CN114074577B - 一种新能源车电池包磕底检测方法和装置 - Google Patents

一种新能源车电池包磕底检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源车电池包磕底检测方法和装置，包括步骤一、实时获取电池包底部多个位置的压力参数，将压力参数大于第一压力阈值的压力参数作为异常压力参数，若存在异常压力参数，则电池包底部受到冲击；步骤二、获取电池包底部的冲击图像，并与电池包底部的标准图像进行比较，判断是否磕底；步骤三、若电池包磕底，基于异常压力参数判断电池包磕底严重等级；步骤四、根据磕底严重等级进行告警。本发明能够精确识别电池包磕底事件，并给用户发出告警信息，实时监测车辆是否发生底盘磕碰事件，提高新能源车的安全性能。

Description

一种新能源车电池包磕底检测方法和装置
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种新能源车电池包磕底检测方法和装置。
背景技术
新能源汽车电池包磕底后，可能造成电池包外壳的破损甚至内部结构的破坏，严重时可能引发电池包的起火和爆炸，影响用户安全。现有的电池包磕底检测方法有：将脆性导电材料层布置在电池包的壳体底部内表面上，监控导电层的通断，检测电池包是否发生损失；根据车身起伏程度、电池参数信号、车辆故障信号和驾驶员行为信号监测车辆是否发生底盘磕底事件。
专利CN 112406895 A车辆底盘磕底事件的监控方法、监控装置和服务器，无法判断电池包磕底的位置；专利CN 108802623 A一种检测电动汽车电池包壳体损失的系统和方法，无法判断电池包磕底的严重程度，以上两个专利均以间接的方式获取电池包磕底信息，无法精准识别磕底事件，无法同时检测到多个磕底位置。
发明内容
本发明提供了一种新能源车电池包磕底检测方法，包括获取电池包底部的压力参数以判断电池包是否受到冲击，获取电池包底部图像判断电池包是否磕底，并根据压力参数判断磕底严重等级，进一步进行告警，能够精确识别电池包磕底事件，并给用户发出告警信息。
本发明的技术方案为：
一种新能源车电池包磕底检测方法，包括：
步骤一、实时获取电池包底部多个位置的压力参数，将压力参数大于第一压力阈值的压力参数作为异常压力参数，若存在异常压力参数，则电池包底部受到冲击；
步骤二、获取电池包底部的冲击图像，并与电池包底部的标准图像进行比较，判断是否磕底；
步骤三、若电池包磕底，基于异常压力参数判断电池包磕底严重等级；
步骤四、根据磕底严重等级进行告警。
优选的是，步骤二包括：
步骤a、采用3×3滤波模板进行双边滤波，消除所述冲击图像中的噪声；
步骤b、初始化窗口大小，并逐像素滑窗，计算每一个窗口内所述冲击图像与所述标准图像的相似性系数；
步骤c、将所述相似性系数小于阈值的窗口，作为异常窗口；
步骤d、将相邻所述异常窗口连通，作为磕底区域，并生成所述磕底区域中心点的坐标。
优选的是，电池包磕底严重等级包括：
若异常压力参数介于第一压力阈值和第二压力阈值之间，则严重等级为一级；
若异常压力参数介于第二压力阈值和第三压力阈值之间，则严重等级为二级；
若压力参数大于第三阈值则严重等级为三级。
优选的是，告警包括：
报警音，其为电池包磕底模拟音；
报警消息，其为文字消息，提示磕底严重等级和应急处理方法；
报警标识，其为图像，显示磕底严重等级和磕底位置。
优选的是，步骤四包括：
若严重等级为一级，播放第一音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包轻微磕底，请谨慎驾驶！”，报警标识图像采用黄色六角星标记电池包磕碰部位；
若严重等级为二级，播放第二音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，壳体受损，请检修！”，报警标识图像采用橙色六角星标记电池包磕碰部位；
若严重等级为三级，播放第三音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，严重受损，请尽快靠边停车！”，报警标识图像采用红色六角星标记电池包磕碰部位。
本发明的另一个目的是，提出了一种新能源电池包磕底检测装置，分别通过压力采集模块和图像采集模块获取电池底部的压力参数和图像，上传到控制器，以进行数据分析，判断电池包磕底严重等级，进而发送到仪表盘、扬声器和电池管理系统进行告警。结构简单，反应速度快，能够有效识别电池包磕底事件，并及时告警。
一种新能源车电池包磕底检测装置，使用上述的新能源车电池包磕底检测方法，包括：
压力采集模块，其能够获取电池包底部多个位置的压力参数；
图像采集模块，其能够获取电池包底部的图像；
控制器，其连接压力采集模块和图像采集模块，能够根据多个压力参数和电池包底部图像判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息；
仪表盘，其连接控制器，能够显示告警信息；
扬声器，其连接控制器，能够播放电池包磕底模拟音；
电池管理系统，其连接控制器，能够根据告警信息，控制电池包的开关状态和充放电功率，以对电池包执行安全管理策略。
优选的是，压力采集模块为设置在电池包底部与汽车护板之间的多个压传感器；
图像采集模块为设置在电池包底部的摄像头。
优选的是，控制器包括：
单片机，其分别连接压力传感器和摄像头，用于根据压力参数和电池包底部图像，基于第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值，判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息；
收发器，其连接单片机、仪表盘、扬声器和电池管理系统。
优选的是，控制器还包括模数转换器；
压力传感器和摄像头分别通过模数转换器与单片机连接。
一种新能源车，包括上述的新能源车电池包磕底检测装置，使用上述的新能源车电池包磕底检测方法。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种新能源车电池包磕底检测方法，包括获取电池包底部的压力参数以判断电池包是否受到冲击，获取电池包底部图像判断电池包是否磕底，并根据压力参数判断磕底严重等级，进一步进行告警，能够精确识别电池包磕底事件，并给用户发出告警信息。
2、本发明提出了一种新能源电池包磕底检测装置，分别通过压力采集模块和图像采集模块获取电池底部的压力参数和图像，上传到控制器，以进行数据分析，判断电池包磕底严重等级，进而发送到仪表盘和电池管理系统进行告警。结构简单，反应速度快，能够有效识别电池包磕底事件，并及时告警。
附图说明
图1为本发明提供的一种新能源车电池包磕底检测方法流程图。
图2为本发明提供的报警标识的示意图。
图3为本发明的一个实施例中报警标识的示意图。
图4为本发明的一个实施例中新能源车电池包磕底检测方法流程图。
图5为本发明提供的一种新能源车电池包磕底检测装置示意图。
图6为本发明的一个实施例中压力传感器的布置方式示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所述的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示一种新能源车电池包磕底检测方法，包括：
S110、实时获取电池包底部多个位置的压力参数，将压力参数大于第一压力阈值的压力参数作为异常压力参数，若存在异常压力参数，则电池包底部受到冲击。
S120、获取电池包底部的冲击图像，并与电池包底部的标准图像进行比较，判断是否磕底。
步骤a、采用3×3滤波模板进行双边滤波，消除所述冲击图像中的噪声；
步骤b、初始化窗口大小，并逐像素滑窗，计算每一个窗口内所述冲击图像与所述标准图像的相似性系数；
相似性系数的计算公式为：
其中，SSIM表示相似性系数，x表示冲击图像像素值，y表示标准图像像素值，μx表示x的均值，μy表示y的均值，表示x的方差，/>表示y的方差，δxy表示x和y的协方差，c1,c2表示常数。
步骤c、将所述相似性系数小于阈值的窗口，作为异常窗口；
步骤d、将相邻所述异常窗口连通，作为磕底区域，并生成所述磕底区域中心点的坐标。
S130、若电池包磕底，基于异常压力参数判断电池包磕底严重等级。
若异常压力参数介于第一压力阈值和第二压力阈值之间，则严重等级为一级；
若异常压力参数介于第二压力阈值和第三压力阈值之间，则严重等级为二级；
若压力参数大于第三阈值则严重等级为三级。
S140、根据磕底严重等级进行告警。
其中，告警包括：
报警音，其为电池包磕底模拟音；
报警消息，其为文字消息，提示磕底严重等级和应急处理方法；
报警标识，其为图像，显示磕底严重等级和磕底位置。
若严重等级为一级，播放第一音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包轻微磕底，请谨慎驾驶！”，报警标识图像采用黄色六角星标记电池包磕碰部位；
若严重等级为二级，播放第二音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，壳体受损，请检修！”，报警标识图像采用橙色六角星标记电池包磕碰部位；
若严重等级为三级，播放第三音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，严重受损，请尽快靠边停车！”，报警标识图像采用红色六角星标记电池包磕碰部位。
其中，第一音量值、第二音量值和第三音量值依次递增。
作为一个优选的实施例，第一音量值为50dB，第二音量值为70dB，第三音量值为90dB。
作为一个优选的实施例，第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值根据电池包冲击试验确定。
作为一个优选的实施例，第一压力阈值为1kN，第二压力阈值为10kN，第三压力阈值为30kN。电池包磕底严重等级为一级时，电池包外壳轻微损伤，不影响功能和安全，可以继续使用；电池包磕底严重等级为二级时，电池包外壳受损，密封性受影响，需要检修；电池包磕底严重等级为三级时电池包内部受损，无法继续使用，有安全风险，需要紧急断电。
在一个具体实施例中，仪表盘显示的报警标识如图3所示，通过图示的报警标识可以知道，电池包受到了冲击，电池包的磕底等级为一级，且磕底位置位于电池包左前位置，提示驾驶员应谨慎驾驶。
作为一个优选的实施例，一种新能源车电池包磕底检测方法，如图4所示，
S111、实时获取电池包底部多个位置的压力参数。
S112、判断压力参数是否大于1kN，将压力参数大于1kN的压力参数作为异常压力参数。
S113、若存在异常压力参数，则电池包底部受到冲击。
S120、获取电池包底部的冲击图像，并与电池包底部的标准图像进行比较，判断是否磕底。
S131、若电池包磕底，判断压力参数是否大于10kN。
S141、若压力参数不大于10kN，电池包磕底严重等级为一级，播放第一音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包轻微磕底，请谨慎驾驶！”，报警标识图像采用黄色六角星标记电池包磕碰部位。
S132、若压力参数大于10kN，判断压力参数是否大于30kN。
S142、若压力参数不大于30kN，电池包磕底严重等级为二级，播放第二音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，壳体受损，请检修！”，报警标识图像采用橙色六角星标记电池包磕碰部位。
S143、若压力参数大于30kN，电池包磕底严重等级为三级，播放第三音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，严重受损，请尽快靠边停车！”，报警标识图像采用红色六角星标记电池包磕碰部位。
如图5所示，一种新能源车电池包磕底检测装置，包括压力采集模块110、图像采集模块120、电池包130、控制器140、仪表盘150、扬声器160和电池管理系统170。
压力采集模块110能够获取电池包130底部多个位置的压力参数，图像采集模块120能够获取电池包130底部的图像，控制器140连接压力采集模块110和图像采集模块120，能够根据多个压力参数和电池包底部图像判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息，仪表盘150连接控制器140，能够显示告警信息，扬声器160连接控制器140，能够播放电池包磕底模拟音，电池管理系统170连接控制器140，能够根据告警信息，控制电池包130的开关状态和充放电功率，以对电池包执行安全管理策略。
具体的，压力采集模块110为设置在电池包底部与汽车护板之间的多个压传感器，图像采集模块120为设置在电池包底部的摄像头。
作为一个优选的实施例，多个压传感器的布置方式如图6所示，但本发明不限于用图6的布置方式或组合。
具体的，控制器140包括模数转换器141、单片机142和收发器143。
压力传感器和摄像头分别通过模数转换器141与单片机142连接，单片机142根据压力参数和电池包底部图像，基于第一阈值、第二阈值和第三阈值，判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息，收发器143分别连接单片机142、仪表盘150、扬声器160和电池管理系统170。
一种新能源车，包括上述的新能源车电池包磕底检测装置。
本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种新能源车电池包磕底检测方法，包括获取电池包底部的压力参数以判断电池包是否受到冲击，获取电池包底部图像判断电池包是否磕底，并根据压力参数判断磕底严重等级，进一步进行告警，能够精确识别电池包磕底事件，并给用户发出告警信息。本发明提出了一种新能源电池包磕底检测装置，分别通过压力采集模块和图像采集模块获取电池底部的压力参数和图像，上传到控制器，以进行数据分析，判断电池包磕底严重等级，进而发送到仪表盘和电池管理系统进行告警。结构简单，反应速度快，能够有效识别电池包磕底事件，并及时告警。
以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，包括：
步骤一、通过设置在电池包底部与汽车护板之间的多个压力传感器实时获取所述电池包底部多个位置的压力参数，将所述压力参数大于第一压力阈值的所述压力参数作为异常压力参数，若存在所述异常压力参数，则电池包底部受到冲击；
步骤二、获取所述电池包底部的冲击图像，并与所述电池包底部的标准图像进行比较，判断是否磕底；
步骤三、若所述电池包磕底，基于所述异常压力参数判断电池包磕底严重等级；
步骤四、根据所述磕底严重等级进行告警。
2.如权利要求1所述的新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，所述步骤二包括：
步骤a、采用3×3滤波模板进行双边滤波，消除所述冲击图像中的噪声；
步骤b、初始化窗口大小，并逐像素滑窗，计算每一个窗口内所述冲击图像与所述标准图像的相似性系数；
步骤c、将所述相似性系数小于阈值的窗口，作为异常窗口；
步骤d、将相邻所述异常窗口连通，作为磕底区域，并生成所述磕底区域中心点的坐标。
3.如权利要求2所述的新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，所述电池包磕底严重等级包括：
若所述异常压力参数介于所述第一压力阈值和第二压力阈值之间，则严重等级为一级；
若所述异常压力参数介于所述第二压力阈值和第三压力阈值之间，则严重等级为二级；
若压力参数大于所述第三压力阈值则严重等级为三级。
4.如权利要求3所述的新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，所述告警包括：
报警音，其为电池包磕底模拟音；
报警消息，其为文字消息，提示磕底严重等级和应急处理方法；
报警标识，其为图像，显示磕底严重等级和磕底位置。
5.如权利要求4所述的新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，所述步骤四包括：
若所述严重等级为一级，播放第一音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包轻微磕底，请谨慎驾驶！”，报警标识图像采用黄色六角星标记电池包磕碰部位；
若所述严重等级为二级，播放第二音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，壳体受损，请检修！”，报警标识图像采用橙色六角星标记电池包磕碰部位；
若所述严重等级为三级，播放第三音量值的电池包磕碰模拟音，报警消息提示“电池包磕底，严重受损，请尽快靠边停车！”，报警标识图像采用红色六角星标记电池包磕碰部位。
6.一种新能源车电池包磕底检测装置，使用如权利要求1-5任一所述的新能源车电池包磕底检测方法，其特征在于，包括：
压力采集模块，其能够获取电池包底部多个位置的压力参数；
图像采集模块，其能够获取所述电池包底部的图像；
控制器，其连接所述压力采集模块和所述图像采集模块，能够根据所述多个压力参数和所述电池包底部图像判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息；
仪表盘，其连接所述控制器，能够显示所述告警信息；
扬声器，其连接所述控制器，能够播放电池包磕底模拟音；
电池管理系统，其连接所述控制器，能够根据所述告警信息，控制所述电池包的开关状态和充放电功率，以对所述电池包执行安全管理策略。
7.如权利要求6所述的新能源车电池包磕底检测装置，其特征在于，所述压力采集模块为设置在所述电池包底部与汽车护板之间的多个压力传感器；
所述图像采集模块为设置在所述电池包底部的摄像头。
8.如权利要求7所述的新能源车电池包磕底检测装置，其特征在于，所述控制器包括：
单片机，其分别连接所述压力传感器和所述摄像头，用于根据所述压力参数和电池包底部图像，基于第一压力阈值、第二压力阈值和第三压力阈值，判断电池包磕底严重等级，并生成告警信息；
收发器，其分别连接所述单片机、所述仪表盘、所述扬声器和电池管理系统。
9.如权利要求8所述的新能源车电池包磕底检测装置，其特征在于，所述控制器还包括模数转换器；
所述压力传感器和所述摄像头分别通过所述模数转换器与所述单片机连接。
10.一种新能源车，其特征在于，包括如权利要求6-9任一所述的新能源车电池包磕底检测装置，使用如权利要求1-5任一所述的新能源车电池包磕底检测方法。
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