基于机器视觉的新能源汽车充电系统及其监控方法与流程

本发明涉及新能源汽车，尤其涉及基于机器视觉的新能源汽车充电系统及其监控方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车行业的迅猛发展，快速充电成为电动汽车普及的关键技术之一。快速充电技术具有高电压、大电流的技术特征，在极大提升动力电池充电倍率的同时，对电池的安全性能也提出了更高要求。

2、动力电池作为新能源汽车的核心部件，随着使用时间的增长和充放电循环次数的累积，动力电池会逐渐步入老化阶段，导致电池容量发生衰减，若继续按照电池额定容量进行充电，则会引发电池过充。

3、电池过充是引发电池热失控事件的重要原因之一，电池过充时，充电设备会不断向电池进行能量供给，导致动力电池温度升高，当动力电池温度高于热失控临界温度后，动力电池内部的一系列链式放热副反应被触发，进而导致动力电池发生热失控，甚至引发燃烧、爆炸等事故。此外，充电环境温度过高也会引发电池过充。

4、现有的新能源汽车充电监控方法无法根据电池组健康状况和充电环境信息实时调整充电参数信息，导致充电过程存在电池过充的安全隐患。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供基于机器视觉的新能源汽车充电系统及其监控方法，通过对车辆充电参数进行实时调整，提高了新能源汽车充电的安全性和可靠性。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供基于机器视觉的新能源汽车充电监控方法，包括下述步骤：

4、s1、采集电池组红外图像信息，同时采集电池组的单体电池性能参数信息和第一充电参数信息，同时采集充电环境信息；

5、s2、根据所述电池组红外图像信息获取电池组的温度分布均匀性系数和温升系数；

6、s3、根据所述温度分布均匀性系数、所述温升系数和所述单体电池性能参数信息获取电池组健康指数；

7、s4、根据所述电池组健康指数、所述第一充电参数信息和所述充电环境信息获取第二充电参数信息；

8、s5、当所述电池组健康指数小于预设健康阈值时，将车辆的充电参数信息调整至所述第二充电参数信息。

9、作为优选的技术方案，获取所述步骤s2中的温度分布均匀性系数包括以下具体步骤：

10、s21、获取所述电池组红外图像信息，所述电池组红外图像信息包含初始电池组红外图像信息和实时电池组红外图像信息；

11、s22、将所述电池组红外图像信息代入温度分布均匀性系数计算公式中计算所述温度分布均匀性系数，所述温度分布均匀性系数计算公式为：

12、；

13、式中表示实时电池组红外图像信息中第个像素对应的当前温度值，表示实时电池组红外图像信息中像素对应的平均温度值，表示电池组红外图像信息中的像素个数，表示温度分布均匀性系数。

14、作为优选的技术方案，获取所述步骤s2中的温升系数包括以下具体步骤：

15、s23、获取所述电池组红外图像信息，所述电池组红外图像信息包含初始电池组红外图像信息和实时电池组红外图像信息；

16、s24、将所述电池组红外图像信息代入温升系数计算公式中计算所述温升系数，所述温升系数计算公式为：

17、；

18、式中表示实时电池组红外图像信息中第个像素对应的当前温度值，表示初始电池组红外图像信息中第个像素对应的初始温度值，表示电池组红外图像信息中的像素个数，表示温升系数。

19、作为优选的技术方案，所述步骤s3包括以下具体步骤：

20、s31、获取所述温度分布均匀性系数、所述温升系数和所述单体电池性能参数信息；

21、s32、根据所述单体电池性能参数信息获取电池组的单体电池一致性系数；

22、s33、将所述温度分布均匀性系数、所述温升系数和所述单体电池一致性系数代入电池组健康指数计算公式中计算所述电池组健康指数，所述电池组健康指数计算公式为：

23、；

24、式中表示温度分布均匀性系数，表示温升系数，表示单体电池一致性系数，表示温度分布均匀性权重，表示温升权重，表示单体电池一致性权重，表示电池组健康指数。

25、作为优选的技术方案，所述步骤s32包括以下具体步骤：

26、s321、获取所述单体电池性能参数信息，所述单体电池性能参数信息包括单体电池的最大单体电压信息和最小单体电压信息；

27、s322、通过最大单体电压标准差计算公式计算电池组的最大单体电压标准差，所述最大单体电压标准差计算公式为：

28、；

29、式中表示第个单体电池的最大单体电压信息，表示单体电池最大单体电压的平均值，表示单体电池的个数，表示电池组的最大单体电压标准差；

30、s323、通过最小单体电压标准差计算公式计算电池组的最小单体电压标准差，所述最小单体电压标准差计算公式为：

31、；

32、式中表示第个单体电池的最小单体电压信息，表示单体电池最小单体电压的平均值，表示单体电池的个数，表示电池组的最小单体电压标准差；

33、s324、将所述最大单体电压标准差和所述最小单体电压标准差代入单体电池一致性系数计算公式中计算所述单体电池一致性系数，所述单体电池一致性系数计算公式为：

34、；

35、式中表示电池组的最大单体电压标准差，表示单体电池最大单体电压的平均值，表示电池组的最小单体电压标准差，表示单体电池最小单体电压的平均值，表示第一调节因子，表示单体电池一致性系数。

36、作为优选的技术方案，所述步骤s4包括以下具体步骤：

37、s41、获取所述电池组健康指数、所述第一充电参数信息和所述充电环境信息，所述第一充电参数信息包括额定充电功率信息和额定电池容量信息；

38、s42、根据所述充电环境信息计算充电环境指数；

39、s43、将所述电池组健康指数、所述充电环境指数和所述第一充电参数信息代入第二充电参数信息计算公式中计算所述第二充电参数信息，所述第二充电参数信息包括第二充电功率信息和第二电池容量信息，所述第二充电参数信息计算公式为：

40、；

41、式中表示表示电池组健康指数，表示充电环境指数，表示额定充电功率信息，表示第二充电功率信息，表示第二调节因子，表示额定充电容量信息，表示第二充电容量信息。

42、作为优选的技术方案，所述步骤s42包括以下具体步骤：

43、s421、获取所述充电环境信息，所述充电环境信息包括充电环境温度信息和正常充电环境温度范围信息；

44、s422、将所述充电环境信息代入充电环境指数计算公式中计算所述充电环境指数，所述充电环境指数计算公式为：

45、；

46、式中表示第次采集到的充电环境温度信息，表示正常充电环境温度范围信息，用于判断第次采集到的充电环境温度信息是否处于正常充电环境温度范围，若是则取1，否则取0，表示充电环境温度信息采集次数，表示充电环境指数。

47、在此需要说明的是，这里的温度分布均匀性权重、温升权重、单体电池一致性权重、第一调节因子、第二调节因子和预设健康阈值的取值方式为：采集5000组电池组红外图像信息、单体电池性能参数信息、第一充电参数信息和充电环境信息，对车辆充电过程是否满足安全要求进行区分，将电池组红外图像信息、单体电池性能参数信息、第一充电参数信息和充电环境信息代入第二充电参数信息计算公式中进行计算，将计算得到的第二充电参数信息和区分结果同时导入拟合软件中，输出符合区分结果区分准确率的最优温度分布均匀性权重、温升权重、单体电池一致性权重、第一调节因子、第二调节因子和预设健康阈值。

48、本发明还提供基于机器视觉的新能源汽车充电系统，包括：

49、信息采集模块，用于采集电池组红外图像信息，同时采集电池组的单体电池性能参数信息和第一充电参数信息，同时采集充电环境信息；

50、红外图像分析模块，用于根据所述电池组红外图像信息获取电池组的温度分布均匀性系数和温升系数；

51、健康指数计算模块，用于根据所述温度分布均匀性系数、所述温升系数和所述单体电池性能参数信息获取电池组健康指数；

52、充电参数获取模块，用于根据所述电池组健康指数、所述第一充电参数信息和所述充电环境信息获取第二充电参数信息；

53、充电参数调整模块，用于当所述电池组健康指数小于预设健康阈值时，将车辆的充电参数信息调整至所述第二充电参数信息；

54、控制模块，用于控制所述信息采集模块、所述红外图像分析模块、所述健康指数计算模块、所述充电参数获取模块和所述充电参数调整模块的运行。

55、本发明的一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行基于机器视觉的新能源汽车充电监控方法。

56、本发明的一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行基于机器视觉的新能源汽车充电监控方法。

57、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

58、本发明通过对电池组红外图像信息进行分析，获取电池组的温度分布均匀性系数和温升系数，通过对单体电池性能参数信息进行分析，获取电池组的单体电池一致性系数，进而根据温度分布均匀性系数、温升系数和单体电池一致性系数获取电池组健康指数，同时，通过对充电环境信息进行分析，获取充电环境指数，最后综合电池组健康指数和充电环境指数对车辆充电参数进行实时调整，提高了新能源汽车充电的安全性和可靠性。