電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電動汽車高壓電安全技術(shù)，具體地，設(shè)及電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀 態(tài)診斷預(yù)警電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] W電力驅(qū)動的汽車已成為全球發(fā)展的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。為滿足大功率電驅(qū)動的需求， 汽車高壓電路通過的電流高達(dá)數(shù)百安培。高壓電安全已成為電力驅(qū)動汽車應(yīng)用中需要首先 解決的技術(shù)關(guān)鍵，對車輛本身的安全、駕乘人員的安全W及車輛運(yùn)行環(huán)境的安全，均有十分 重要的影響。目前，雖已有高壓電路連接電阻故障、絕緣電阻故障等高壓電安全故障檢測診 斷方法，但缺乏對高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)的綜合表征方法及其診斷預(yù)警方法，從而缺乏對高 壓電系統(tǒng)進(jìn)行安全管理的科學(xué)依據(jù)，造成對高壓電系統(tǒng)的濫用W及由此導(dǎo)致的高壓電安全 事故頻發(fā)，使電動汽車存在的高壓電安全隱患難于有效解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài) 診斷預(yù)警電路及方法。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明提供的電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警電路，包括：絕緣電阻 檢測模塊、連接電阻檢測模塊、電池管理模塊、電機(jī)控制模塊、預(yù)充電監(jiān)控模塊、繼電器監(jiān)控 模塊、控制計算模塊，其中， 陽〇化]-所述絕緣電阻檢測模塊，用于在線檢測電動汽車中的串聯(lián)電池組與車身地之間 的絕緣電阻值；
[0006] -所述連接電阻檢測模塊，用于在線檢測電動汽車高壓線路的連接電阻值；
[0007] -所述電池管理模塊，用于在線檢測電動汽車中的串聯(lián)電池組的電壓和電流，對電 池進(jìn)行管理，判斷所述串聯(lián)電池組的健康狀態(tài)；
[000引-所述電機(jī)控制模塊，用于控制電機(jī)運(yùn)行并在線診斷電動汽車中驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的 故障等級及直流輸入端的電壓和電流；
[0009] -所述預(yù)充電監(jiān)控模塊，用于在線檢測連接于電動汽車高壓電路中的預(yù)充電電路 的故障等級；
[0010] -所述繼電器監(jiān)控模塊，用于在線檢測串聯(lián)在電動汽車高壓電路中的各繼電器的 故障等級；
[0011] -所述控制計算模塊，用于接收和處理所述絕緣電阻檢測模塊、連接電阻檢測模 塊、電池管理模塊、電機(jī)控制模塊、預(yù)充電監(jiān)控模塊、繼電器監(jiān)控模塊輸出的信息。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明提供的電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警方法，包括如下步驟：
[0013] 步驟1 :在線檢測電動汽車的串聯(lián)電池組與車身地之間的絕緣電阻值、高壓線路 的連接電阻值、串聯(lián)電池組的健康狀態(tài)、串聯(lián)電池組的電壓、串聯(lián)電池組的電流、驅(qū)動電機(jī) 系統(tǒng)的故障等級、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)直流輸入端的電壓、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)直流輸入端的電流、預(yù)充 電電路的故障等級、繼電器的故障等級；
[0014] 步驟2 :當(dāng)驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的故障等級達(dá)到設(shè)定等級時，則要求驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)降功 率運(yùn)行；當(dāng)預(yù)充電電路的故障等級達(dá)到設(shè)定等級，且高壓電路繼電器未閉合時，則要求減小 預(yù)充電持續(xù)時間后的時間百分比；當(dāng)繼電器的故障等級達(dá)到設(shè)定等級時，則減小繼電器帶 載電流后的電流百分比；
[0015] 步驟3 :根據(jù)高壓線路的連接電阻值計算高壓電路連接健康狀態(tài)指數(shù)；
[0016] 步驟4:根據(jù)串聯(lián)電池組與車身地之間的絕緣電阻值、串聯(lián)電池組額定電壓計算 歸一化絕緣電阻值；并通過函數(shù)計算得到高壓系統(tǒng)絕緣健康狀態(tài)指數(shù)；
[0017] 步驟5 :計算高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)。 陽01引優(yōu)選地，還包括步驟6:
[0019] 將各級的高壓電系統(tǒng)健康故障的判定值與高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)對比，
[0020] 當(dāng)高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)SOH小于等于某一級的高壓電系統(tǒng)健康故障的判定 值時，即SOH《SOHimti時，
[0021] 則認(rèn)定第i級高壓電系統(tǒng)發(fā)生了健康故障，其中SOHimy表示第i級的高壓電系統(tǒng) 健康故障的判定值，i為正整數(shù)。
[0022] 優(yōu)選地，還包括如下任一步驟：
[0023] 絕緣電阻值預(yù)測步驟：利用在最近多個檢測時刻上檢測到的m個串聯(lián)電池組與車 身地之間的絕緣電阻值，
[0024] 在線擬合出絕緣電阻值與時間t的變化曲線，利用該變化曲線計算出未來一段時 間后的絕緣電阻值，實(shí)現(xiàn)對絕緣電阻的預(yù)測；其中m> 3,設(shè)運(yùn)m個絕緣電阻值中的第一個 絕緣電阻值對應(yīng)的檢測時刻為TOi,其余各個檢測時刻與前一個檢測時刻的差值為時間t;
[0025] 連接電阻值預(yù)測步驟：利用在最近多個檢測時刻上檢測到的n個高壓線路的連接 電阻值，
[0026] 在線擬合出連接電阻值與時間t的變化曲線，利用該變化曲線計算出未來一段時 間后的連接電阻值，實(shí)現(xiàn)對高壓線路的連接電阻值的預(yù)測；其中n> 3,設(shè)運(yùn)n個連接電阻 值中的第一個連接電阻值對應(yīng)的檢測時刻為TOc,其余各個檢測時刻與前一個檢測時刻的 差值為時間t，；。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明提供的電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警方法，針對每一時刻， 執(zhí)行權(quán)利要求3所述的電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警方法中的步驟1至步驟6,實(shí) 現(xiàn)對每一時刻高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)的計算W及健康等級的判斷。 陽02引優(yōu)選地，還包括如下步驟：
[0029] 指數(shù)發(fā)送步驟：通過設(shè)置在計算模塊上的CAN通訊接口將步驟1至6、絕緣電阻值 預(yù)測步驟、連接電阻值預(yù)測步驟中分別計算的得到的高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)、未來一段 時間后的絕緣電阻值、未來一段時間后的連接電阻值發(fā)送至整車控制器。
[0030] 優(yōu)選地，所述步驟3中，高壓電路連接健康狀態(tài)指數(shù)的計算公式如下： 陽的1] SOHc= 60X((1/10)/Re) 1々；
[0032] 式中：SOHc表示高壓電路連接健康狀態(tài)指數(shù)，Re表示高壓線路的連接電阻值。
[0033] 優(yōu)選地，所述步驟4中通過函數(shù)計算得到高壓系統(tǒng)絕緣健康狀態(tài)指數(shù)；
[0034] 計算公式如下： 陽的5] RVlmt=化ABATnrm;
[0036] SOHi=f(RVImt);
[0037] 式中：RVimt表示歸一化絕緣電阻值，化表示串聯(lián)電池組與車身地之間的絕緣電阻 值，VeAT。?表示串聯(lián)電池組額定電壓，f(RVImt)表示按將通過人體的電流值對人體的影響程 度轉(zhuǎn)化為RVimt對人體的影響所設(shè)定的函數(shù)，SOHi表示高壓系統(tǒng)絕緣健康狀態(tài)指數(shù)。具體 地，通過人體的電流值對人體的影響程度轉(zhuǎn)化為RVlmt對人體的影響所設(shè)定的函數(shù)，即通過 人體的電流大小會引起人體不同程度的感應(yīng)，運(yùn)些感應(yīng)與人體的阻抗、電流大小、電流持續(xù) 的時間有關(guān)，假設(shè)當(dāng)電流增大到一定的值W后，人體的阻抗、電流持續(xù)的時間等要素對人體 的影響可W忽略不計，則通過人體的電流值的大小與人體感應(yīng)之間可W通過函數(shù)關(guān)系來表 征捆此也可將運(yùn)一函數(shù)關(guān)系間接地WRVlmt對人體的影響來表征。
[003引優(yōu)選地，所述步驟5中計算高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)的計算公式如下：
[0039] SOH=min(SOHbat，SOHpre，SOHr,S0H。SOHi);
[0040] 式中：SOH表不局壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)指數(shù)，SOHbat表不串聯(lián)電池組的健康狀態(tài)指 數(shù)，SOHp。表示預(yù)充電電路健康狀態(tài)指數(shù)，SOH茂示繼電器健康狀態(tài)指數(shù)，min表示最小值 運(yùn)算符。 陽041] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0042] 1、本發(fā)明提供電動汽車高壓電系統(tǒng)健康狀態(tài)診斷預(yù)警方法實(shí)現(xiàn)了對高壓電系統(tǒng) 健康狀態(tài)的定量綜合表征和在線識別，從而使得對電動汽車高壓電系統(tǒng)安全狀態(tài)進(jìn)行更科 學(xué)合理的高壓電安全管理。
[0043]