一种电动汽车绝缘检测自诊断系统和方法与流程

文档序号:36322670发布日期:2023-12-09 03:00阅读:41来源:国知局
本发明涉及新能源汽车安全检测,尤其涉及一种电动汽车绝缘检测自诊断系统和方法。
背景技术
::1、随着新能源汽车的快速发展,电动车的安全性已经成为了公众和行业的重点关注对象。特别是电动车的高压电池包,其电压高达500v甚至800v以上,远超过人体可承受的安全电压60v。为了确保电动车的安全,电池管理系统(bms)通常会对整车高压相对车身地的绝缘阻抗值进行监控,以防止高压触电造成人员伤亡。然而,目前的电池管理系统的安全等级通常为asil a,无法满足电动车高压等级提升和对高压触电安全性日益重视的需求,对电池管理系统bms检测绝缘阻抗的安全等级要求已经达到asil b等级以上。2、在现有的绝缘检测方法中,平衡电桥法是常见的一种,但存在一些问题。例如,当分压电路或比例放大电路发生故障时,系统可能无法测量到真实的绝缘阻抗值,这就存在潜在的高压触电风险。同时,平衡电桥法的功能安全性也有待提高。根据iso 26262:2018part5附录d table d.9,平衡电桥法在防止绝缘性能下降引起潜在高压触电的安全目标下,仅具备传感器有效范围检测,即检测相关元器件的短路到gnd故障、短路到电源故障和开路故障,实现安全等级asil a。这显然无法满足对车辆安全要求等级更高的asil b及以上的安全等级要求。3、此外,现有技术对绝缘检测电路的电压采集漂移故障的检测方法,虽然可以通过其它硬件组件采集pack+到pack-的总压,间接检验pack+到gnd、pack-到gnd的电压采集误差,但是由于诊断中的采集值来自不同硬件组件,不能保证其数据来源的实时性和一致性。在硬件和软件的采集周期不同,采集数据传输方式不同的情况下,可能会出现采集电压延迟和偏差较大的问题,尤其对于较短时长的诊断周期间隔,无法保证检测措施的可信度。4、因此,如何提高电动车的电池管理系统的安全等级,提高其对绝缘阻抗的准确测量能力,以及提高其对电压采集漂移故障的检测的实时性和一致性,是当前电动车技术发展所面临的重要问题。技术实现思路1、基于上述问题,本发明提供一种电动汽车绝缘检测自诊断装置和方法,旨在解决现有技术中提高绝缘阻抗检测的安全等级以及准确性。2、一种电动汽车绝缘检测自诊断系统,包括:3、第一分压模块,输入端通过第一开关连接高压电池的正极,第一分压模块的分压比包括第一分压比和第二分压比;4、第二分压模块,输入端通过第二开关连接高压电池的负极,第二分压模块的分压比包括第三分压比;5、参考电压模块,用于连接到供电电压,并产生参考电压并输出;6、多通道开关模块,分别连接第一分压模块的输出端、第二分压模块的输出端、参考电压模块的输出端、第一运算放大模块的输入端和第二运算放大模块的输入端,用于控制以下通道的连通:第一分压模块和参考电压模块的输出端到第一运算放大模块的输入端、第二分压模块和参考电压模块的输出端到第二运算放大模块的输入端;7、第一运算放大模块的输出端连接到正极侧电压采集端;第二运算放大模块的输出端连接到负极侧电压采集端。8、进一步的,第一分压模块包括:9、第一电阻,第一端通过第一开关连接高压电池的正极;10、第二电阻,第二电阻的第一端连接第一电阻的第二端,第二电阻的第二端接地;11、第五电阻,第五电阻的第一端通过第三开关连接第二电阻的第一端,第五电阻的第二端接地;12、多通道开关模块连接第二电阻的第一端。13、进一步的,第二分压模块包括:14、第三电阻,第一端通过第二开关连接高压电池的负极;15、第四电阻,第四电阻的第一端连接第三电阻的第二端,第四电阻的第二端接地;16、多通道开关模块连接第四电阻的第一端。17、进一步的,第一运算放大模块包括:18、第一运算放大器,第一运算放大器的同相输入端连接到多通道开关模块,第一运算放大器的反相输入端接地。19、进一步的,第二运算放大模块包括:20、第二运算放大器,第二运算放大器的同相输入端连接多通道开关模块;第二运算放大器的输出端还连接第二运算放大器的反相输入端;21、第三运算放大器,第三运算放大器的反相输入端连接第二运算放大器的输出端,第三运算放大器的输出端还连接第三运算放大器的反相输入端,第三运算放大器的同相输入端接地。22、进一步的,还包括:23、双向电源模块,连接供电电压,用于将供电电压转换成正反两极电压,将正反两极电压提供至第一运算放大模块和第二运算放大模块。24、一种电动汽车绝缘检测自诊断方法,其特征在于,使用前述的一种电动汽车绝缘检测自诊断系统,包括:25、步骤a1,在车辆上电时进行漂移故障诊断;26、步骤a2,在车辆运行时周期性进行绝缘阻抗检测。27、进一步的,在步骤a1中,漂移故障诊断包括:28、步骤a11,控制第一分压模块的输出端到第一运算放大模块的输入端导通,闭合第一开关和第二开关,控制第一分压模块的分压比为第一分压比,获取第一分压模块输出的第一采集电压;29、步骤a12,控制第一分压模块的分压比为第二分压比,获取第一分压模块输出的第二采集电压;30、步骤a13,计算第一采集电压和第二采集电压的差值绝对值是否小于第一预设值:31、若是,执行步骤a2;32、若否,执行步骤a14;33、步骤a14,输出第一故障诊断信息。34、进一步的,在步骤a1中,在步骤a11之前还包括:35、步骤a101,控制参考电压模块的输出端到第一运算放大模块的输入端导通,获取第一预采集电压,并判断第一预采集电压是否为第二预设值:36、若否,执行步骤a102;37、若是,执行步骤a103;38、步骤a102,输出第二故障诊断信息;39、步骤a103,控制参考电压模块的输出端到第二运算放大模块的输入端导通,获取第二预采集电压,并判断第二预采集电压是否为第三预设值:40、若否,执行步骤a104;41、若是,执行步骤a11;42、步骤a104,输出第三故障诊断信息。43、进一步的,步骤a2包括:44、步骤a21,断开第二开关,控制第一分压模块的分压比为第一分压比,并控制第一分压模块的输出端到第一运算放大模块的输入端导通,获取正极侧采集电压;45、步骤a22,断开第一开关,导通第二开关,并控制第二分压模块的输出端到第二运算放大模块的输入端导通,获取采集负极侧采集电压;46、步骤a23,根据正极侧采集电压和负极侧采集电压,计算高压电池正极对车身的阻抗和高压电池负极对车身的阻抗;47、步骤a24,根据高压电池正极对车身的阻抗和高压电池负极对车身的阻抗计算高压电池的绝缘阻抗。48、本发明的有益技术效果在于:49、使用两个分压模块分别对高压电池正极和负极进行电压采集,并且正极使用的分压模块包括两个分压比,能够有效地检测分压电路的漂移故障。这样,不仅提高了检测的准确性,同时也增强了系统的稳定性。50、通过对运算放大模块的输入端注入一个预期的电压,可以方便地检测运算放大模块的增益漂移故障。这种方法简便、直观,大大提高了故障检测的效率,有助于及时发现并修复故障,保证了电路的正常运行。51、在绝缘阻抗检测电路自身,设计了探测的安全机制,有效地减少了其与其他硬件组件之间的耦合,避免了由于采集数据的实时性和一致性问题,造成误报或报不出绝缘阻抗异常的问题。这种设计充分考虑了系统的安全性和可靠性,有效地防止了错误报警,提高了系统的整体性能。52、总的来说,本技术具有检测精度高、稳定性好、安全性强等优点,对于提升电路性能和保障系统正常运行具有重要的作用。当前第1页12当前第1页12
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