常检测系统的电池管理系统或者触摸控制屏中，可以应用在其他具备数据功能的中，本发明实施例不做具体限制。参照图1，本发明实施例的电池包异常检测方法包括但不限于步骤S110、步骤S120、步骤S130和步骤S140。

步骤S110，通过设置在电动车上的声音采集装置采集音频信号。

步骤S120，对音频信号进行特征识别确定音频信号的音频类型。

步骤S130，当音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出异常音频的异常位置。

步骤S140，当异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常。

在一些实施例中，音频类型包括异常音频和除异常音频外的正常音频，异常音频包括碰撞声音频、刮擦声音频和晃动声音频等，更细分地，碰撞声音频还可以包括金属物撞击声和地板撞击声，刮擦声也可包括尖锐物刮擦声和缘石刮擦声，不同的声音类型具有不同的音频特征，通过对音频信号的特征识别可以确定音频信号的音频类型。当音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出异常音频的异常位置。当异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常。声源定位技术可以采用基于时间差(TDOA)的声源定位方法，基于时间差的声源定位方法原理为声波以一定速度在空气中传播，到达设置的声音采集模块不同位置，声音采集模块获取到的音频信号相位不同，根据这些声音采集模块对同一声音录制的相位差别，可以求得同一声音到每对声音采集模块的时间差值。得到时间差后，可以确定这个声源处于以这对声音采集模块所处位置为焦点，到达时间差所对应的声音传输距离参数的在双曲面上。使用多对声音采集模块得到多个双曲面，声源位置就处于这些双曲面的相交点。此外，声源定位技术也可以采用仿人双耳声源定位、基于声压幅度比的定位等方法。

根据本发明一些具体实施例，电池包异常检测方法还包括但不限于步骤S210、步骤S220、步骤S230和步骤S240。

步骤S210，通过设置在电池包上的第一三轴加速度计采集第一振动信号。

步骤S220，通过设置在电动车车身上的第二三轴加速度计采集第二振动信号。

步骤S230，根据第一振动信号和第二振动信号确定电池包的振动数据。

步骤S240，根据振动数据确定电池包的第二检测结果。

在本实施例中，在电池包上设置第一三轴加速度，在电动车车身上设置第二三轴加速度，通过采集的第一振动信号和第二振动信号，能够得到第二检测结果，即进一步确定电池包是否发生异常的机械损坏。

根据本发明一些具体实施例，第一振动信号包括第一振动幅度和第一振动频率，第二振动信号包括第二振动幅度和第二振动频率，步骤S230包括但不限于步骤S310和步骤S320。

步骤S310，根据第一振动幅度和第二振动幅度之差确定电池包的第三振动幅度。

步骤S320，根据第一振动频率和第二振动频率之差确定电池包的第三振动频率。

根据本发明一些具体实施例，步骤S240包括但不限于步骤S410。

步骤S410，当第三振动幅度大于预设振动幅度，或者第三振动频率大于预设振动频率，则第二检测结果异常。

在本实施例中，通过第一振动信号和第二振动信号可以确定电池包和电动车车身之间是否发现相对运动。具体地，根据第一振动幅度和第二振动幅度之差确定电池包的第三振动幅度，根据第一振动频率和第二振动频率之差确定电池包的第三振动频率。利用振动幅度可以检测电池是否发生撞击或者松动，当第三振动幅度大于预设振动幅度，表明电池包受到异常的碰撞。利用振动频率可以检测电池是否发生刮擦，当第三振动频率大于预设振动频率，表明电池包受到异常刮擦。因此，第三振动幅度大于预设振动幅度或者第三振动频率大于预设振动频率，即第二检测结果异常。

根据本发明一些具体实施例，电池包异常检测方法还包括但不限于步骤S510和步骤S520。

步骤S510，当第一检测结果和第二检测结果均为异常，则控制电动车报警装置报警，并控制限制使用电池的电量。

步骤S520，当仅第一检测结果或者仅第二检测结果异常，则发送音频信号、第一振动信号和第二振动信号至远程监控平台，以获取第三检测结果。

在本实施例中，根据音频信号得到第一检测结果异常，同时根据三轴加速度计得到第二检测结果也异常，表明电池包大概率受到异常的机械损坏，此时控制仪表盘或者触摸控制屏等报警装置显示异常信息，以提醒驾驶员进行检查，同时限制使用电池的电量，例如仅允许使用30％～80％的SOC(State ofcharge，荷电状态)，以便让用户维修。此外，可以将报警信息发送至远程监控平台，以提醒工作人员对该电动车进行监控。

在本实施例中，当仅有第一检测结果异常，或者仅有第二检测结果异常，表明电池包可能受到异常的机械损坏，或者损坏轻微，则向远程监控平台发送音频信号、第一振动信号和第二振动信号。远程监控平台的工作人员对接收到的信号进行分析，确定电池包是否异常，并向电动车反馈第三检测结果。

根据本发明一些具体实施例，步骤S120包括但不限于步骤S610、步骤S620和步骤S630。

步骤S610，对音频信号进行噪声滤波处理得到第一处理信号。

步骤S620，对第一处理信号进行混响消除处理得到第二处理信号。

步骤S630，将第二处理信号输入音频识别模型得到音频类型。

在本实施例中，声音采集装置采集的音频信号包括多种不需要分析的环境噪声，先采用滤波器滤除环境噪声，得到第一处理信号。然后对第一处理信号进行混响消除处理得到第二处理信号。将第二处理信号输入音频识别模型得到音频类型。

具体地，音频识别模型通过以下步骤获取：

获取样本数据，其中，样本数据包括音频训练信号和音频训练信号的标注类型。

将音频训练信号输入初始化后的音频识别模型，得到音频类型识别结果。

根据音频类型识别结果和标注类型确定模型的损失值。

根据损失值更新音频识别模型的参数，直到损失值小于预设损失值停止更新，得到训练后的音频识别模型。

优选地，音频识别模型的训练过程可以由远程监控模块完成，远程监控平台的数据处理能力一般大于电动车上处理器的数据处理能力，因此，利用远程监控平台完成音频识别模型的训练，能够提高训练速度以及减轻电动车处理器的负荷。

根据本发明一些实施例，电池包异常检测方法还包括但不限于步骤S710和步骤S720。

步骤S710，当第一检测结果或者第二检测结果异常，则根据异常音频的发生时间，存储在发生时间的预设时间段内采集的音频信号，得到预存音频信号。

步骤S720，根据预存音频信号更新样本数据。

在本实施例中，随着实际的使用，需要对音频识别模型进行更新以提高模型识别的准确度。音频识别模型训练的更新需要获取新的样本数据，因此，当第一检测结果或者第二检测结果异常，则根据异常音频的发生时间，存储在发生时间的预设时间段内采集的音频信号，得到预存音频信号，然后根据预存音频信号更新样本数据。示例性地，当第一检测结果异常，则采集并存储异常音频前10秒到后10秒时间段内的音频信号，得到预存音频信号。将预存音频信号发送至远程监控平台，远程监控平台的工作人员根据接收到的预存音频信号进行处理和类型标注后，得到样本数据，从而更新音频识别模型。

参照图2，图2是本发明一个实施例提供的电动车的电池包异常检测装置的示意图。本发明实施例的电动车的电池包异常检测装置包括一个或多个控制处理器和存储器，图2中以一个控制处理器及一个存储器为例。

控制处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该电动车的电池包异常检测装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的装置结构并不构成对电动车的电池包异常检测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

实现上述实施例中应用于电动车的电池包异常检测装置的电动车的电池包异常检测方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被控制处理器执行时，执行上述实施例中应用于电动车的电池包异常检测装置的电动车的电池包异常检测方法。

此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的电动车的电池包异常检测方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过设置在电动车上的声音采集装置采集音频信号，其中，所述声音采集装置包括第一声音采集模块和第二声音采集模块，所述第一声音采集模块设置在电池包上，所述第二声音采集模块设置在电动车的乘员舱内；

对所述音频信号进行特征识别确定所述音频信号的音频类型，其中，所述音频类型包括正常音频和异常音频，所述异常音频包括碰撞声音频、刮擦声音频和晃动声音频；

当所述音频类型为异常音频，则基于声源定位技术确定发出所述异常音频的异常位置；

当所述异常位置与电池包位置相同，则电池包的第一检测结果异常；

通过设置在电池包上的第一三轴加速度计采集第一振动信号；

通过设置在电动车车身上的第二三轴加速度计采集第二振动信号；

根据所述第一振动信号和所述第二振动信号确定电池包的振动数据；

根据所述振动数据确定电池包的第二检测结果；

当所述第一检测结果和所述第二检测结果均为异常，则控制所述电动车的报警装置报警，并控制限制使用电池的电量；

当仅所述第一检测结果异常或者仅所述第二检测结果异常，则发送所述音频信号、所述第一振动信号和所述第二振动信号至远程监控平台，以获取第三检测结果。

2.根据权利要求1所述的电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，所述第一振动信号包括第一振动幅度和第一振动频率，所述第二振动信号包括第二振动幅度和第二振动频率，所述根据所述第一振动信号和所述第二振动信号确定电池包的振动数据包括以下步骤：

根据所述第一振动幅度和所述第二振动幅度之差确定电池包的第三振动幅度；

根据所述第一振动频率和所述第二振动频率之差确定电池包的第三振动频率。

3.根据权利要求2所述的电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，所述根据所述振动数据确定电池包的第二检测结果包括以下步骤：

当所述第三振动幅度大于预设振动幅度，或者所述第三振动频率大于预设振动频率，则所述第二检测结果异常。

4.根据权利要求1所述的电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，所述对所述音频信号进行特征识别确定所述音频信号的音频类型包括以下步骤：

对所述音频信号进行噪声滤波处理得到第一处理信号；

对所述第一处理信号进行混响消除处理得到第二处理信号；

将所述第二处理信号输入音频识别模型得到所述音频类型。

5.根据权利要求4所述的电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，所述音频识别模型通过以下方式获取：

获取样本数据，其中，所述样本数据包括音频训练信号和所述音频训练信号的标注类型；

将所述音频训练信号输入初始化后的音频识别模型，得到音频类型识别结果；

根据所述音频类型识别结果和所述标注类型确定模型的损失值；

根据所述损失值更新所述音频识别模型的参数，直到所述损失值小于预设损失值停止更新，得到训练后的所述音频识别模型。

6.根据权利要求5所述的电动车的电池包异常检测方法，其特征在于，所述电池包异常检测方法还包括以下步骤：

当所述第一检测结果或者所述第二检测结果异常，则根据所述异常音频的发生时间，存储在所述发生时间的预设时间段内采集的音频信号，得到预存音频信号；

根据所述预存音频信号更新所述样本数据。

7.一种电池包异常检测装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如权利要求1至6任一项所述的电动车的电池包异常检测方法。

8.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序被由所述处理器执行时用于实现如权利要求1至6任一项所述的电动车的电池包异常检测方法。