一种电动汽车预充电故障检测方法和车载控制器与流程

本发明涉及预充电管理，更具体地说，涉及一种电动汽车预充电故障检测方法和车载控制器。

背景技术：

1、电动汽车在高压上电(高压上电是指动力电池输出高压电，供给车辆高压用电零部件如电机控制器、驱动电机等)前需要给电机控制器的母线电容进行预充电，以减少高压继电器闭合时的火花拉弧，避免高压冲击损坏高压零部件，提升高压系统的安全性。

2、带预充电回路的动力电池供电回路例如图1所示，包括：动力电池、主正继电器k1、主负继电器k2、预充电继电器k3、预充电电阻r、母线电容c、电机控制器和电机m；预充电继电器k3与预充电电阻r串联后再与主正继电器k1并联。电动汽车高压上电前先闭合主负继电器k2和预充电继电器k3以接通预充电回路，预充电过程中母线电容c的电压uc逐渐上升，预充电电流ip逐渐减小，当电压uc接近动力电池电压umax例如达到umax的95％时，先接通主正继电器k1再切断预充电继电器k3，完成预充电。图2为预充电过程中电压uc及预充电电流ip的变化曲线示意图，ip＝(umax-uc)/r，图2中的t1时刻表示预充电完成时刻。

3、在电机端完全放电(即uc＝0)且母线电容c、预充电电阻r等元器件参数已知的情况下，需要的预充电时间就是固定的且可预知的。现有技术一般是提前计算预充电时间并固化到软件中，当预充电时间达到时就结束预充电。但实际工况中可能存在电机端没放完电的情况，而且元器件参数的实际值与标称值难免存在偏差，而且动力电池工作模式(充电还是放电)、车辆运行时间、车辆运行环境的不同均可能导致母线电容c的参数发生变化，所以预充电时间难以准确预估，进而可能引发预充电故障，例如：由于预充电时间过长导致预充电电阻r过热损坏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种电动汽车预充电故障检测方法和车载控制器，以实现及时准确地检测预充电故障。

2、一种电动汽车预充电故障检测方法，包括：

3、响应于电动汽车高压上电指令，识别动力电池的充/放电模式，判断当前模式下是否有向存储器存入预充电信息的需求，所述预充电信息包括预充电过程中预设参数的变化和预充电时间常数；

4、若有需求，则：接通预充电回路，通过监测所述预测参数的变化来判断预充电完成与否；当预充电完成时，获取当前模式下的所述预充电信息并存入所述存储器；

5、若无需求，则：接通所述预充电回路，监测所述预测参数的变化，并从所述存储器中调取当前模式下的所述预充电信息，根据调取出的所述预充电信息预测当前模式下需要的预充电时间；在预充电持续时间达到所述预充电时间前，通过将监测到的所述预测参数的变化和调取出的所述预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障。

6、可选地，所述判断当前模式下是否有向存储器存入预充电信息的需求，包括：

7、判断是否接收到人工触发或系统自动触发的存储命令，若是，则判定当前模式下有向存储器存入预充电信息的需求，若否，则判定当前模式下无向存储器存入预充电信息的需求。

8、可选地，存入所述存储器中的所述预设参数的变化，包括：电机控制器的母线电容的电压随时间变化曲线，以及所述母线电容的电压变化率随时间变化曲线。

9、可选地，所述通过监测所述预测参数的变化来判断预充电完成与否，包括：判断所述电压变化率的绝对值是否小于第一预设值，若是，判定预充电完成。

10、可选地，获取当前模式下的所述预充电时间常数并存入所述存储器，包括：获取当前模式下监测到的u0、u1和t，将其代入一阶rc串联电路的零状态响应方程，计算得到当前模式下的所述预充电时间常数并存入所述存储器；

11、其中，u0为预充电开始时所述母线电容的电压，u1为预充电完成时所述母线电容的电压，t为预充电时间。

12、可选地，所述在预充电持续时间达到所述预充电时间前，通过将监测到的所述预测参数的变化和调取出的所述预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障，包括：

13、计算所述电压变化率的绝对值达到第i预设变化率所需时间ti；i＝1、2、…、n，n为正整数；

14、在预充电持续时间达到所述时间ti时，判断当前时间节点下监测到的所述电压变化率的绝对值与参考值之差是否超出第二预设值，若是，判定存在预充电故障；所述参考值为调取出的同样时间节点下的所述电压变化率的绝对值；

15、其中，第k预设变化率大于第k+1预设变化率，k＝1、2、…、n-1，第n预设变化率大于所述第一预设值。

16、可选地，所述电动汽车预充电故障检测方法还包括：在预充电持续时间达到所述预充电时间时，再次通过将监测到的所述预测参数的变化和调取出的所述预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障。

17、可选地，所述存储器为电可擦可编程只读存储器eeprom。

18、一种车载控制器，包括处理器和程序存储器，所述程序存储器上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述公开的任一种电动汽车预充电故障检测方法。

19、可选地，所述车载控制器为动力电池管理系统bms的控制器。

20、从上述的技术方案可以看出，本发明在电动汽车预充电回路的工作状态难以准确预估的工况下，按动力电池充/放电模式自学习电动汽车预充电信息并存入存储器中，后续在电动汽车预充电过程中自适应调取对应充/放电模式下的预充电信息作为参考，去衡量当前预充电过程是否明显偏离参考值即可，若明显偏离，说明存在预充电故障，若无明显偏离，说明无预充电故障，从而实现了及时准确地检测预充电故障。

技术特征：

1.一种电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，所述判断当前模式下是否有向存储器存入预充电信息的需求，包括：

3.根据权利要求1所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，存入所述存储器中的所述预设参数的变化，包括：电机控制器的母线电容的电压随时间变化曲线，以及所述母线电容的电压变化率随时间变化曲线。

4.根据权利要求3所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，所述通过监测所述预测参数的变化来判断预充电完成与否，包括：判断所述电压变化率的绝对值是否小于第一预设值，若是，判定预充电完成。

5.根据权利要求3或4所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，获取当前模式下的所述预充电时间常数并存入所述存储器，包括：获取当前模式下监测到的u0、u1和t，将其代入一阶rc串联电路的零状态响应方程，计算得到当前模式下的所述预充电时间常数并存入所述存储器；

6.根据权利要求4所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，所述在预充电持续时间达到所述预充电时间前，通过将监测到的所述预测参数的变化和调取出的所述预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障，包括：

7.根据权利要求1所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，所述电动汽车预充电故障检测方法还包括：在预充电持续时间达到所述预充电时间时，再次通过将监测到的所述预测参数的变化和调取出的所述预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障。

8.根据权利要求1所述的电动汽车预充电故障检测方法，其特征在于，所述存储器为电可擦可编程只读存储器eeprom。

9.一种车载控制器，其特征在于，包括处理器和程序存储器，所述程序存储器上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的电动汽车预充电故障检测方法。

10.根据权利要求9所述的车载控制器，其特征在于，所述车载控制器为动力电池管理系统bms的控制器。

技术总结
本申请公开了一种电动汽车预充电故障检测方法和车载控制器，实现了及时准确地检测预充电故障。该方法包括：响应于高压上电指令，识别电池充/放电模式，判断当前模式下有无向存储器存入预充电信息的需求，该预充电信息包括预充电过程中预设参数的变化和预充电时间常数；若有，接通预充电回路，监测预测参数的变化来判断预充电完成与否，当预充电完成时获取当前模式下的预充电信息并存入存储器；若无需求，接通该回路，监测预测参数的变化，从存储器中调取当前模式下的预充电信息，根据调取的预充电信息预测当前模式下需要的预充电时间；在达到预充电时间前，通过将监测到的预测参数的变化和调取的预测参数的变化作比较，判断是否存在预充电故障。

技术研发人员：张芳,吴学强,袁文文,薛振杰,许亚涵
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17