一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法

本发明属于焊接，尤其涉及一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法。

背景技术：

1、电动汽车的电池组是其核心组件之一。电池组通常由多个电池单元(如锂离子电池单元)通过串联和并联的方式组合而成，以满足车辆的续航需求和功率要求。电池组的集成过程涉及多个步骤，其中电池单元的连接和固定是关键环节。

2、对于电池单元的连接和固定目前主要采用激光焊接技术。激光焊接是一种利用高强度激光束作为热源进行焊接的技术。激光焊接具有高精度、高速度和低热影响区的特点，适用于各种材料的焊接，包括金属、塑料和复合材料。激光焊接通过高能量密度的激光束局部加热材料，使其熔化并形成焊接接头。在这一过程中，对焊点故障的识别尤为重要。目前主要是采用图像识别技术对焊点故障进行识别。由于工业生产复杂的环境，图像的采集存在困难以及其有效性会受到影响。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，包括：

3、获取电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行预处理，获得预处理数据；

4、对所述预处理数据进行分类，生成分类数据；

5、计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息；

6、基于实际工程应用中的无故障数据集确定互信息阈值范围；

7、将所述同一类激光数据之间的互信息与所述互信息阈值范围进行对比，获得故障的焊点数据。

8、优选地，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行预处理，获得预处理数据的过程包括：根据电动汽车电池组的焊点压头顺序，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行提取并标号，生成所述预处理数据。

9、优选地，所述分类数据包括：红外光数据、激光数据、反射光数据和可见光数据。

10、优选地，计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息的表达式为：

11、i[x；y]＝h(x)+h(y)-h(x,y)

12、s.t.

13、

14、其中，pr[·]代表随机变量的概率分布，h[·]和h[·,·]分别为香农熵和联合熵，x为一个离散随机变量，x为其定义域内的值，y为为一个离散随机变量，y为其定义域内的值。

15、优选地，计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息之后还包括：基于所述同一类激光数据之间的互信息确定激光数据之间的相关性。

16、优选地，将所述同一类激光数据之间的互信息与所述互信息阈值范围进行对比，获得故障的焊点数据的过程包括：

17、若所述焊点激光数据数量较少，则基于所述激光数据之间的相关性判断故障焊点互信息值与正常焊点互信息值之间的差异；

18、若所述焊点激光数据数量较大，则通过iqr-test对所计算的互信息值进行离群点的识别。

19、优选地，所述iqr-test的计算表达式为：

20、

21、其中，q1代表上四分位点，q3代表下四分位点，iqr＝q3-q1代表四分位距离，qup和qlow分别代表上界限和下界限。

22、优选地，通过iqr-test对所计算的互信息值进行离群点的识别的过程包括：若互信息值超过所述上界限和所述下界限，则为离群点，计算表达式为：

23、

24、其中，βij代表第i和第j个焊点之间激光数据的互信息值。

25、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

26、本发明采用基于互信息的相关性判断方法，可以在不影响正常工业产线布置的前提下对电动汽车电池组焊点的故障进行检测。通过对激光数据之间相关性的分析，更加便捷和快速的对焊点故障进行诊断；本发明方法可以在电动汽车电池组集成制造的过程中实现对焊点故障的检测。

技术特征：

1.一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行预处理，获得预处理数据的过程包括：根据电动汽车电池组的焊点压头顺序，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行提取并标号，生成所述预处理数据。

3.根据权利要求1所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，所述分类数据包括：红外光数据、激光数据、反射光数据和可见光数据。

4.根据权利要求1所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息的表达式为：

5.根据权利要求1所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息之后还包括：基于所述同一类激光数据之间的互信息确定激光数据之间的相关性。

6.根据权利要求5所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，将所述同一类激光数据之间的互信息与所述互信息阈值范围进行对比，获得故障的焊点数据的过程包括：

7.根据权利要求6所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，所述iqr-test的计算表达式为：

8.根据权利要求7所述的基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，其特征在于，通过iqr-test对所计算的互信息值进行离群点的识别的过程包括：若互信息值超过所述上界限和所述下界限，则为离群点，计算表达式为：

技术总结
本发明公开了一种基于互信息的电动汽车电池组激光焊接故障检测方法，属于焊接技术领域，包括：获取电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据，对所述电动汽车电池组激光焊接的焊点激光数据进行预处理，获得预处理数据；对所述预处理数据进行分类，生成分类数据；计算所述分类数据中同一类激光数据之间的互信息；基于实际工程应用中的无故障数据集确定互信息阈值范围；将所述同一类激光数据之间的互信息与所述互信息阈值范围进行对比，获得故障的焊点数据。本发明方法可以在电动汽车电池组集成制造的过程中实现对焊点故障的检测。

技术研发人员：潘天红,印新阳,陈彦驰,田佳强,杨国志,吴世钰,倪丽萍,劳力,刘子祥,杜天乐
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4