本发明应用于电驱动汽车：不仅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成为 可能；还实现了对高压电系统健康状态的预测，从而使提前排除高压电系统故障风险、避免 因高压电安全造成事故和保护系统免受损坏成为了可能。本发明所述高压电系统健康状态 诊断预警方法，填补了现有同类技术的空白，有效防止了因高压电系统故障引起的火灾、设 备及人身伤害，对电动汽车的发展具有重要的意义和作用。并对混合动力汽车、燃料电池汽 车甚至储能系统等都是适用的，对串联电池组、串联电容组等也都是适用的。经测试表明， 本发明所述电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法具有高压电路健康状态指数估计 误差<3%，实现了高压电系统健康状态等级精确诊断预测的高精度和高可靠性。
[0071]W上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变形或修改，运并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路，其特征在于，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。2. -种电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 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彡SOHln^Jt 则认定第i级高压电系统发生了健康故障，其中SOHlnitl表示第i级的高压电系统健康 故障的判定值，i为正整数。4. 根据权利要求3所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 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多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TOi，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多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TOc，其余各个检测时刻与前一个检测时刻的差值 为时间t。5. -种电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于，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以及健康等级的判断。6. 根据权利要求4所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 还包括如下步骤： 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。7. 根据权利要求2所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 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： SOHc= 60X((1/10)/Re) 1/2； 式中：SOHe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。8. 根据权利要求7所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 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； 计算公式如下： RVlnt=Ri/VBATnrn； SOH1=f(RVlnt); 式中：RVlmt表示归一化绝缘电阻值，Ri表示串联电池组与车身地之间的绝缘电阻值，VBAT_表示串联电池组额定电压，f(RVlnit)表示按将通过人体的电流值对人体的影响程度转 化为RVln^t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。9. 根据权利要求8所述的电动汽车高压电系统健康状态诊断预警方法，其特征在于， 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： SOH=min(SOHbat,SOHpre,SOHr,SOHc,SOH1)； 式中：SOH表示高压电系统健康状态指数，SOHbat表示串联电池组的健康状态指数，SOHpra表示预充电电路健康状态指数，SOHr表示继电器健康状态指数，min表示最小值运算 符。
【专利摘要】本发明提供了一种电动汽车高压电系统健康状态诊断预警电路及方法，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，上述模块用于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。本发明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。
【IPC分类】B60L3/00
【公开号】CN105196877
【申请号】CN201510641724
【发明人】杨林, 羌嘉曦, 刘奋, 梁伟铭, 周启晟, 赖序年
【申请人】上海交通大学, 上海凌翼动力科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月30日