CN115615343B - 动力电池安全监测方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池检测领域，公开了一种动力电池安全监测方法、电子设备和存储介质，该方法包括：获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据；根据预设的滑动时间窗口以及所述应变数据，确定各所述光纤光栅应变片对应的熵值曲线；根据所述熵值曲线，确定各所述光纤光栅应变片对应的当前评估值；根据所述当前评估值，确定所述动力电池的应变状态，并在所述应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号。本实施例能够实现通过引入应变数据，提高动力电池监测精度，进而提高电动车辆的安全性的效果。

Description

动力电池安全监测方法、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及动力电池检测领域，尤其涉及一种动力电池安全监测方法、电子设备和存储介质。

背景技术

目前，动力电池安全监控的手段主要是监测电芯的温度，而温度的测量主要采用布置热电偶或者热敏电阻的方法。实际使用中，电芯温度测量受外界温度、电磁干扰等影响较大，并且每一根热电偶或热敏电阻均需要一根主线，加剧了电池包内部布线的难度，而且增大了对电池控制单元检测接口的需求。

同时，在实际行驶中，车辆内装有电池包的底盘极易发生磕碰，电池包受到损坏可能短时间内在性能上无法体现。然而，由于电池包磕碰的问题，会在车辆在后续行驶过程中对乘员的生命财产安全造成威胁。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动力电池安全监测方法、电子设备和存储介质，实现通过引入应变数据，提高动力电池监测精度，进而提高电动车辆的安全性的效果。

本发明实施例提供了一种动力电池安全监测方法，该方法包括：

获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据；

根据预设的滑动时间窗口以及所述应变数据，确定各所述光纤光栅应变片对应的熵值曲线；

根据所述熵值曲线，确定各所述光纤光栅应变片对应的当前评估值；

根据所述当前评估值，确定所述动力电池的应变状态，并在所述应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号。

本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一实施例所述的动力电池安全监测方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行任一实施例所述的动力电池安全监测方法的步骤。

本发明实施例具有以下技术效果：

通过获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据，根据预设的滑动时间窗口以及应变数据，确定各光纤光栅应变片对应的熵值曲线，并根据熵值曲线，确定各光纤光栅应变片对应的当前评估值，以衡量各光纤光栅应变片对应的应变情况，进而，根据当前评估值，确定动力电池的应变状态，并在应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号，对于动力电池的电池包下箱体以及电芯等由于磕碰等原因导致的形变进行监测，实现了通过引入应变数据，提高动力电池监测精度，进而提高电动车辆的安全性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种动力电池安全监测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种动力电池安全监测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种动力电池安全监测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光纤光栅解调单元内部的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种温度安全监测方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种电芯应变安全监测方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的一种电池包下箱体应变安全监测方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

本发明实施例提供的动力电池安全监测方法，主要适用于对电动汽车内的动力电池的形变进行监测的情况。本发明实施例提供的动力电池安全监测方法可以集成在车载主机或者电子设备中，由车载主机或电子设备执行。

图1是本发明实施例提供的一种动力电池安全监测方法的流程图。参见图1，该动力电池安全监测方法具体包括：

S110、获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据。

其中，光纤光栅应变片可以用于获取应变信号，表征动力电池的形变。动力电池可以是车辆所使用的电池包，动力电池可以包括电芯和箱体等。应变数据可以是通过光纤光栅应变片获取的数据。

具体的，通过至少一个光纤光栅应变片可以对动力电池的各粘贴的部位进行应变信号的采集，获取采集的应变信号，作为与动力电池对应的应变数据。

S120、根据预设的滑动时间窗口以及应变数据，确定各光纤光栅应变片对应的熵值曲线。

其中，滑动时间窗口可以是用于对应变数据进行时间上的分割，以进行熵值求取的窗口。熵值曲线可以是各滑动窗口对应的熵值所形成的曲线。

具体的，根据预设的滑动时间窗口可以对应变数据进行时间上的分割，计算每个滑动时间窗口内各光纤光栅应变片对应的应变数据的熵值。进而，针对每个光纤光栅应变片，可以将与该光纤光栅应变片对应的各个滑动时间窗口内的熵值按照时间顺序构成熵值曲线。依据上述方式，可以确定各光纤光栅应变片对应的熵值曲线。

S130、根据熵值曲线，确定各光纤光栅应变片对应的当前评估值。

其中，当前评估值可以是根据熵值曲线计算得到的用于评估动力电池的形变情况的数值。

具体的，针对每一个光纤光栅应变片，根据与该光纤光栅应变片对应的熵值曲线可以确定应变数据的变化情况。通常的，在动力电池未发生较大形变时，应变数据的变化情况较小。那么，根据该熵值曲线的变化情况以及该熵值曲线中的最后一个熵值，可以确定当前评估值。

S140、根据当前评估值，确定动力电池的应变状态，并在应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号。

其中，应变状态可以包括正常和异常两种情况，用于描述动力电池是否发生具有危险的形变。应变报警信号可以是向车辆驾驶员和/或远程监控人员发送的报警信号，用于通知这些人员车辆的动力电池由于形变而存在危险的情况。

具体的，将当前评估值与预设评估值进行比较，若存在至少一个光纤光栅应变片对应的当前评估值大于或等于预设评估值，则确定动力电池的应变状态为异常，若各光纤光栅应变片对应的当前评估值均小于预设评估值，则确定动力电池的应变状态为正常。在应变状态为异常的情况下，可以生成应变报警信号，并将应变报警信号发送至车辆驾驶员和/或远程监控人员的终端设备，例如：移动终端、车载终端、服务器等，以使车辆驾驶员和/或远程监控人员能够及时针对动力电池异常的应变状态进行处理。

可选的，在对动力电池的形变情况进行监测的情况下，还可以对动力电池的形变情况进行预测，具体可以是：

根据各光纤光栅应变片对应的熵值曲线以及预测时间，确定各光纤光栅应变片对应的预测熵值；针对每个光纤光栅应变片对应的预测熵值以及熵值曲线，确定各光纤光栅应变片对应的预测评估值；根据各预测评估值，预测动力电池在预测时间的预测状态，并在预测状态为异常的情况下，生成和发出应变预警信号。

其中，根据熵值曲线预测与预测时间对应的预测熵值的方式可以是通过拟合得到的预测公式进行预测，也可以是通过预先训练的机器学习模型进行预测，在本实施例中不做具体限定。

本实施例具有以下技术效果：通过获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据，根据预设的滑动时间窗口以及应变数据，确定各光纤光栅应变片对应的熵值曲线，并根据熵值曲线，确定各光纤光栅应变片对应的当前评估值，以衡量各光纤光栅应变片对应的应变情况，进而，根据当前评估值，确定动力电池的应变状态，并在应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号，对于动力电池的电池包下箱体以及电芯等由于磕碰等原因导致的形变进行监测，实现了通过引入应变数据，提高动力电池监测精度，进而提高电动车辆的安全性的效果。

在上述示例的基础上，针对动力电池，在监测形变情况外，还可以监测温度情况，具体可以是：

获取至少一个光纤光栅温度传感器采集的与动力电池对应的当前温度数据；根据当前温度数据，确定动力电池的温度状态，并在温度状态为异常的情况下，生成和发出温度报警信号。

其中，光纤光栅温度传感器可以用于获取温度数据。当前温度数据可以是当前时刻通过各光纤光栅温度传感器获取的温度数据。温度状态可以包括正常和异常两种情况，用于描述动力电池的运行温度是否存在危险。温度报警信号可以是向车辆驾驶员和/或远程监控人员发送的报警信号，用于通知这些人员车辆的动力电池由于温度异常而存在危险隐患的情况。

具体的，通过至少一个光纤光栅温度传感器可以对动力电池的各粘贴的部位进行温度数据的实时采集，获取的当前时刻的温度数据即为与动力电池对应的当前温度数据。将当前温度数据与预设温度值进行比较，若存在至少一个光纤光栅温度传感器对应的当前温度数据大于或等于预设温度值，则确定动力电池的温度状态为异常，若各光纤光栅温度传感器对应的当前温度数据均小于预设温度值，则确定动力电池的温度状态为正常。在温度状态为异常的情况下，可以生成温度报警信号，并将温度报警信号发送至车辆驾驶员和/或远程监控人员的终端设备，例如：移动终端、车载终端、服务器等，以使车辆驾驶员和/或远程监控人员能够及时针对动力电池异常的温度状态进行处理。

图2是本发明实施例提供的另一种动力电池安全监测方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，针对确定各光纤光栅应变片对应的熵值曲线的具体实施方式可以参见本技术方案的详细阐述。其中，与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2，该动力电池安全监测方法具体包括：

S210、获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据。

S220、确定初始时间窗口，并将初始时间窗口作为当前时间窗口。

其中，初始时间窗口可以是预设的滑动时间窗口中的第一个时间窗口，具体初始时间窗口对应的位置可以根据实际需求设定，在本实施例中不做具体限定。

S230、根据当前时间窗口以及应变数据，确定窗口应变数据，并根据窗口应变数据，确定当前时间窗口中与各光纤光栅应变片对应的熵值。

其中，窗口应变数据可以是被当前时间窗口所截取的部分应变数据。熵值可以是用于描述状态的度量，例如可以是香农熵等。

具体的，从应变数据中确定出与当前时间窗口对应的部分数据作为窗口应变数据。进而，针对每个光纤光栅应变片，可以对与该光纤光栅应变片对应的窗口应变数据进行求熵处理，得到当前时间窗口中与该光纤光栅应变片对应的熵值。通过上述方式可以计算得到当前时间窗口中与各光纤光栅应变片对应的熵值。

在上述示例的基础上，可选的，针对每个光纤光栅应变片都可以使用相同的方式计算熵值，因此，可以通过下述各步骤来分别确定当前时间窗口中与每个光纤光栅应变片对应的熵值：

步骤一、针对每个光纤光栅应变片，根据与光纤光栅应变片对应的窗口应变数据，确定第一极值以及第二极值，并根据第一极值和第二极值，确定至少两个数据区间。

其中，第一极值可以是窗口应变数据中的极大值，第二极值可以是窗口应变数据中的极小值。数据区间可以是在第一极值和第二极值所构成的区间内按照预设数量进行拆分得到的区间。

具体的，针对每个光纤光栅应变片，根据与光纤光栅应变片对应的窗口应变数据，可以确定窗口应变数据中的极大值和极小值，即第一极值和第二极值。在第一极值和第二极值所组成的区间内，按照预设数量对该区间进行划分，可以得到至少两个数据区间。

示例性的，第一极值u_max=max{u(i)|i=1,2,…,k}，第二极值u_min=min{u(i)|i=0,1, 2,…,k}，其中，u(i)表示窗口应变数据中的第i个数据值，k表示窗口应变数据中的数据量。 数据区间的形式为u∈（，），其中，a和l为 数据区间的决定参数，l用于表征预设数量，即数据区间的数量，a∈[0，l-1]，用于数据区间 的划分，可以设置默认参数为l=10，a∈[0,9]。

步骤二、根据与光纤光栅应变片对应的窗口应变数据，分别确定与每个数据区间对应的区间概率。

其中，区间概率可以是落入数据区间内的数据量与窗口应变数据中的数据量的商。

具体的，分别窗口应变数据落入各数据区间内的频次，并将各频次与窗口应变数据中的数据量进行除法运算，得到与各数据区间对应的区间概率。

示例性的，针对每个数据区间，通过下述公式计算与该数据区间对应的区间概率：

其中，P_i表示第i个数据区间对应的区间概率，C_i表示第i个区间对饮的频次，N表示窗口应变数据中的数据量。

步骤三、根据各区间概率，确定当前时间窗口中与光纤光栅应变片对应的熵值。

具体的，将各区间概率代入至预先确定的熵值计算公式中可以计算得到当前时间窗口中与该光纤光栅应变片对应的熵值。可以理解的是，针对每个光纤光栅应变片都可以通过步骤一至步骤三来分别计算在当前时间窗口中对应的熵值。

示例性的，预先确定的熵值计算公式为香农熵计算公式：

其中，E表示当前时间窗口中与该光纤光栅应变片对应的熵值，P_i表示第i个数据区间对应的区间概率，l表示数据区间的数量。

S240、将当前时间窗口按照预设规则移动，更新当前时间窗口。

其中，预设移动规则可以包括步长等参数，用于使时间窗口滑动。

具体的，将当前时间窗口按照预设规则移动得到下一个时间窗口，并将下一个时间窗口作为新的当前时间窗口。

S250、若当前时间窗口超过应变数据的采集时间范围，则根据与各光纤光栅应变片对应的各熵值，确定与各光纤光栅应变片对应的熵值曲线；否则，返回执行根据当前时间窗口以及应变数据，确定窗口应变数据的操作。

具体的，若当前时间窗口超过应变数据的采集时间范围，则表明当前时间窗口已经超出了应变数据的范围，滑动时间窗口无法继续移动，因此，可以针对每个光纤光栅应变片，将与其对应的各熵值构成与该光纤光栅应变片对应的熵值曲线。因此，熵值曲线的条数与光纤光栅应变片的数量相同。否则，则表明当前时间窗口不缺乏数据，可以正常进行熵值运算，因此，可以返回执行根据当前时间窗口以及应变数据，确定窗口应变数据的操作，以得到当前时间窗口中与各光纤光栅应变片对应的熵值。

S260、根据熵值曲线，确定各光纤光栅应变片对应的当前评估值。

可选的，可以通过Z分数评价法来确定各光纤光栅应变片对应的当前评估值，具体可以是：

针对每个光纤光栅应变片，通过下述公式确定光纤光栅应变片对应的当前评估值：

其中，A为光纤光栅应变片对应的当前评估值，E_now为光纤光栅应变片的当前熵值，E_ave为根据熵值曲线确定的熵值均值，σ_E为根据熵值曲线确定的熵值标准差。

其中，光纤光栅应变片的当前熵值可以理解为熵值曲线中的最后一个熵值。

需要说明的是，通过上述方式可以对各光纤光栅应变片进行分别计算，以得到各光纤光栅应变片对应的当前评估值。

S270、根据当前评估值，确定动力电池的应变状态，并在应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号。

本实施例具有以下技术效果：通过确定初始时间窗口，并将初始时间窗口作为当前时间窗口，根据当前时间窗口以及应变数据，确定窗口应变数据，并根据窗口应变数据，确定当前时间窗口中与各光纤光栅应变片对应的熵值，将当前时间窗口按照预设规则移动，更新当前时间窗口，若当前时间窗口超过应变数据的采集时间范围，则根据与各光纤光栅应变片对应的各熵值，确定与各光纤光栅应变片对应的熵值曲线；否则，返回执行根据当前时间窗口以及应变数据，确定窗口应变数据的操作，以通过不断滑动时间窗口的方式来确定与各光纤光栅应变片对应的熵值曲线，实现了准确且快速的确定熵值曲线，便于后续对于动力电池的电池包下箱体以及电芯等的形变情况进行准确评估，以提高动力电池监测精度，并提升电动车辆的运行安全。

在上述示例的基础上，可选的，光纤光栅应变片通过光纤线粘贴在动力电池中每个电芯的表面以及动力电池的箱体底部的预设位置，各光纤光栅应变片通过分支线接入总线，总线与光纤光栅解调单元相连接，以通过光纤光栅解调单元获取与动力电池对应的应变数据。

在上述示例的基础上，可选的，光纤光栅温度传感器通过光纤线粘贴在动力电池中每个电芯的表面。

示例性的，图3是本发明实施例提供的一种动力电池安全监测装置的结构示意图，所述装置包括：仪表1，远程信息处理单元2，电池管理单元3，外部通信4，通讯线5，光纤光栅解调单元6，FL光纤光栅应变片7，FR光纤光栅应变片8，ML光纤光栅应变片9，MR光纤光栅应变片10，RL光纤光栅应变片11，RR光纤光栅应变片12，光纤线13，电芯光纤光栅应变片14，光纤光栅温度传感器15，电芯16，电池包下箱体17。

电芯16上的电芯光纤光栅应变片14和光纤光栅温度传感器15可以通过光纤线13串联在一起粘贴在电芯16的表面，每个电芯16表面串联的电芯光纤光栅应变片14和光纤光栅温度传感器15作为一个分支，整合一定数量的分支汇集至光纤总线上，光纤总线通过接口与光纤光栅解调单元6连接。

FL、FR、ML、MR、RL、RR分别代表动力电池的电池包下箱体17的左前部、右前部、左中部、右中部、左后部和右后部。FL光纤光栅应变片7，FR光纤光栅应变片8，ML光纤光栅应变片9，MR光纤光栅应变片10，RL光纤光栅应变片11，RR光纤光栅应变片12分别粘贴在电池包下箱体左前部、右前部、左中部、右中部、左后部和右后部位。每个光纤光栅应变片作为一个分支，汇集至光纤总线上通过接口与光纤光栅解调单元6连接。

光纤光栅解调单元6与电池管理单元3通过通讯线5相连以交换信息，仪表1和远程信息处理单元2与电池管理单元3通过通讯线5相连以交换信息。

可选的，同一个电芯上的电芯16上的电芯光纤光栅应变片14和光纤光栅温度传感器15可以以串联的形式刻写在一根传感光纤上，粘贴在电芯16表面，多根传感光纤采用一分N结构进行接线，这样可以减少布线冗杂，方便后续的维修更换。电池包下箱体17对应的FL光纤光栅应变片7，FR光纤光栅应变片8，ML光纤光栅应变片9，MR光纤光栅应变片10，RL光纤光栅应变片11，RR光纤光栅应变片12可以刻写在一根传感光纤上，粘贴在电池包下箱体17的左前部、右前部、左中部、右中部、左后部和右后部位，多根传感光纤采用一分N结构进行接线。

光纤光栅解调单元6，用于向电池包下箱体17表面的FL光纤光栅应变片7、FR光纤光栅应变片8、ML光纤光栅应变片9、MR光纤光栅应变片10、RL光纤光栅应变片11、RR光纤光栅应变片12分别发射光源，根据不同中心波长的光纤光栅与电池包下表面各应变的测量点相对应，分别测量各待测点应变的变化，即将光信号解调为电信号，并通过通讯线5发送至电池管理单元3；还用于向电芯16上的电芯光纤光栅应变片14和光纤光栅温度传感器15分别发射光源，将光信号解调为电信号，并通过通讯线5发送至电池管理单元3。

电池管理单元3，用于对光纤光栅解调单元6解调后的温度电信号和/或形变电信号（应变数据和当前温度数据）进行处理、判断和决策，对外发出提醒和警告信号，即执行上述任意实施例所提供的动力电池安全监测方法的步骤。

仪表1，用于接收电池管理单元3发出的提醒和警告信号（应变报警信号、温度报警信号和/或应变预警信号）等，以告知驾驶员动力电池的安全状态（应变状态、温度状态和/或预测状态）。

远程信息处理单元2，用于接收电池管理单元3发出的提醒和警告信号等，以告知厂家等监管部门车辆动力电池的安全状态。

电池包下箱体17，具有动力电池的防护，承载重量，密封等功能。

在上述示例的基础上，可选的，光纤光栅解调单元包括内部宽带光源发射器、光隔离器、环形器、F-P耦合器、光电探测器、数据采集卡、FPGA（Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列）以及通讯线。

图4是本发明实施例提供的一种光纤光栅解调单元内部的流程示意图，如图4所示，其中，从内部宽带光源发射器发射的光通过光隔离器经由环形器的1#端口进入环形器，并从环形器的2#端口传送到光纤光栅应变片，经光纤光栅应变片反射生成光信号，光信号经环形器的2#端口进入环形器，从环形器的3#端口传送到F-P耦合器，经F-P耦合器解调后送到光电探测器，光电探测器将解调后的光信号转换成电信号，通过数据采集卡采集电信号，并将电信号输出到FPGA进行信号处理，以通过通讯线获取信号处理后的电信号作为与动力电池对应的应变数据。

可以理解的是，图4中以光纤光栅应变片为例，当然，光纤光栅应变片可以替换为光纤光栅温度传感器，也可以替换为由光纤光栅应变片和光纤光栅温度传感器构建的光纤光栅传感器。

图5是本发明实施例提供的一种温度安全监测方法的流程图。如图5所示，该温度安全监测方法包括：

动力电池安全监测装置正常上电后，对动力电池安全监测装置进行自检，若出现故障，通过通讯线将故障发送给仪表进行显示，若自检无故障，则对动力电池进行温度安全监测。具体可以是，通过至少一个光纤光栅温度传感器采集各电芯对应的当前温度，当至少一个电芯的当前温度大于设定温度阈值时，确定电芯的故障等级以及位置，并做出相应的安全策略。通过通讯线将故障信息在仪表上显示，并且，若故障严重，还可以通过远程信息处理单元将故障信息通知后台安全监控人员。

图6是本发明实施例提供的一种电芯应变安全监测方法的流程图。如图6所示，该电芯应变安全监测方法包括：

动力电池安全监测装置正常上电后，对动力电池安全监测装置进行自检，若出现故障，通过通讯线将故障发送给仪表进行显示，若自检无故障，则对动力电池进行电芯应变安全监测。具体可以是，通过至少一个光纤光栅应变片采集各电芯的应变数据，并根据应变数据确定当前评估值，当至少一个当前评估值大于设定电芯应变阈值时，确定电芯的应变故障的等级以及电芯位置，并做出相应的安全策略。通过通讯线将故障信息在仪表上显示，并且，若故障严重，还可以通过远程信息处理单元将故障信息通知后台安全监控人员。

图7是本发明实施例提供的一种电池包下箱体应变安全监测方法的流程图。如图7所示，该电池包下箱体应变安全监测包括：

动力电池安全监测装置正常上电后，对动力电池安全监测装置进行自检，若出现故障，通过通讯线将故障发送给仪表进行显示，若自检无故障，则对动力电池进行电池包下箱体应变安全监测。具体可以是，通过至少一个光纤光栅应变片采集电池包下箱体各测量点的应变数据，并根据应变数据确定当前评估值，当至少一个当前评估值大于设定电池包应变阈值时，确定电池包下箱体应变故障的等级以及故障位置，并做出相应的安全策略。通过通讯线将故障信息在仪表上显示，并且，若故障严重，还可以通过远程信息处理单元将故障信息通知后台安全监控人员。

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图8所示，电子设备400包括一个或多个处理器401和存储器402。

处理器401可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备400中的其他组件以执行期望的功能。

存储器402可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器401可以运行所述程序指令，以实现上文所说明的本发明任意实施例的动力电池安全监测方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如初始外参、阈值等各种内容。

在一个示例中，电子设备400还可以包括：输入装置403和输出装置404，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。该输入装置403可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置404可以向外部输出各种信息，包括预警提示信息、制动力度等。该输出装置404可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备400中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备400还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的动力电池安全监测方法的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的动力电池安全监测方法的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本发明说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，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，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

Claims (3)

1.一种动力电池安全监测方法，其特征在于，包括：

获取至少一个光纤光栅应变片采集的与动力电池对应的应变数据；

确定初始时间窗口，并将所述初始时间窗口作为当前时间窗口；

根据所述当前时间窗口以及所述应变数据，确定窗口应变数据；

针对每个所述光纤光栅应变片，根据与所述光纤光栅应变片对应的窗口应变数据，确定第一极值以及第二极值，并根据所述第一极值和所述第二极值，确定至少两个数据区间；

根据与所述光纤光栅应变片对应的窗口应变数据，分别确定与每个所述数据区间对应的区间概率；

根据各区间概率，确定所述当前时间窗口中与所述光纤光栅应变片对应的熵值；

将所述当前时间窗口按照预设规则移动，更新所述当前时间窗口；

若所述当前时间窗口超过所述应变数据的采集时间范围，则根据与各所述光纤光栅应变片对应的各熵值，确定与各所述光纤光栅应变片对应的熵值曲线；否则，返回执行根据所述当前时间窗口以及所述应变数据，确定窗口应变数据的操作；

针对每个所述光纤光栅应变片，通过下述公式确定所述光纤光栅应变片对应的当前评估值：

其中，A为所述光纤光栅应变片对应的当前评估值，E_now为所述光纤光栅应变片的当前熵值，E_ave为根据所述熵值曲线确定的熵值均值，σ_E为根据所述熵值曲线确定的熵值标准差；

根据所述当前评估值，确定所述动力电池的应变状态，并在所述应变状态为异常的情况下，生成和发出应变报警信号；

其中，所述光纤光栅应变片通过光纤线粘贴在所述动力电池中每个电芯的表面以及所述动力电池的箱体底部的预设位置，所述电芯的表面上的各光纤光栅应变片通过分支线并联接入一条总线，所述动力电池的箱体底部的各光纤光栅应变片通过分支线并联接入另一条总线，两条总线分别与光纤光栅解调单元相连接，以通过所述光纤光栅解调单元获取与动力电池对应的应变数据；所述预设位置包括所述动力电池的箱体底部的左前部、右前部、左中部、右中部、左后部和右后部；所述光纤光栅解调单元设置于所述动力电池的箱体内部；

所述方法还包括：

根据各所述光纤光栅应变片对应的熵值曲线以及预测时间，确定各所述光纤光栅应变片对应的预测熵值；

针对每个所述光纤光栅应变片对应的预测熵值以及熵值曲线，确定各所述光纤光栅应变片对应的预测评估值；

根据各所述预测评估值，预测所述动力电池在所述预测时间的预测状态，并在所述预测状态为异常的情况下，生成和发出应变预警信号；

其中，所述根据各所述光纤光栅应变片对应的熵值曲线以及预测时间，确定各所述光纤光栅应变片对应的预测熵值的方式是通过拟合得到的预测公式进行预测，或者，是通过预先训练的机器学习模型进行预测；

所述方法还包括：

获取至少一个光纤光栅温度传感器采集的与动力电池对应的当前温度数据；

根据所述当前温度数据，确定所述动力电池的温度状态，并在所述温度状态为异常的情况下，生成和发出温度报警信号；

所述光纤光栅解调单元包括内部宽带光源发射器、光隔离器、环形器、F-P耦合器、光电探测器、数据采集卡、FPGA以及通讯线；

其中，从所述内部宽带光源发射器发射的光通过所述光隔离器经由所述环形器的1#端口进入所述环形器，并从所述环形器的2#端口传送到所述光纤光栅应变片，经所述光纤光栅应变片反射生成光信号，所述光信号经所述环形器的2#端口进入所述环形器，从所述环形器的3#端口传送到所述F-P耦合器，经所述F-P耦合器解调后送到所述光电探测器，所述光电探测器将解调后的所述光信号转换成电信号，通过所述数据采集卡采集所述电信号，并将所述电信号输出到所述FPGA进行信号处理，以通过所述通讯线获取信号处理后的电信号作为与动力电池对应的应变数据；所述光纤光栅温度传感器通过光纤线粘贴在所述动力电池中每个电芯的表面。

2.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1所述的动力电池安全监测方法的步骤。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1所述的动力电池安全监测方法的步骤。