CN116118511B - 电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法和装置。本发明涉及车辆的安全设计的技术领域，该方法包括：获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。本发明解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题。

Description

电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法和装置

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法、装置、存储介质和处理器。

背景技术

在相关技术中，在当前的电动车辆设计中，主要使用的是通过动力电池电压相关数据、高压继电器电压相关数据和高压系统故障诊断模式诊断是否发生故障，并未基于动力电池对外输出电能突然中断而针对区域网络控制器和电池的许用功率进行对应的安全设计，从而导致纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题。

针对上述纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法、装置、存储介质和处理器，以至少解决纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。该方法可以包括：获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。

可选地，对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，包括：将车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中；提取出分类模型的输出层所输出的车辆状态训练数据的分类结果。

可选地，基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控，包括：响应于目标条件为第一通信保护条件，对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，其中，第一通信保护条件用于表征针对车辆的至少一传输报文的预设保护条件，至少一传输报文包括如下至少之一：计数报文、冗余校验报文和超时检测报文；响应于目标条件为第二通信保护条件，对车辆的输入转换器进行保护，其中，第二通信保护条件用于表征针对车辆的诊断覆盖率和汉明距离的预设保护条件。

可选地，基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控，还包括：响应于目标条件为第一监控条件，对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，其中，第一监控条件用于表征针对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态的预设监控条件；响应于目标条件为第二监控条件，对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，其中，第二监控条件用于表征针对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围的预设监控条件；响应于目标条件为第三监控条件，对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控，其中，第三监控条件用于表征针对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号的预设监控条件。

可选地，在基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控之后，该车辆功能的安全监控方法还包括：响应于车辆功能出现故障，降低车辆的电池许用功率，其中，故障包括如下至少之一：通信故障、控制故障、电池故障；对降低后的车辆的电池许用功率进行检测，得到检测结果，其中，检测结果用于表征电池许用功率是否成功降低至目标许用功率；基于检测结果，调整车辆的行驶状态。

可选地，基于检测结果，调整车辆的行驶状态，包括：响应于检测结果为车辆的电池许用功率成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态；响应于检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态。

可选地，在响应于检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态之后，该电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法还包括：响应于车辆的电池许用功率降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置，该装置可以包括：获取单元，用于获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；分类单元，用于对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；确定单元，用于基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；监控单元，用于基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。

根据本发明实施例的另一方面，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包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行本发明实施例的电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序被该处理器运行时执行本发明实施例的电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

在本发明实施例中，获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。也就是说，本发明实施例中首先通过数据采集装置获取车辆状态训练数据，然后将获取的车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中进行分类计算，得到对应于车辆状态训练数据的分类结果，再通过该分类结果，确定用于对车辆功能是否正常运行进行监控的目标条件，最后根据不同类型的目标条件，对不同的车辆功能的当前状态进行监控，从而达到了可以准确判断动力电池及电动车辆是否处于危险状态的目的，进而解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，实现了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种防止电池非预期断电危害的功能安全监控方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种安全断电监控装置的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种防止电池非预期断电危害的功能安全监控管理系统的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S101，获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度。

在本发明上述步骤S101提供的技术方案中，通过数据采集装置采集车辆状态训练初始数据，然后对采集到的车辆状态训练初始数据进行预处理操作，得到车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据可以包括如下至少之一：循环序列计数信号、电池接触器的状态指示信号、高压继电器控制信号、许用功率切换时间、车速信号、剩余电量、电流和温度等，此处仅作举例说明，不做具体限定。

可选地，对采集到的车辆状态训练初始数据进行的预处理操作可以包括以下步骤：步骤一，对采集到的车辆状态训练初始数据进行数据清理，以清楚异常数据和重复数据；步骤二，将经过数据清理的车辆状态训练初始数据结合起来并统一存储；步骤三，在将经过数据清理的车辆状态训练初始数据统一存储之后，对经过数据清理的车辆状态训练初始数据进行数据转换，得到车辆状态训练数据。

步骤S102，对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据。

在本发明上述步骤S102提供的技术方案中，在获取车辆状态训练数据之后，根据训练数据中的不同属性信息，按照对应于属性信息的原则，对获取的车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，属性信息可以包括电量估算误差、温度误差和切换时间误差等，分类结果可以用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据。

可选地，按照对应于属性信息的原则对获取的车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果可以为：按照控制故障分类原则，对高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“有效”、车速<15 km/h，或者，高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“无效”的车辆状态训练数据执行分类操作，得到对应于控制故障的分类结果。

步骤S103，基于分类结果，确定目标条件。

在本发明上述步骤S103提供的技术方案中，在得到分类结果之后，响应于该分类结果用于表征车辆在通信故障状态下所对应的车辆状态训练数据，确定目标条件为通信保护条件，响应于该分类结果用于表征车辆在控制故障状态下所对应的车辆状态训练数据，确定目标条件为监控条件，其中，通信保护条件可以用于对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，监控条件可以用于对车辆的整车控制器的控制指令进行监控，目标条件可以用于对车辆功能是否正常运行进行监控。

步骤S104，基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。

在本发明上述步骤S104提供的技术方案中，在确定目标条件之后，根据不同的目标条件，对不同的车辆功能的当前状态进行监控，也即，如果目标条件为通信保护条件，则对车辆的通信报文和对车辆的输入转换器进行保护，如果目标条件为监控条件，则对车辆的整车控制器的控制指令进行监控。

可选地，通信保护条件可以为第一通信保护条件和/或第二通信保护条件，监控条件可以为第一监控条件、第二监控条件和/或第三监控条件，其中，第一通信保护条件可以用于对车辆的至少一传输报文进行保护，第二通信保护条件可以用于对车辆的输入转换器进行保护，第一监控条件可以用于对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，第二监控条件可以用于对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，第三监控条件可以用于对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控。

本申请上述步骤S101至步骤S104，获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。也就是说，本发明实施例中首先通过数据采集装置获取车辆状态训练数据，然后将获取的车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中进行分类计算，得到对应于车辆状态训练数据的分类结果，再通过该分类结果，确定用于对车辆功能是否正常运行进行监控的目标条件，最后根据不同类型的目标条件，对不同的车辆功能的当前状态进行监控，从而达到了可以准确判断动力电池及电动车辆是否处于危险状态的目的，进而解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，实现了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

下面对该实施例的上述方法进行进一步介绍。

作为一种可选的实施例方式，步骤S102，对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，包括：将车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中；提取出分类模型的输出层所输出的车辆状态训练数据的分类结果。

在该实施例中，在获取车辆状态训练数据之后，将获取的车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中进行分类计算，然后提取出分类模型的输出层所输出的车辆状态训练数据的分类结果，其中，分类模型可以为逻辑回归模型、支持向量机模型，此处仅作举例说明，不做具体限定。

可选地，将高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“有效”、车速<15km/h，或者，高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“无效”的车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中进行分类计算，然后提取出对应于控制故障的分类结果，此处仅作举例说明，不做具体限定。

作为一种可选的实施例方式，步骤S104，基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控，包括：响应于目标条件为第一通信保护条件，对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，其中，第一通信保护条件用于表征针对车辆的至少一传输报文的预设保护条件，至少一传输报文包括如下至少之一：计数报文、冗余校验报文和超时检测报文；响应于目标条件为第二通信保护条件，对车辆的输入转换器进行保护，其中，第二通信保护条件用于表征针对车辆的诊断覆盖率和车辆的汉明距离的预设保护条件。

在该实施例中，在确定目标条件之后，对该目标条件的具体类型进行判断，如果该目标条件为第一通信保护条件，则响应于目标条件为第一通信保护条件，对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，其中，第一通信保护条件可以用于表征针对车辆的至少一传输报文的预设保护条件，至少一传输报文可以包括如下至少之一：计数报文、冗余校验报文和超时检测报文；如果该目标条件为第二通信保护条件，则响应于目标条件为第二通信保护条件，对车辆的输入转换器进行保护，其中，第二通信保护条件可以用于表征针对车辆的诊断覆盖率和汉明距离的预设保护条件。

可选地，响应于目标条件为第一通信保护条件，对车辆的区域网络控制器的通信进行保护可以为：对计数报文、冗余校验报文和超时检测报文是否正确进行检测，如果计数报文、冗余校验报文和超时检测报文都正确，则车辆的区域网络控制器的通信处于正常状态，无需对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，如果计数报文、冗余校验报文和超时检测报文中的至少一个报文不正确，则车辆的区域网络控制器的通信未处于正常状态，即刻对车辆的区域网络控制器的通信进行保护。

可选地，响应于目标条件为第二通信保护条件，对车辆的输入转换器进行保护可以为：对车辆的诊断覆盖率和车辆的汉明距离进行检测，如果车辆的诊断覆盖率≥ 99%且车辆的校验汉明距离≥ 3，则车辆的输入转换器处于正常状态，无需对车辆的输入转换器进行保护，如果车辆的诊断覆盖率< 99%且车辆的校验汉明距离< 3，则车辆的输入转换器未处于正常状态，即刻对车辆的输入转换器进行保护。

作为一种可选的实施例方式，步骤S104，基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控，还包括：响应于目标条件为第一监控条件，对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，其中，第一监控条件用于表征针对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态的预设监控条件；响应于目标条件为第二监控条件，对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，其中，第二监控条件用于表征针对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围的预设监控条件；响应于目标条件为第三监控条件，对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控，其中，第三监控条件用于表征针对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号的预设监控条件。

在该实施例中，在确定目标条件之后，对该目标条件的具体类型进行判断，如果该目标条件为第一监控条件，则响应于目标条件为第一监控条件，对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，其中，第一监控条件可以用于表征针对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态的预设监控条件；如果该目标条件为第二监控条件，则响应于目标条件为第二监控条件，对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，其中，第二监控条件可以用于表征针对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围的预设监控条件；如果该目标条件为第三监控条件，则响应于目标条件为第三监控条件，对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控，其中，第三监控条件可以用于表征针对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号的预设监控条件。

可选地，响应于目标条件为第一监控条件，对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，如果车辆的硬件和/或车辆的软件已经复位，则车辆功能出现控制故障，电池管理单元（Battery Management Unit，简称为BMU）控制高压正继电器和高压负继电器处于断开状态。

可选地，响应于目标条件为第二监控条件，对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，如果车辆的端到端保护显示错误，或者车辆的整车控制器对车辆的高压继电器的控制指令不在目标范围内，则车辆功能出现控制故障，BMU在预设时间内将整车控制器对高压继电器的控制信号指令状态设置为“无效”，其中，目标范围也即有效范围，目标范围可以取自0至1，预设时间可以取自180 ms至300 ms，例如，预设时间可以为200 ms，此处仅作举例说明，不做具体限定。

可选地，响应于目标条件为第三监控条件，对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控，如果高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“有效”、车速<15km/h，或者，高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“无效”，则车辆功能出现控制故障，BMU在预设时间内顺序断开所有高压继电器。

作为一种可选的实施例方式，在基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控之后，该电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法还包括：响应于车辆功能出现故障，降低车辆的电池许用功率；对降低后的车辆的电池许用功率进行检测，得到检测结果，其中，检测结果用于表征电池许用功率是否成功降低至目标许用功率；基于检测结果，调整车辆的行驶状态。

在该实施例中，在基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控之后，根据车辆功能的当前状态确定车辆功能是否出现故障，如果车辆功能出现故障，则降低车辆的电池许用功率，然后对降低后的车辆的电池许用功率进行检测，从而确定电池许用功率是否成功降低至目标许用功率，再根据电池许用功率与目标许用功率之间的关系，调整车辆的行驶状态，其中，故障可以包括如下至少之一：通信故障、控制故障、电池故障。

可选地，根据车辆功能的当前状态确定车辆功能是否出现故障，如果车辆功能出现故障，则降低车辆的电池许用功率可以为：根据车辆功能的当前状态确定车辆功能出现通信故障，响应于车辆功能出现通信故障，降低车辆的电池许用功率，以使车辆无法进入高速行驶的状态；根据车辆功能的当前状态确定车辆功能出现控制故障，响应于车辆功能出现控制故障，降低车辆的电池许用功率，然后断开高压继电器，以使车辆无法进入高速行驶的状态；根据车辆功能的当前状态确定车辆功能出现电池故障，响应于车辆功能出现电池故障，降低车辆的电池许用功率，以使车辆无法进入高速行驶的状态。

作为一种可选的实施例方式，基于检测结果，调整车辆的行驶状态，包括：响应于检测结果为车辆的电池许用功率成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态；响应于检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态。

在该实施例中，在得到电池许用功率的检测结果之后，对该检测结果进行判断，如果该检测结果为车辆的电池许用功率成功降低至目标许用功率，则电池管理系统将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态，如果该检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，则电池管理系统将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态。

作为一种可选的实施例方式，在响应于检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态之后，该电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法还包括：响应于车辆的电池许用功率降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态。

在该实施例中，如果车辆功能出现故障，车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，且车辆已进入高速行驶状态，则电池管理系统继续降低车辆的电池许用功率，直至车辆的电池许用功率降低至目标许用功率，从而使车辆无法保持高速行驶状态，进而将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态。

在本发明实施例中，首先通过数据采集装置获取车辆状态训练数据，然后将获取的车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中进行分类计算，得到对应于车辆状态训练数据的分类结果，再通过该分类结果，确定用于对车辆功能是否正常运行进行监控的目标条件，最后根据不同类型的目标条件，对不同的车辆功能的当前状态进行监控，从而解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，达到了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

实施例2

下面结合优选的实施方式对本发明实施例的技术方案进行举例说明。

随着经济发展和人们生活水平的不断提高，车辆不仅作为一种日常代步工具，更是为了满足用户变化的需求，车辆的发展也越来越多元化。但是在当前的电动车辆设计中，主要使用的是通过动力电池电压相关数据、高压继电器电压相关数据和高压系统故障诊断模式诊断是否发生故障，并未基于动力电池对外输出电能突然中断而针对区域网络控制器和电池的许用功率进行对应的安全设计，因此无法避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害。

因此，为了克服上述问题，在一种相关技术中，公开了一种电动汽车高压安全保护系统，通过电池管理系统对高压环路互锁回路状态及高压系统绝缘电阻进行检测，异常情况下使系统进入高压断电流程并对环路互锁信号状态进行诊断；通过安全气囊管理器检测碰撞状态信号并发给整车控制器及电池管理系统，当发生碰撞时整车控制器及电池管理系统进入高压断电控制流程并最终使整车高压断开。但是，该系统仅识别高压回路的互锁状态和监控碰撞气囊控制器的碰撞，并未基于动力电池对外输出电能突然中断而针对区域网络控制器和电池的许用功率进行对应的安全设计，因此无法避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害。

在另一种相关技术中，公开了一种电动汽车高压断电安全系统，该系统包括：用于控制动力电池组通断的高压继电器；与所述高压继电器连接，用于控制高压继电器启闭的电池控制器；与所述电池控制器信号连接，用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元；与所述电池控制器信号连接，用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。但是，该系统仅当电池出现安全状态问题、检测到碰撞信号触发时，由电池控制器切断高压继电器、断开高压回路，并未基于动力电池对外输出电能突然中断而针对区域网络控制器和电池的许用功率进行对应的安全设计，因此无法避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害。

在又一种相关技术中，公开了一种电动汽车突发状况快速断电装置，该装置包括：整车控制器、电池管理系统及动力蓄电池，整车控制器与电池管理系统通过总线连接，电池管理系统与动力蓄电池通过总线连接，动力蓄电池的输出端设有电池线束，其特征在于：还包括罩于部分电池线束外侧的陶瓷封装体，陶瓷封装体内设有三硝基甲苯（Trinitrotoluene，简称为TNT）炸药和点火装置，TNT炸药与电池线束接触，点火装置与TNT炸药接触，且点火装置与电池管理系统通过总线连接。但是，该系统仅通过切断高压继电器、断开高压回路和点爆预埋在高压回路中的TNT爆炸装置炸开高压回路，来完成快速断电，并未基于动力电池对外输出电能突然中断而针对区域网络控制器和电池的许用功率进行对应的安全设计，因此无法避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害。

然而，本发明实施例提出一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。该方法可以通过对高压继电器控制信号有效性的校验、对车速信号的判定、电池电荷状态/剩余电量（State of Charge，简称为SOC）估算误差、电流采集误差、温度采集误差的规定，从而解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，实现了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

图2是根据本发明实施例的一种防止电池非预期断电危害的功能安全监控方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S201，对区域网络控制器（Controller Area Network，简称为CAN）通信进行保护。

可选地，通过保护条件对CAN通信进行保护，其中，该保护条件满足：对CAN通信的端到端保护，其中，端到端保护可以包括：数据的循环冗余校验（Cyclic RedundancyCheck，简称为CRC）、每条报文内增加循环序列计数信号，报文接收端检查该计数信号是否正确、报文超时检测、报文标识号（Identification，简称为ID）检测。

可选地，电池管理单元（Battery Management Unit，简称为BMU）对CAN上传输的每条报文都进行端到端保护。

可选地，通过另一保护条件对CAN输入转换器进行保护，其中，该另一保护条件满足：BMU软件要对与整车控制器、直流充电机、交流充电机通信的信号进行滚动计数和CRC校验诊断，诊断覆盖率≥ 99%；BMU与整车控制器、直流充电机、交流充电机通信节点的CRC数据校验汉明距离≥ 3。

可选地，在对CAN通信进行保护时，对空中下载技术（Over-the-Air，简称为OTA）升级进行监控，监控应注意以下情况：情况一，BMU软件中设置有OTA标志位，当OTA标志位为“允许”时，BMU可以更新软件；情况二，BMU以100 ms为周期，从CAN总线上接收电动车辆的车速信号，当满足车速信号状态为有效、车速信号＜ 5km/h、电池接触器的状态指示为有效、电池接触器的状态为断开、中央网关请求OTA升级信号为“请求”时，BMU软件中OTA标志位置为“允许”。

在对CAN通信进行保护之后，进入步骤S202，判断是否出现CAN通信故障，如果出现CAN通信故障，则进入步骤S207和步骤S208，整车降速，切断高压继电器，如果未出现CAN通信故障，则进入步骤S203，对整车控制指令进行监控。

可选地，通过监控条件对整车控制指令进行监控，其中，该监控条件满足：当BMU的硬件或者软件复位后，BMU应使高压正继电器和高压负继电器处于断开状态；当BMU对整车控制器的CAN信号端对端保护显示错误，或者整车控制器对高压继电器的控制指令不在有效范围内（有效范围为0-1）时，BMU要在200 ms时间内将整车控制器对高压继电器的控制信号指令状态设置为“无效”；当整车控制器对高压继电器的控制信号指令状态为“有效”，且整车控制器对高压继电器的控制信号指令为“打开”，且高压继电器的状态指示信号为“有效”，且高压继电器的状态指示为“关闭”，且车速信号为“有效”、车速< 15km/h，或者，车速信号为“无效”时，BMU在300 ms内顺序断开所有高压继电器；当高压继电器的状态指示信号为“无效”且车速信号为“有效”、车速< 15km/h，或者，车速信号为“无效”时，BMU在300 ms内顺序断开所有高压继电器。

在对整车控制指令进行监控之后，进入步骤S204，判断是否出现指令监测故障，如果出现指令监测故障，则进入步骤S207和步骤S208，整车降速，切断高压继电器，如果未出现指令监测故障，则进入步骤S205，对电池许用功率进行监控。

可选地，对电池许用功率进行监控，具体地实现要求如下：BMU正确计算动力电池的许用功率；BMU对电池SOC估算误差≤ 4%；BMU采集动力电池内部温度，温度误差为±3℃；BMU正确记录许用功率的切换时间；电流传感器对动力电池的电流监测误差为±1A；BMU进行SOC的估算错误诊断、电流传感器的错误诊断、温度监测错误的诊断、时钟计时芯片的错误诊断。

在对电池许用功率进行监控之后，进入步骤S206，判断是否出现许用功率故障，如果出现许用功率故障，则进入步骤S207和步骤S208，整车降速，切断高压继电器，如果未出现许用功率故障，则进入步骤S201。

图3是根据本发明实施例的一种安全断电监控装置的示意图，如图3所示，该安全断电监控装置300可以包括：CAN通信保护模块301、整车控制器指令监控模块302、电池许用功率监控模块303、整车降速模块304和切断高压继电器模块305，其中，CAN通信保护模块301可以用于对装置及系统CAN通信进行保护，以及对OTA升级过程进行保护，整车控制器指令监控模块302可以用于对整车控制器的指令进行监控和诊断，电池许用功率监控模块303可以用于估算电池的许用功率，并对电池许用功率相关要素进行诊断，整车降速模块304可以用于当车辆功能出现故障时降低动力电池的许用功率，以达到降低车辆最高速度的目的，切断高压继电器模块305可以用于当出现动力电池故障时，车速降低到安全速度后切断高压。

图4是根据本发明实施例的一种防止电池非预期断电危害的功能安全监控管理系统的示意图，如图4所示，该功能安全监控管理系统可以包括：驱动器401、区域网络控制器402、微处理器403、只读存储器404、随机存储器405、交流充电器406、混合动力汽车控制器407、监测器408、电流传感器409、高压负继电器410、高压正继电器411、充电正继电器412和充电负继电器413。

可选地，BMU在外部12 V供电来源进行冗余设计，且两路12 V供电来源相互独立。

可选地，BMU在外部12 V供电电压低于6.5 V时，能够保证高压负继电器410和高压正继电器411不会被动断开，需要主动在200 ms内切断高压负继电器410和高压正继电器411，以禁止电池对外输出。

可选地，BMU在外部12 V供电电压超过24 V时，BMU在500 ms内不会出现功能障碍。

可选地，BMU在内部电源分配设计时，保证微处理器403的不同内核都有双路冗余供电，其中，微处理器403的主核需要有独立冗余核以用于监控主核的运行，并能够在主核失效的情况下可以使冗余核关断高压。

可选地，BMU在检测到硬件故障、基础软件故障的情况下，能够关断高压。

可选地，在微处理器403的冗余核重启的情况下，不影响微处理器403的主核运行，微处理器403的冗余核在重启时，微处理器403的主核需保证高压负继电器410和高压正继电器411的原开闭状态；在微处理器403的冗余核出现故障的情况下，微处理器403的主核需切断高压负继电器410和高压正继电器411。

可选地，只读存储器404存储的内部标定数据要通过CRC校验进行保护，只读存储器404存储的高压继电器寿命评估数据要通过CRC校验进行保护。

可选地，当BMU处于工作状态时，每100 ms对需要进行CRC校验的数据进行一次校验，如果数据校验结果为错误，则BMU在20 ms内顺序断开高压继电器。

可选地，当BMU检测到随机存储器405内的数据损坏时，BMU在20 ms内执行软件复位。

可选地，BMU以20 ms为周期，对硬件循环进行随机失效检测，当检测到硬件循环随机失效故障后，BMU在20 ms内执行硬件复位；BMU以20 ms为周期，对软件循环进行数据溢出、程序卡滞检测，当检测到数据溢出、程序卡滞故障后，BMU在20 ms内执行硬件复位或者软件复位。

可选地，BMU对只读存储器404进行分区管理，以防止关键数据被其他功能覆盖。

在该实施例中，通过BMU对CAN通信进行保护，通过BMU对整车控制指令进行监控，以及通过BMU对电池许用功率进行监控，而分别判断是否出现CAN通信故障，是否出现指令监测故障，以及是否出现许用功率故障，从而解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，达到了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置。需要说明的是，该安全监控装置可以用于执行实施例1中的一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

图5是根据本发明实施例的一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置的示意图。如图5所示，一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置500可以包括：获取单元501、分类单元502、确定单元503和监控单元504。

获取单元501，用于获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度。

分类单元502，用于对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据。

确定单元503，用于基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控。

监控单元504，用于基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控。

可选地，分类单元502可以包括：输入模块，用于将车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中；提取模块，用于提取出分类模型的输出层所输出的车辆状态训练数据的分类结果。

可选地，监控单元504可以包括：第一响应模块，用于响应于目标条件为第一通信保护条件，对车辆的区域网络控制器的通信进行保护，其中，第一通信保护条件用于表征针对车辆的至少一传输报文的预设保护条件，至少一传输报文包括如下至少之一：计数报文、冗余校验报文和超时检测报文；第二响应模块，用于响应于目标条件为第二通信保护条件，对车辆的输入转换器进行保护，其中，第二通信保护条件用于表征针对车辆的诊断覆盖率和汉明距离的预设保护条件。

可选地，监控单元504还可以包括：第三响应模块，用于响应于目标条件为第一监控条件，对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态进行监控，其中，第一监控条件用于表征针对车辆的硬件复位状态和/或车辆的软件复位状态的预设监控条件；第四响应模块，用于响应于目标条件为第二监控条件，对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围进行监控，其中，第二监控条件用于表征针对车辆的端到端保护和/或车辆的目标范围的预设监控条件；第五响应模块，用于响应于目标条件为第三监控条件，对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号进行监控，其中，第三监控条件用于表征针对车辆的状态指示信号和/或车辆的车速信号的预设监控条件。

可选地，该电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置500还可以包括：第一响应单元，用于响应于车辆功能出现故障，降低车辆的电池许用功率，其中，故障包括如下至少之一：通信故障、控制故障、电池故障；检测单元，用于对降低后的车辆的电池许用功率进行检测，得到检测结果，其中，检测结果用于表征电池许用功率是否成功降低至目标许用功率；调整单元，用于基于检测结果，调整车辆的行驶状态。

可选地，调整单元可以包括：第一调整模块，用于响应于检测结果为车辆的电池许用功率成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态；第二调整模块，用于响应于检测结果为车辆的电池许用功率未成功降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态。

可选地，该电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置500还可以包括：第二响应单元，用于响应于车辆的电池许用功率降低至目标许用功率，将车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态。

在该实施例中，获取单元，用于获取车辆状态训练数据，其中，车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；分类单元，用于对车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的车辆状态训练数据；确定单元，用于基于分类结果，确定目标条件，其中，目标条件用于对车辆功能是否正常运行进行监控；监控单元，用于基于目标条件，对车辆功能的当前状态进行监控，解决了纯电动车辆在高速行驶中非预期断电容易造成人员伤害的技术问题，达到了可以避免因纯电动车辆在高速行驶中非预期断电而造成人员伤害的技术效果。

实施例4

根据本发明实施例，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包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行实施例1中的电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

实施例5

根据本发明实施例，还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序被该处理器运行时执行实施例1中的电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法，其特征在于，包括：

获取车辆状态训练数据，其中，所述车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；

对所述车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，所述分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的所述车辆状态训练数据；

基于所述分类结果，确定目标条件，其中，所述目标条件用于对所述车辆功能是否正常运行进行监控；

基于所述目标条件，对所述车辆功能的当前状态进行监控，其中，所述目标条件包括第一通信保护条件和第二通信保护条件，所述第一通信保护条件用于对所述车辆的至少一传输报文进行保护，所述第二通信保护条件用于对所述车辆的输入转换器进行保护；

所述目标条件包括第一监控条件、第二监控条件和第三监控条件，其中，所述第一监控条件用于对所述车辆的硬件复位状态和所述车辆的软件复位状态进行监控，所述第二监控条件用于对所述车辆的端到端保护和所述车辆的目标范围进行监控，所述第三监控条件用于对所述车辆的状态指示信号和所述车辆的车速信号进行监控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，包括：

将所述车辆状态训练数据输入至预设的分类模型中；

提取出所述分类模型的输出层所输出的所述车辆状态训练数据的分类结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标条件，对所述车辆功能的当前状态进行监控，包括：

响应于所述目标条件为所述第一通信保护条件，对所述车辆的区域网络控制器的通信进行保护，其中，所述第一通信保护条件用于表征针对所述车辆的至少一传输报文的预设保护条件，所述至少一传输报文包括如下至少之一：计数报文、冗余校验报文和超时检测报文；

响应于所述目标条件为所述第二通信保护条件，对所述车辆的输入转换器进行保护，其中，所述第二通信保护条件用于表征针对所述车辆的诊断覆盖率和汉明距离的预设保护条件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标条件，对所述车辆功能的当前状态进行监控，还包括：

响应于所述目标条件为所述第一监控条件，对所述车辆的硬件复位状态和/或所述车辆的软件复位状态进行监控；

响应于所述目标条件为所述第二监控条件，对所述车辆的端到端保护和/或所述车辆的目标范围进行监控；

响应于所述目标条件为所述第三监控条件，对所述车辆的状态指示信号和/或所述车辆的车速信号进行监控。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述目标条件，对所述车辆功能的当前状态进行监控之后，所述方法还包括：

响应于所述车辆功能出现故障，降低所述车辆的电池许用功率，其中，所述故障包括如下至少之一：通信故障、控制故障、电池故障；

对降低后的所述车辆的电池许用功率进行检测，得到检测结果，其中，所述检测结果用于表征所述电池许用功率是否成功降低至目标许用功率；

基于所述检测结果，调整所述车辆的行驶状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述检测结果，调整所述车辆的行驶状态，包括：

响应于所述检测结果为所述车辆的电池许用功率成功降低至目标许用功率，将所述车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态；

响应于所述检测结果为所述车辆的电池许用功率未成功降低至所述目标许用功率，将所述车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在响应于所述检测结果为所述车辆的电池许用功率未成功降低至所述目标许用功率，将所述车辆的行驶状态调整为进入高速行驶状态之后，所述方法还包括：

响应于所述车辆的电池许用功率降低至所述目标许用功率，将所述车辆的行驶状态调整为未进入高速行驶状态。

8.一种电动车辆的动力电池断电功能的安全监控装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取车辆状态训练数据，其中，所述车辆状态训练数据包括如下至少之一：高压继电器控制信号、车速信号、剩余电量、电流、温度；

分类单元，用于对所述车辆状态训练数据执行分类操作，得到分类结果，其中，所述分类结果用于表征车辆在不同的故障类型下所对应的所述车辆状态训练数据；

确定单元，用于基于所述分类结果，确定目标条件，其中，所述目标条件用于对所述车辆功能是否正常运行进行监控；

监控单元，用于基于所述目标条件，对所述车辆功能的当前状态进行监控，其中，所述目标条件包括第一通信保护条件和第二通信保护条件，所述第一通信保护条件用于对所述车辆的至少一传输报文进行保护，所述第二通信保护条件用于对所述车辆的输入转换器进行保护；

所述目标条件包括第一监控条件、第二监控条件和第三监控条件，其中，所述第一监控条件用于对所述车辆的硬件复位状态和所述车辆的软件复位状态进行监控，所述第二监控条件用于对所述车辆的端到端保护和所述车辆的目标范围进行监控，所述第三监控条件用于对所述车辆的状态指示信号和所述车辆的车速信号进行监控。

9.一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包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被所述处理器运行时执行权利要求1至7中任意一项所述电动车辆的动力电池断电功能的安全监控方法。

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