电动汽车绝缘电阻故障预测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及故障诊断领域，具体地，设及电动汽车绝缘电阻故障预测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 电动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，电动汽车 一般高压直流电源。高压电安全已成为电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。其中，绝缘 故障是电动汽车高压电安全管理的重要内容。但现有的电动汽车高压电安全管理系统，存 在对绝缘故障实现预测和定位的功能性缺失问题。一般是在车辆出现高压电绝缘安全故障 后诊断出该故障，然后进行安全控制，缺乏对绝缘故障的预警机制，也无法对绝缘薄弱处进 行可靠定位，导致无法在绝缘故障发生前提醒驾乘人员针对将要发生的绝缘故障采取有效 的防护，也无法帮助维修人员快速维修排除绝缘故障。
[0003] 经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN103605056A、公告日为2014年02 月16日、专利名称为"一种高压直流绝缘监测装置及电动汽车"的中国专利，该专利技术主 要包括两个限流电阻、采样电阻、匹配电阻、信号发生单元、控制单元和电源单元，控制单元 通过指令子单元、采样子单元和计算子单元计算得出绝缘电阻值，能够动态、实时地监测电 动汽车绝缘性能。其不足之处在于，不能对绝缘故障进行定位，也不能预测将要发生但尚未 发生的绝缘故障。
【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动汽车绝缘电阻故障预测方 法及系统。
[0005] 根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测系统，包括：同步电压采样电 路、控制单元、整车控制器、第一偏置电阻、第二偏置电阻、电子开关Κι、电子开关K2,所述同 步电压采样电路的电源正极、负极分别连接电动汽车的串联电池组的总正端、总负端，所述 同步电压采样电路的第一输出端与所述控制单元的第一数模端口AD1相连，所述同步电压 采样电路的第二输出端与所述控制单元的第二数模端口AD2相连，所述同步电压采样电路 的接地端与车身地相连，且所述同步电压采样电路接受所述控制单元的采样指令的控制； 所述控制单元通过CAN通讯端口与整车控制器互连；所述第一偏置电阻的一端、第二偏置 电阻的一端分别通过电子开关Κι、电子开关K2均与电动汽车的串联电池组的总正端或者总 负端相连，所述第一偏置电阻的另一端、第二偏置电阻的另一端均连接至车身地；其中所述 电子开关Κι、电子开关Κ2能够接受所述控制单元的控制信号执行导通和断开动作，且所述 第一偏置电阻、第二偏置电阻的阻值不同。
[0006] 优选地，所述电子开关Κι、电子开关Κ2为光控M0S继电器，即通过接受所述控制单 元的光信号的控制执行导通和断开动作。
[0007] 根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1:建立权利要求1所述的电动汽车绝缘电阻故障预测系统；利用所述电动汽 车绝缘电阻故障预测系统执行如下步骤：
[0009] 步骤2 :ii量电动汽车的串联电池组的标称电压和所述电动汽车的串联电池组中 各个单体电池模块的标称电压；
[0010] 断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端 和车身地之间的电压值W及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽 车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时 的标称电压下的值；
[0011] 断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端 和车身地之间的电压值W及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽 车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时 的标称电压下的值；
[0012] 步骤3 :计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测系统的等效并联绝缘电阻和等效电 压源电压；
[0013] 步骤4:通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝 缘电阻比较，从而实现在线诊断绝缘故障；
[0014] 步骤5 :诊断出绝缘故障后，对绝缘故障进行在线定位；
[0015] 还包括如下步骤：
[0016] 步骤i :通过执行步骤3计算在一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测系统 不同时刻的多个等效并联绝缘电阻，在线拟合出时间变化与所述等效并联绝缘电阻的曲线 方程，实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。
[0017] 优选地，所述步骤2包括：
[0018] 步骤2. 1 :测量电动汽车串联电池组的标称电压；所述电动汽车串联电池组的一 端与车身地之间接有偏置电阻，从所述电动汽车的串联电池组中另一端起，将各个单体电 池模块依次编号，第i个单体电池模块的标称电压记为Vi，其中i= 1~n，其中，从所述电 动汽车串联电池组中另一端起的第一个单体电池模块编号为1，第一个单体电池模块的标 称电压记为Vi;
[0019] 步骤2. 2:断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻，测量电动汽车的串联电池组 总负端和车身地之间的电压值W及电池组端电压，计算得出电动汽车的串联电池组总负端 和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V。下的值；计算 公式如下： W20]化化iXVXi;
[0021] 式中：化1表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池 组总负端和车身地之间的电压值；V。表示所述电动汽车的串联电池组的标称电压；Vgl表示 断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；化Ifw表示 Vni统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V。下的值； 阳0巧步骤2. 3 :断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池 组总负端和车身地之间的电压值W及电池组端电压，并计算得出电动汽车的串联电池组总 负接线端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V。下 的值；计算公式如下： 阳02引化2rev=化 2XV〇/Va2;
[0024] 式中：化2表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池 组总负端和车身地之间的电压值；Vg2表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电 动汽车的串联电池组的端电压；化表示化2统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的 标称电压V。下的值。 阳0巧]优选地，所述步骤3包括：
[0026] 步骤3. 1 :计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测系统的等效并联绝缘电阻，计算 公式如下：
[0027]
[0028] 式中：化1表示第一偏置电阻的阻值，化2表示第二偏置电阻的阻值，R。表示等效并 联绝缘电阻；
[0029] 步骤3. 2 :计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测系统的等效电压源电压，计算公 式如下中的任一个：
[0032] 式中：U。表示等效电压源电压。
[0033] 优选地，所述步骤4包括：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电 阻值与等效并联绝缘电阻的阻值比较，从而实现在线诊断绝缘故障；其中，对电动汽车的串 联电池组中各单体电池模块进行编号，并令第j个单体电池