[发明专利]电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车高压电安全技术，具体地，涉及电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路及方法。

背景技术

以电力驱动的汽车已成为全球发展的重点和热点。为满足大功率电驱动的需求，汽车高压电路通过的电流高达数百安培。高压电安全已成为电力驱动汽车应用中需要首先解决的技术关键，对车辆本身的安全、驾乘人员的安全以及车辆运行环境的安全，均有十分重要的影响。目前，虽已有高压电路连接电阻故障、绝缘电阻故障等高压电安全故障检测诊断方法，但缺乏对高压电系统健康状态的综合表征方法及其诊断预警方法，从而缺乏对高压电系统进行安全管理的科学依据，造成对高压电系统的滥用以及由此导致的高压电安全事故频发，使电动汽车存在的高压电安全隐患难于有效解决。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路及方法。

根据本发明提供的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路，包括：绝缘电阻检测模块、连接电阻检测模块、电池管理模块、电机控制模块、预充电监控模块、继电器监控模块、控制计算模块，其中，

-所述绝缘电阻检测模块，用于在线检测电动汽车中的串联电池组与车身地之间的绝缘电阻值；

-所述连接电阻检测模块，用于在线检测电动汽车高压线路的连接电阻值；

-所述电池管理模块，用于在线检测电动汽车中的串联电池组的电压和电流，对电池进行管理，判断所述串联电池组的健康状态；

-所述电机控制模块，用于控制电机运行并在线诊断电动汽车中驱动电机系统的故障等级及直流输入端的电压和电流；

-所述预充电监控模块，用于在线检测连接于电动汽车高压电路中的预充电电路的故障等级；

-所述继电器监控模块，用于在线检测串联在电动汽车高压电路中的各继电器的故障等级；

-所述控制计算模块，用于接收和处理所述绝缘电阻检测模块、连接电阻检测模块、电池管理模块、电机控制模块、预充电监控模块、继电器监控模块输出的信息。

根据本发明提供的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，包括如下步骤：

步骤1：在线检测电动汽车的串联电池组与车身地之间的绝缘电阻值、高压线路的连接电阻值、串联电池组的健康状态、串联电池组的电压、串联电池组的电流、驱动电机系统的故障等级、驱动电机系统直流输入端的电压、驱动电机系统直流输入端的电流、预充电电路的故障等级、继电器的故障等级；

步骤2：当驱动电机系统的故障等级达到设定等级时，则要求驱动电机系统降功率运行；当预充电电路的故障等级达到设定等级，且高压电路继电器未闭合时，则要求减小预充电持续时间后的时间百分比；当继电器的故障等级达到设定等级时，则减小继电器带载电流后的电流百分比；

步骤3：根据高压线路的连接电阻值计算高压电路连接健康状态指数；

步骤4：根据串联电池组与车身地之间的绝缘电阻值、串联电池组额定电压计算归一化绝缘电阻值；并通过函数计算得到高压系统绝缘健康状态指数；

步骤5：计算高压电系统健康状态指数。

优选地，还包括步骤6：

将各级的高压电系统健康故障的判定值与高压电系统健康状态指数对比，

当高压电系统健康状态指数SOH小于等于某一级的高压电系统健康故障的判定值时，即SOH≤SOH_{lmt_i}时，

则认定第i级高压电系统发生了健康故障，其中SOH_{lmt_i}表示第i级的高压电系统健康故障的判定值，i为正整数。

优选地，还包括如下任一步骤：

绝缘电阻值预测步骤：利用在最近多个检测时刻上检测到的m个串联电池组与车身地之间的绝缘电阻值，

在线拟合出绝缘电阻值与时间t的变化曲线，利用该变化曲线计算出未来一段时间后的绝缘电阻值，实现对绝缘电阻的预测；其中m≥3，设这m个绝缘电阻值中的第一个绝缘电阻值对应的检测时刻为T0i，其余各个检测时刻与前一个检测时刻的差值为时间t；

连接电阻值预测步骤：利用在最近多个检测时刻上检测到的n个高压线路的连接电阻值，

在线拟合出连接电阻值与时间t的变化曲线，利用该变化曲线计算出未来一段时间后的连接电阻值，实现对高压线路的连接电阻值的预测；其中n≥3，设这n个连接电阻值中的第一个连接电阻值对应的检测时刻为T0c，其余各个检测时刻与前一个检测时刻的差值为时间t，；。