汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车故障诊断方法，具体地，涉及一种电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断电路及方法。
【背景技术】
[0002]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。其中，高压电路连接电阻故障是电力驱动汽车高压电安全管理的重要内容。但现有的电力驱动汽车高压电安全管理系统，存在对连接电阻故障实现预测的功能性缺失问题。一般是在车辆出现高压电连接电阻安全故障后诊断出该故障，然后进行安全控制，缺乏对连接电阻故障的预警机制，导致无法在连接电阻故障发生前提醒驾乘人员针对将要发生的连接电阻故障采取有效的防护，导致火灾等安全事故。
[0003]经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN104442403A、公告日为2015年03月25日、专利名称为“一种电动汽车的高压环路互锁系统及其控制方法”的中国专利，该专利技术主要包括主放电环路互锁单元、电机三相环路互锁单元、高压附件环路互锁单元和慢充环路互锁单元；电动汽车中的多个主放电器件的高压插件互锁机构串联起来形成主放电环路互锁单元；多个电机器件的高压插件互锁机构串联起来形成电机三相环路互锁单元；多个高压附件器件的高压插件互锁机构串联起来形成高压附件环路；多个慢充器件的高压插件的互锁机构串联起来形成慢充环路互锁单元；主放电环路互锁单元、电机三相环路互锁单元、高压附件环路互锁单元和慢充环路互锁单元分别连接电动汽车的CAN总线，能够检测高压电路互锁机构或互锁单元的断开和接触不良，从而间接地检测出高压电路的连接状态。其不足之处在于，不能直接检测出高压电路的连接电阻故障，也不能对连接电阻故障进行预测，存在在互锁机构或互锁单元还可靠连接的情况下不能检测出实际已发生的高压电路连接电阻故障的风险。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电驱动汽车连接电阻故障预测定位电路及诊断方法，其能有效解决目前电驱动汽车高压电安全管理系统中存在的对连接电阻故障实现预测和诊断的功能性缺失问题，可在连接电阻故障发生前提醒驾乘人员针对将要发生的连接电阻故障采取有效的防护、使整车控制系统提前启动连接电阻故障预防控制策略成为可能，从而避免连接电阻故障引起的安全事故。
[0005]为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位电路，包括电流传感器、电流电压同步采样电路、顺序采样计算单元，其中:所述电流传感器串联在电动汽车高压电路中，所述电流电压同步采样电路分别与串联电池组的总正接线端、总负接线端、高压电路测点、所述电流传感器相连接，所述顺序采样计算单元与所述电流电压同步采样电路相连接。
[0007]优选地，所述电流电压同步采样电路采用多路采样保持芯片。
[0008]优选地，所述电流电压同步采样电路还与多个高压电路测点相连接，以实现对不同高压电路段的连接电阻故障诊断预测和定位。
[0009]优选地，所述高压电路测点为负载的高压电输入端；
[0010]优选地，所述电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断电路，还包括整车控制器，所述顺序采样计算单元与整车控制器通讯连接。
[0011]优选地，所述顺序采样计算单元设有通讯模块，所述通讯模块将连接电阻故障等级、连接电阻故障位置、预测连接电阻故障发生的剩余时间、连接电阻值信息发送至整车控制器。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供了一种电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断方法，利用上述电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位电路，设串联电池组的端电压为Vb、负载输入端相对于串联电池组的总负接线端的电压为Va、高压电路电流为1、串联电池组的总内阻为R0、高压电路测点与串联电池组之间的高压电路连接电阻为Re、连接电阻计算使能电流差判定值Λ I和最大时间窗口Λ Τ、第j级连接电阻故障的判定值为Rj，所述连接电阻故障预测定位诊断方法包括如下步骤:
[0013]步骤I，顺序计算采样单元通过电流电压同步采样电路在第i时刻Ti同步采样串联电池组的端电压Vb1、高压电路测点相对于串联电池组的总负接线端的电压Vai以及电流Ii ;
[0014]步骤2，顺序计算采样单元通过电流电压同步采样电路在第j时刻Tj同步采样串联电池组的端电压Vbj、高压电路测点相对于串联电池组的总负接线端的电压Vaj以及电流Ij ;
[0015]步骤3，如果Tj与Ti间的时间间隔小于Λ T且Ii与Ij的差值的绝对值大于Λ I，则利用公式RO = IVbj-Vbi |/| Ij-1i I计算串联电池组的总内阻R0，进一步利用公式Re =
Vaj-Vai |/| Ij-1i 1-RO计算高压电路测点与串联电池组之间的高压电路连接电阻Re ;
[0016]步骤4，若Re ^ Rj，则判断为高压电路测点与串联电池组之间的高压电路发生了第j级连接电阻故障，从而实现高压电路连接电阻故障等级的在线诊断；
[0017]步骤5，利用在最近一段时间内步骤3计算出的m (m彡3)个连接电阻值Re，设这m个Re中的第一个Re的计算时刻为T。及各Re计算时刻与T。的差值为t，在线拟合出时间t与连接电阻值Re的变化曲线t = f (Re)，利用该变化曲线计算出Re达到Rj所需的时间，从而实现对高压电路测点与串联电池组之间的高压电路发生第j级高压电路连接故障发生剩余时间的预测；
[0018]步骤6，重复上述步骤I?5，进行下一时刻高压电路连接电阻故障等级、高压电路连接电阻故障位置、预测高压电路连接电阻故障发生的剩余时间、高压电路连接电阻值的计算。
[0019]对其它高压电路测点，重复所述步骤I?6，实现对高压电路连接电阻故障的定位。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0021](I)本发明实现了对高压电路连接电阻故障等级的诊断，从而使整车控制系统、电池管理系统等根据高压电路连接电阻劣化情况来进行更科学合理的高压电安全管理成为可能。
[0022](2)本发明实现了对高压电路连接电阻故障的定位，有助于在高压电路连接电阻故障发生后维修人员能快速排除绝缘故障，提高维修作业的效率和降低维修成本，同时也可为相关改进设计提供依据。
[0023](3)本发明实现了对高压电路连接电阻故障的预测，从而使提前排除高压电路连接电阻故障风险成为了可能。
[0024](4)经测试表明，本发明所述高压电路连接电阻预测定位诊断方法具有高压电路连接电阻检测误差<6%、高压电路连接电阻故障诊断准确、高压电路连接电阻故障定位准确和高压电路连接电阻故障预测准确的高精度和高可靠性。
[0025](5)本发明所述高压电路连接电阻预测定位诊断方法，不仅适用于电动汽车，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。
[0026](6)本发明所述高压电路连接电阻故障预测定位诊断方法，填补了现有同类技术的空白，有效防止了因高压电路连接电阻故障引起的火灾、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。
【附图说明】
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0028]图1为本发明电动汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断电路框图；
[0029]图2为本发明电动汽车高压电路连接电阻故障预测定位诊断方法的流程图。
[0030]图1中，VbR为串联电池组的端电压，Vbi和Vbj分别为第i时刻、第j时刻V ^经电流电压同步采样电路送到顺序采样计算单元的串联电池组的端电压，VaR为负载输入端与串联电池组总负接线端的电压，Vai和Vaj分别为VaR经同步采样电路送到顺序采样计算单元的负载输入端与串联电池组总负接线端的电压，Ir为电流传感器输出的电流信号，Ii和Ij分别为Ir经同步采样电路送到顺序采样计算单元的高压电路电流值，AD1、AD2、AD3分别为控制单元的3个模数接口，CAN为CAN通讯接口，S为控制单元对同步采样电路的同步保持采样指令；
[0031]图2中，第i时刻Ti同步采样串联电池组的端电压为Vb1、高压电路测点相对于串联电池组的总负接线端的电压为Va1、电流为Ii，第j时刻Tj同步采样串联电池组的端电压为Vbj、高压电路测点相对于串联电池组的总负接线端的电压为Vaj、电流为I j。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0033]如图1所示，本发明一种电驱动汽车高压电路连接电阻故障预测定位电路，包括电流传感器、电流电压同步采样电路、顺序采样计算单元，其中:所述电流传感器串联在电动汽车高压电路中，所述电流电压同步采样电路分别与串联电池组的总正接线端、总负接线端、负载高压电输入端、所述电流传感器相连接，所述顺序采样计算单元与所述电流电压同步采样电路相连接。
[0034]进一步地，所述电流电压同步采样电路采用多路采样