CN116296208A - 一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法及系统，适用于自动驾驶矿车等车辆的电池箱装载冲击监测，其方法包括：采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号以及获取相应电池箱的质保里程和质保年限；根据冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限；根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；在冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。实施本公开的技术方案可以准确监测电池箱装载冲击，在超越电池箱设计界限时预警，便于相关人员或设备及时作出干预和控制，提升电池箱的可靠性。

Description

一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法及系统

技术领域

本公开涉及监测领域，尤其涉及一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法及系统。

背景技术

目前在矿区运行的新能源矿车在装料作业过程中，有一定概率受到较大的装载冲击，一般认为，当冲击载荷较大时，对电池结构的影响不可忽略，且不能按照行车过程中的振动载荷的处理方法对冲击载荷对电池箱结构可靠性影响的评估。

发明内容

为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本公开提供了一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法及系统。

根据本公开的第一方面，提供了一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法，包括：

采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号；

根据所述冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；

根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限；

根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及所述单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

在所述冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

可选的，所述冲击加速度信号由加速度采集设备在检测位置采集得到；

所述检测位置包括电池框架安装点位置，和/或，整车大梁与电池框架连接位置。

可选的，所述单日冲击加速度次数为单日单车电池箱所受到的大于设定值的冲击加速度次数。

可选的，所述设定值为10g。

可选的，所述目标方向包括X方向、Y方向或Z方向。

可选的，所述车辆运营数据包括车辆日运营总里程和车辆年运营天数；

所述根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限，包括：

根据公式Y＝Sz/(M*D)确定使用年限，其中，Y表示使用年限，Sz表示质保里程，M表示车辆日运营总里程，D表示车辆年运营天数。

可选的，根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数，包括：

当使用年限大于等于质保年限时，根据质保年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

当使用年限小于质保年限时，根据使用年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

可选的，所述方法还包括：

根据采集的所述冲击加速度信号，确定目标方向的最大冲击加速度值；

在最大冲击加速度值大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击载荷值时，生成预警信息。

根据本公开的第二方面，提供了一种矿车用电池箱装载冲击的监测系统，包括：

加速度采集设备，用于采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号；

数据分析平台，用于根据所述冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；根据质保里程、车辆年运营天数和车辆日运营里程，确定使用年限；根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及所述单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

数据监控预警平台，用于在所述冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

可选的，所述系统还包括：

运营数据监控数据平台，用于监控车辆运营数据，所述车辆运营数据包括质保里程、车辆年运营天数和车辆日运营里程。

本公开实施例中提供的一个或多个技术方案，可以通过采集车辆装载作业过程中的冲击加速度信号确定相应的单日冲击加速度次数，根据车辆运营数据确定使用年限，并根据单日冲击加速度次数和使用年限估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数，在冲击载荷次数超过限值时预警，以提醒相关人员或相应智能设备使其可以对其进行干预，提升电池箱的结构可靠性。

本公开实施例中提供的一个或多个技术方案，可跟随矿车运行状态进行动态响应，具有较高的时效性，同时有助于矿车优化运行路线。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开示例性实施例的一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法的流程图；

图2示出了根据本公开实施例实施例的一种矿车结构及电池布置示意图；

图3示出了根据本公开示例性实施例的一种矿车用电池箱装载冲击的监测系统的示意性框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

以下参照附图描述本公开的方案。

参见图1，一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法，包括：

S101，采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号。

参见图2，图2是本公开实施例实施例的一种矿车结构及电池布置示意图，其可作为本公开实施例的监测方法的一种应用场合，矿车包括矿斗201、电池框架202、加速度采集设备203、电池箱204、驾驶室205、整车大梁206。具体的，加速度采集设备可布置于后背的电池箱204处和整车大梁206处，更具体的，加速度采集设备布置于大梁与电池框架连接处、电池安装点处。电池箱204布置于电池框架202，电池框架202布置于驾驶室205的后背。加速度采集设备203可以是加速度传感器，为了便于获取采集的冲击加速度信号，加速度采集设备203可以是无线加速度传感器。

冲击加速度信号可以由相应的加速度采集设备203在各个检测位置采集得到，再由相应的加速度采集主机存储。其中，检测位置可以根据所需测试的位置确定，检测位置可以是电池框架202安装点位置，可以是整车大梁206与电池框架202连接处位置。本公开通过加速度采集设备203采集冲击加速度信号，以采集的冲击加速度信号作为依据计算使用周期内电池受到的冲击载荷次数，相对于利用前期已采集的冲击加速度数据计算整个使用周期内电池受到的冲击载荷次数，其计算结果更接近于车辆的实际运行情况，且可以跟随车辆运行状态进行动态响应，具有更好的时效性。理由是：随着矿区内部作业开采平台的变化，装料过程中的矿料尺寸、装料高度等均会发生改变，故导致电池箱受到的冲击载荷也随之改变，前期已采集到的冲击载荷数据虽具有一定的参考价值，但无法实时反馈电池箱结构状态，无法预先对电池箱及电池框架采取有效措施，导致电池箱长期超边界使用，结构质保难以保证，此做法被动、时效性差且维护成本较高。

S102，根据冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数。

本步骤中，单日冲击加速度次数为单日单车电池箱所受到的大于设定值的冲击加速度次数，具体可以根据单日单车大于设定值的冲击加速度信号的次数，确定单日冲击加速度次数。其中，可以知道的，目标方向的单日冲击加速度次数是根据相应同一目标方向的单日单车大于设定值的冲击加速度信号的次数确定。目标方向可以是X方向、Y方向或Z方向，在实际运用过程中，一般以Z方向作为目标方向，以Z方向的相应数据作为监测评估的主要依据，当然，可以知道的，根据实际需求，可以以X方向的单日冲击加速度次数或Y方向的单日冲击加速度次数作为监测评估的依据。

一般情况下，当冲击载荷大于等于10g时，会认为冲击载荷对电池结构的影响不可忽略，因此，本步骤中可以将设定值设置为10g，当然，可以知道的，在实际运用过程中，技术人员可以根据实际需求设置该设定值。示例性的，根据电池安装点处的冲击加速度信号，统计单日每个方向出现≥10g的冲击加速度的次数及最大冲击加速度值，Z向次数记为N(Z)，最大冲击加速度记为a(Z)max，Y向次数记为N(Y)，最大冲击加速度记为a(Y)max，X向次数记为N(X)，最大冲击加速度记为a(X)max。X向、Y向和Z向冲击加速度的次数N(X)、N(Y)和N(Z)可用作监测评估的依据。最大冲击加速度记a(X)max、a(Y)max和a(Z)max也可以用作监测评估的依据。

S103，根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限。

本步骤中的使用年限是根据质保里程和实际的车辆运营数据，因此车辆运营过程中，相关的车辆运营数据发生变化时，使用年限也发生变化。使得使用年限与车辆实际的运营情况相关，在以该使用年限作为监测结果的判断依据时，可以使得监测结果跟随车辆实际运营情况变化，其监测结果更为准确。

本步骤中，车辆运营数据可以是车辆单位时间的运行里程，基于质保里程根据车辆单位时间的运行里程计算得到。车辆单位时间为年时，相应的车辆单位时间的运行里程可以根据车辆年运营天数和车辆日运营总里程计算得到。具体的，可根据公式Y＝Sz/(M*D)计算确定使用年限，其中，Y为使用年限，Sz为质保里程，M为车辆日运营总里程，D为车辆年运营天数。其中，车辆年运营天数和车辆日运营里程可以从矿车运营数据监控平台管理的车辆在矿区运营的相关信息中得到，矿区运营的相关信息可包括矿车的运营趟数、运营里程、运距、运营天数及车辆故障问题等信息，单日单车运营趟数记为Nt，单趟运行过程中装料次数记为Nl，车辆全年运营天数记为D，质保里程记为Sz，质保年限记为Yz，每日运营总里程记为M，使用年限记为Y。

S104，根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

本步骤中，当使用年限大于等于质保年限时，根据质保年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；当使用年限小于质保年限时，根据使用年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱204在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

可见，本公开示例性实施例方式的技术方案，依据质保里程及年限先到为原则核算电池在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。①当Y<Yz时，里程先到，则整个使用周期内电池受到的冲击次数ST＝Y*D*Nt*N1；②当Y>Yz时，年限先到，则整个使用周期内电池受到的冲击次数ST＝Yz*D*Nt*N1。具体的，根据单日单车电池受到的≥10g的冲击加速度次数统计电池箱整个生命周期内受到的≥10g的冲击载荷次数：①当Y<Yz时，ST(Z)＝Y*D*N(Z)、ST(Y)＝Y*D*N(Y)、ST(X)＝Y*D*N(X)；②当Y>Yz时，ST(Z)＝Yz*D*N(Z)、ST(Y)＝Yz*D*N(Y)、ST(X)＝Yz*D*N(X)。

S105，在冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

本步骤在冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时生成预警信息。电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数是电池箱本身电池冲击载荷的结构边界。可以知道的，电池箱本身电池冲击载荷的结构边界还有最大冲击载，若最大冲击加速度值超过相应的最大冲击载荷值时，也会影响电池箱结构可靠性影响，因此，作为可选的实施方式，根据采集的冲击加速度信号，确定目标方向的最大冲击加速度值，在最大冲击加速度值大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击载荷值时，生成预警信息。

本公开示例性实施例，根据冲击载荷次数，结合电池箱本身电池冲击载荷的结构边界，判断是否需要生成预警信息，以此提醒对现场车辆进行风险预警，以通过降低装料高度等措施降低冲击载荷，提升电池箱的结构可靠性，延长寿命。

本步骤可以由数据监控预警平台执行，对数据分析平台的结果进行判断和预警消息推送，根据目标方向(可以是X向、Y向、Z向三个方向)冲击载荷对电池箱结构的影响，判断是否存在结构失效风险，判断是否生成预警信息。一般情况下，可以以Z向数据作为评估的主要依据，当a(Z)max≤a(Z)b，ST(Z)≤ST(Z)b时，冲击载荷未超过电池箱结构边界，此时采集的数据在平台正常存储，当a(Z)max>a(Z)b，ST(Z)>ST(Z)b时，冲击载荷超过电池箱结构边界，存在结构失效风险，此时平台将生成推送预警信息，提醒售后现场对装料作业的矿车进行提醒及干预，通过降低装料高度等措施降低冲击载荷，提升电池箱的结构可靠性，延长了使用寿命。同理，若以X或Y向数据作为评估的依据，则Y向：a(Y)max≤a(Y)b，ST(Y)≤ST(Y)b时，冲击载荷未超过电池箱结构边界，此时采集的数据在平台正常存储，当a(Y)max>a(Y)b，ST(Y)>ST(Y)b时，冲击载荷超过电池箱结构边界，存在结构失效风险，此时平台将生成推送预警信息。则X向：a(X)max≤a(X)b，ST(X)≤ST(X)b时，冲击载荷未超过电池箱结构边界，此时采集的数据在平台正常存储，当a(X)max>a(X)b，ST(X)>ST(X)b时，冲击载荷超过电池箱结构边界，存在结构失效风险，此时平台将生成推送预警信息。其中a(Z)b、a(Y)b、a(X)b分别为电池箱在Z、Y、X向所能承受的最大冲击加速度值，ST(Z)b、ST(Y)b、ST(X)b分别为电池箱在Z、Y、X向所能承受的最大冲击次数。

参见图3，本公开还提供一种矿车用电池箱装载冲击的监测系统，包括：

加速度采集设备301，用于采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号。加速度采集设备可以设置在不同的检测位置，例如大梁与电池框架连接处、电池安装点处等，以在不同位置采集得到冲击加速度信号(时域信号)。

数据分析平台302，用于根据冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限；根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

数据监控预警平台303，用于在冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

冲击加速度信号由加速度采集设备在检测位置采集得到，检测位置可以是电池框架安装点位置、整车大梁与电池框架连接位置等。

在一个实施方式中，数据分析平台302，在用于根据冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数时，具体用于：根据单日大于设定值的冲击加速度信号的次数，确定单日冲击加速度次数。设定值可以是10g。目标方向可以是X方向、Y方向或Z方向。

在一个实施方式中，数据分析平台302，在用于根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限时，具体用于：根据公式Y＝Sz/(M*D)确定使用年限；Y为使用年限，Sz为质保里程，M为车辆日运营总里程，D为车辆年运营天数。

在一个实施方式中，数据分析平台302，在用于根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数时，具体用于：当使用年限大于等于质保年限时，根据质保年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；当使用年限小于质保年限时，根据使用年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

在一个实施方式中，数据分析平台302，还用于根据采集的冲击加速度信号，确定目标方向的最大冲击加速度值。数据监控预警平台303，还用于在最大冲击加速度值大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击载荷值时，生成预警信息。

在一个实施方式中，矿车用电池箱装载冲击的监测系统还包括：运营数据监控数据平台304，用于监控车辆运营数据，车辆运营数据包括质保里程、车辆年运营天数和车辆日运营里程。

Claims (10)

1.一种矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，包括：

采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号；

根据所述冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；

根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限；

根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及所述单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

在所述冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

2.根据权利要求1所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述冲击加速度信号由加速度采集设备在检测位置采集得到；

所述检测位置包括电池框架安装点位置，和/或，整车大梁与电池框架连接位置。

3.根据权利要求1所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述单日冲击加速度次数为单日单车电池箱所受到的大于设定值的冲击加速度次数。

4.根据权利要求3所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述设定值为10g。

5.根据权利要求1～3任一所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述目标方向包括X方向、Y方向或Z方向。

6.根据权利要求1所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述车辆运营数据包括车辆日运营总里程M和车辆年运营天数D；

所述根据质保里程和车辆运营数据确定使用年限，包括：

根据公式Y＝Sz/(M*D)确定使用年限，其中，Y表示使用年限，Sz表示质保里程，M表示车辆日运营总里程，D表示车辆年运营天数。

7.根据权利要求1所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数，包括：

当使用年限大于等于质保年限时，根据质保年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

当使用年限小于质保年限时，根据使用年限、车辆年运营天数和单日冲击加速度次数的乘积估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数。

8.根据权利要求1所述的矿车用电池箱装载冲击的监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据采集的所述冲击加速度信号，确定目标方向的最大冲击加速度值；

在所述最大冲击加速度值大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击载荷值时，生成预警信息。

9.一种矿车用电池箱装载冲击的监测系统，其特征在于，包括：

加速度采集设备，用于采集车辆在装载过程中产生的冲击加速度信号；

数据分析平台，用于根据所述冲击加速度信号，确定目标方向的单日冲击加速度次数；根据质保里程、车辆年运营天数和车辆日运营里程，确定使用年限；根据使用年限与质保年限中的较小值、车辆年运营天数以及所述单日冲击加速度次数，估计电池箱在整个生命周期内受到的冲击载荷次数；

数据监控预警平台，用于在所述冲击载荷次数大于电池箱在目标方向所能承受的最大冲击次数时，生成预警信息。

10.根据权利要求9所述的一种矿车用电池箱装载冲击的监测系统，其特征在于，所述系统还包括：

运营数据监控数据平台，用于监控车辆运营数据，所述车辆运营数据包括质保里程、车辆年运营天数和车辆日运营里程。

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