车辆器件健康管理方法、装置及车辆与流程

本技术涉及车辆，尤其涉及车辆健康管理，具体涉及一种车辆器件健康管理方法、装置及车辆。

背景技术：

1、随着汽车电动化、智能化和网联化的快速发展，车载电子控制器的数量日益增多，其功能安全与可靠性成为整车性能的核心要素。车载控制器内部集成有微控制器、电源管理芯片、功率mosfet、连接器等关键器件，这些器件在车辆服役期间长期承受温度、电压、振动等多重应力，其性能会逐渐退化直至失效。

2、目前，车载电子控制器的健康管理主要基于车载诊断系统的故障码检测，只能在器件发生硬故障后触发报警，属于事后诊断，无法提供早期预警，或者基于固定里程或时间的计划性维护可能导致仍具有健康裕度的器件被提前更换，造成资源浪费。

技术实现思路

1、本技术提供了一种车辆器件健康管理方法、装置及车辆，旨在解决现有技术中车载控制器关键器件健康状态监测依赖事后诊断或阈值比较、无法实现多应力融合的在线定量寿命预测的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供了车辆器件健康管理方法，包括：响应于健康管理启动指令或固定采样周期的触发信号，获取车辆控制器中至少一个关键器件在第一采样周期内的应力参数；应力参数至少包括温度参数和电压参数；第一采样周期为健康管理启动指令或固定采样周期的触发信号对应的采样周期；基于第一采样周期内的应力参数，确定关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值；应力类型用于表征对关键器件造成寿命消耗的不同失效模式；失效模式包括：持续热致老化、交变热致疲劳和电压致应力损伤；损伤值用于指示关键器件在第一采样周期内应力类型下已累积消耗的寿命额度；基于关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值对关键器件进行健康管理。

4、根据上述技术手段，本技术能够在线实时采集关键器件的温度与电压应力参数，分别量化持续热致老化、交变热致疲劳和电压致应力损伤的寿命消耗比例，实现多失效模式融合的健康评估。该方法将传统定性报警转变为定量累积损伤监测，为预测性维护提供精确依据，有效提升车辆控制器可靠性与安全性。

5、在一种可能的实现方式中，基于关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值对关键器件进行健康管理，包括：基于关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值，确定不同应力类型对应的累积损伤值；累计损伤值用于指示关键器件在对应应力类型下已消耗的寿命额度比例；基于应力类型对应的累积损伤值，确定关键器件的总累积损伤；总累积损伤用于指示在所有应力类型下已累积消耗的总寿命额度比例；基于总累积损伤对关键器件进行健康管理。

6、根据上述技术手段，本技术通过累加各采样周期的应力损伤值得到各失效模式的累积损伤，再经加权融合获得总累积损伤，实现了多应力耦合下的总寿命消耗比例统一量化。该方式能够综合反映不同失效机理对器件寿命的叠加影响，显著提升健康评估的全面性与精准度。

7、在一种可能的实现方式中，基于关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值，确定不同应力类型对应的累积损伤值，包括：将各采样周期对应的不同应力类型的损伤值累加，得到不同应力类型对应的累积损伤值。

8、根据上述技术手段，通过将各采样周期的损伤值逐次累加，能够以离散积分方式低成本、低算力地实时追踪各应力类型的累计寿命消耗。该方法简化了连续积分的复杂运算，适合车载嵌入式环境，确保健康管理系统长期稳定在线运行，实现对器件退化过程的连续动态跟踪。

9、在一种可能的实现方式中，基于应力类型对应的累积损伤值，确定关键器件的总累积损伤，包括：确定应力类型对应的权重；将应力类型对应的权重和应力类型对应的累积损伤值加权求和，得到总累积损伤。

10、根据上述技术手段，通过为不同应力类型分配权重并进行加权求和，实现了对关键器件总累积损伤的差异化融合评估。该方式能够根据器件的失效物理特性，灵活调节各应力类型在总损伤中的贡献比例，使寿命预测更加贴合实际退化机理，显著提升了健康评估的针对性与准确性。

11、在一种可能的实现方式中，基于总累积损伤对关键器件进行健康管理，包括：基于总累积损伤和预设损伤阈值确定累计损伤预警级别；基于总累积损伤，确定关键器件的剩余寿命比例；基于剩余寿命比例和关键器件的额定总寿命，确定预期剩余寿命；基于累计损伤预警级别和预期剩余寿命进行健康上报。

12、根据上述技术手段，本技术能够基于总累积损伤自动判定分级预警级别，并同步计算剩余寿命比例与预期剩余寿命，实现健康状态的量化上报。该方式将抽象的累积损伤转化为直观的预警等级和剩余时间，为维修决策、功能降级及云端监控提供了清晰、可操作的依据，显著提升了健康管理系统的实用性。

13、在一种可能的实现方式中，基于关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值对关键器件进行健康管理，还包括：读取历史累积损伤值作为初始值，历史累积损伤值为关键器件在上一次采样周期结束时已累积的损伤值。

14、根据上述技术手段，本技术通过读取历史累积损伤值作为初始值，实现了健康管理的中断恢复与连续累积。即使监测系统因车辆休眠、断电或重启而中途停止，重新启动后仍能从上次终止点继续累加损伤，确保总累积损伤计算的准确性和连续性，提升了系统在车载环境下的工程适用性。

15、在一种可能的实现方式中，应力类型包括热应力、温度循环应力和电应力中的至少两种；基于第一采样周期内的应力参数，确定关键器件在第一采样周期内对应的不同应力类型的损伤值，包括：在应力类型包括热应力的情况下，将温度参数输入热损伤模型，输出第一采样周期内的热损伤增量；在应力类型包括电应力的情况下，将电压参数输入电应力损伤模型，输出第一采样周期内的电损伤增量；在应力类型包括温度循环应力的情况下，将温度参数输入温度循环损伤模型输出第一采样周期内的循环损伤增量。

16、根据上述技术手段，本技术针对热应力、电应力和温度循环应力分别采用对应的损伤模型独立计算损伤增量，实现了多物理场应力的解耦量化。各模型输入参数明确、物理意义清晰，能够精准反映不同失效机理对器件寿命的差异化影响，为后续累积融合与健康评估提供了可靠的特征输入，显著提升了寿命预测的精细度和可信度。

17、在一种可能的实现方式中，关键器件为微控制器、电源芯片、功率mosfet或连接器中的至少一种。

18、根据上述技术手段，本技术明确了健康管理方法的适用对象涵盖微控制器、电源芯片、功率mosfet及连接器等核心器件，能够针对不同器件的失效特征进行定向应力监测与模型适配。该方式扩展了方法的通用性与覆盖范围，可系统化地提升整车控制器内部各类关键器件的健康管理能力。

19、第二方面，本技术提供了一种车辆器件健康管理装置，包括：

20、第三方面，本技术提供了一种车辆，包括控制器，控制器采用第一方面中的车辆器件健康管理方法进行车辆器件健康管理。

21、第四方面，本技术提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。

22、第五方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，当计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。

23、第六方面，本技术提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。

24、需要说明的是，第二方面至第六方面中的任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。