电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电动汽车高压电安全技术，具体地，设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】
[0002] W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W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W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】
[0003] 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。
[0004] 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， 阳〇化]-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；
[0006] -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；
[0007] -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；
[000引-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；
[0009] -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；
[0010] -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；
[0011] -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。
[0012] 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：
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] 步骤5 :计算高压电系统健康状态指数。 阳01引优选地，还包括步骤6:
[0019] 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，
[0020] 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《SOHimti时，
[0021] 则认定第i级高压电系统发生了健康故障，其中SOHimy表示第i级的高压电系统 健康故障的判定值，i为正整数。
[0022] 优选地，还包括如下任一步骤：
[0023] 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，
[0024] 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,设运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TOi,其余各个检测时刻与前一个检测时刻的差值为时间t;
[0025] 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，
[0026] 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,设运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TOc,其余各个检测时刻与前一个检测时刻的 差值为时间t，；。
[0027] 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，针对每一时刻， 执行权利要求3所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法中的步骤1至步骤6,实 现对每一时刻高压电系统健康状态指数的计算W及健康等级的判断。 阳02引优选地，还包括如下步骤：
[0029] 指数发送步骤：通过设置在计算模块上的CAN通讯接口将步骤1至6、绝缘电阻值 预测步骤、连接电阻值预测步骤中分别计算的得到的高压电系统健康状态指数、未来一段 时间后的绝缘电阻值、未来一段时间后的连接电阻值发送至整车控制器。
[0030] 优选地，所述步骤3中，高压电路连接健康状态指数的计算公式如下： 阳的1] SOHc= 60X((1/10)/Re) 1々；
[0032] 式中：SOHc表示高压电路连接健康状态指数，Re表示高压线路的连接电阻值。
[0033] 优选地，所述步骤4中通过函数计算得到高压系统绝缘健康状态指数；
[0034] 计算公式如下： 阳的5] RVlmt=化ABATnrm;
[0036] SOHi=f(RVImt);
[0037] 式中：RVimt表示归一化绝缘电阻值，化表示串联电池组与车身地之间的绝缘电阻 值，VeAT。?表示串联电池组额定电压，f(RVImt)表示按将通过人体的电流值对人体的影响程 度转化为RVimt对人体的影响所设定的函数，SOHi表示高压系统绝缘健康状态指数。具体 地，通过人体的电流值对人体的影响程度转化为RVlmt对人体的影响所设定的函数，即通过 人体的电流大小会引起人体不同程度的感应，运些感应与人体的阻抗、电流大小、电流持续 的时间有关，假设当电流增大到一定的值W后，人体的阻抗、电流持续的时间等要素对人体 的影响可W忽略不计，则通过人体的电流值的大小与人体感应之间可W通过函数关系来表 征捆此也可将运一函数关系间接地WRVlmt对人体的影响来表征。
[003引优选地，所述步骤5中计算高压电系统健康状态指数的计算公式如下：
[0039] SOH=min(SOHbat，SOHpre，SOHr,S0H。SOHi);
[0040] 式中：SOH表不局压电系统健康状态指数，SOHbat表不串联电池组的健康状态指 数，SOHp。表示预充电电路健康状态指数，SOH茂示继电器健康状态指数，min表示最小值 运算符。 阳041] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0042] 1、本发明提供电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法实现了对高压电系统 健康状态的定量综合表征和在线识别，从而使得对电动汽车高压电系统安全状态进行更科 学合理的高压电安全管理。
[0043]