自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统，其包括自适应绝缘故障复合诊断预警定位电路、连接电阻故障诊断预警定位电路和接触器触点粘连故障诊断电路中的至少一个电路和一个电压同步采样电路、一个计算控制单元。本发明专利技术能有效解决目前电动汽车高压电安全管理系统中存在的对绝缘故障实现预测和定位的功能性缺失问题，可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、使整车控制系统提前启动绝缘故障预防控制策略成为可能，从而避免绝缘故障引起的安全事故；也可帮助维修人员快速维修排除绝缘故障，提高绝缘故障排查效率，节省故障处理的人力、物力和时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监测系统，具体地，涉及一种自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统。
技术介绍
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，高压电路的绝缘故障、连接电阻故障和接触器触点粘连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、连接故障实现预测和定位的功能性缺失问题，接触器触点粘连故障的诊断也误判频发。缺乏对绝缘故障、连接电阻故障的预警机制，也无法对绝缘薄弱、连接电阻过大处进行可靠定位，导致无法在绝缘故障、连接电阻故障发生前提醒驾乘人员针对将要发生的绝缘故障、连接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、连接电阻故障和接触器触点粘连故障。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统，其能有效解决目前电动汽车高压电安全管理系统中存在的对绝缘故障实现预测和定位的功能性缺失问题，可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、使整车控制系统提前启动绝缘故障预防控制策略成为可能，从而避免绝缘故障引起的安全事故;也可帮助维修人员快速维修排除绝缘故障，提高绝缘故障排查效率，节省故障处理的人力、物力和时间。根据本专利技术的一个方面，提供一种自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统，其特征在于，所述自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统包括自适应绝缘故障复合诊断预警定位电路、连接电阻故障诊断预警定位电路和接触器触点粘连故障诊断电路中的至少一个电路和一个电压同步采样电路、一个计算控制单元；所述自适应绝缘故障复合诊断预警定位电路包括第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一电子开关、第二电子开关、总正定值电阻、总负定值电阻，其中:第一偏置电阻和第二偏置电阻分别与第一电子开关、第二电子开关串联后再分别与串联电池组的总负接线端和车身地相连接或者与串联电池组的总正接线端和车身地相连接，总正定值电阻、总负定值电阻分别连接在串联电池组的总正接线端和车身地之间和串联电池组的总负接线端和车身地之间，所述电压同步采样电路分别与串联电池组的总负接线端、总正接线端和车身地相连接，所述计算控制单元与电压同步采样电路和两个电子开关相连接；所述连接电阻故障诊断预警定位电路包括一个电流传感器和在所述电动汽车的高压电路上的适当位置的电压测点，所述计算控制单元通过所述电压同步采样电路与所述电流传感器和这些电压测点相连接；所述接触器触点粘连故障诊断电路包括第一电压测点对、第二电压测点对和第三电压测点对、第四电压测点对，所述第一电压测点对包括所述串联电池组的总负输出接触器的电池侧接线端及与总正输出接触器的非电池测的接线端，所述第二电压测点对包括所述串联电池组的总正输出接触器的电池侧接线端及与总负输出接触器的非电池侧的接线端，所述第三电压测点对包括总正输出接触器的非电池测的接线端与总负输出接触器的非电池侧的接线端，第四电压测点对包括所述串联电池组的总正输出接触器的电池侧接线端及其总负输出接触器的电池侧接线端，所述计算控制单元通过其电压采样电路与所述第一电压测点、第二电压测点对所涉及的测点相连接，并通过电压同步采样电路与所述第三电压测点、第四电压测点对所涉及的测点相连接；所述串联电池组的总正接线端和所述总正输出接触器的电池侧接线端、所述串联电池组的总负接线端和所述总负输出接触器的电池侧接线端分别合并为一个接线端，以简化线束和电路。优选地，所述计算控制单元通过所述电压同步采样电路采样所述串联电池组的总正接线端和所述车身地之间的电压V+、所述串联电池组的总正接线端和所述车身地之间的电压V-，在该两个电压的差值的绝对值超过预设值时判定所述电动汽车的高压电系统发生了绝缘故障，从而实现对绝缘故障的自适应快速诊断。优选地，所述计算控制单元通过对第一电子开关插入第一偏置电阻，并同步采样所述串联电池组的端电压Val和串联电池组总负接线端和车身地之间的电压值Vnl直到Vnl稳定后计算出vnl_ = VnlVnrm/Val (其中，V_为所述串联电池组的标称电压)，再通过对第二电子开关插入第二偏置电阻，并同步采样所述串联电池组的端电压Va2和串联电池组总负接线端和车身地之间的电压值Vn2直到Vn2稳定后计算出Vn2_=Vn2 Vnrm/Va2，再计算出所述串联电池组的绝缘电阻Ro = ( Vn2nrm-Vnlnrm ) RnlRn2/( VnlnrmRn2-Vn2nrmRnl )，进而计算出等效电压U =Vnlnrm(R0+Rnl) /Rnl或U = Vn2nrm(Ro+Rn2 ) /Rn2，从可插入偏置电阻端的电池组的另一端开始依次计算各单体电池模块的标称电压的累加和直到该累加和与U的差值的绝对值最小，则判定为最后累加进去的单体电池模组处为绝缘最薄弱处，并在RO大于某预设值时判定为电动汽车的高压电系统发生了该预设值对应级别的绝缘故障，从而实现绝缘故障的各级绝缘故障的自适应诊断定位。优选地，所述计算控制单元利用在最近一段时间内在线识别出的所述绝缘电阻值R0及相邻次识别Ro之间的时间t，在线拟合出t与绝缘电阻值Ro的变化曲线t = f (Ro)，利用该变化曲线计算出Ro达到某级绝缘故障判定的所述预设值所需的时间，从而实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。优选地，所述自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统还设置有由所述计算控制单元控制的第三电子开关、第四电子开关，第三电子开关、第四电子开关分别与总正定值电阻、总负定值电阻串联，用于在所述计算控制单元接通第一电子开关或第二电子开关时断开第三电子开关和第四电子开关，以避免总正定值电阻、总负定值电阻对所述绝缘电阻值Ro的干扰，从而进一步提高对绝缘电阻值Ro的在线识别的可靠性。优选地，所述计算控制单元通过所述电压同步采样电路采样所述电流传感器输出的电流信号1、所述串联电池组的总正接线端和总负接线端之间的电压V32、所述总负输出接触器的非电池侧的接线端与串联电池组的总负接线端之间的电压V62、所述总正输出接触器的非电池侧的接线端与总负接线端之间的电压v72、所述总正输出接触器的非电池侧的接线端与总负输出接触器的非电池侧的接线端之间的电压v76，分别利用电流差值的绝对值大于预设值的相邻两时刻的所述电压V32的差值的绝对值除以所述电流I的差值的绝对值、所述电压V62的差值的绝对值除以所述电流I的差值的绝对值、所述电压V72的差值的绝对值除以所述电流I的差值的绝对值、所述电压V76的差值的绝对值除以所述电流I的差值的绝对值计算出四个并联等效连接电阻Rb2、R62、R72和R76，再由Rb = R32、Rl = R76、R9 = R72-R32、Rs = R62计算出所述串联电池组的总内阻Rb、所述总正输出接触器的连接电阻R9、所述总负输出接触器的连接电阻R8、总正输出接触器的非电池侧的接线端与总负输出接触器的非电池侧的接线端经负载的高压电路的总连接电阻Rl，并当所述Rb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统，其特征在于，所述自适应的电动汽车高压电安全故障诊断预警定位监测系统包括自适应绝缘故障复合诊断预警定位电路、连接电阻故障诊断预警定位电路和接触器触点粘连故障诊断电路中的至少一个电路和一个电压同步采样电路、一个计算控制单元；所述自适应绝缘故障复合诊断预警定位电路包括第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一电子开关、第二电子开关、总正定值电阻、总负定值电阻，其中：第一偏置电阻和第二偏置电阻分别与第一电子开关、第二电子开关串联后再分别与串联电池组的总负接线端和车身地相连接或者与串联电池组的总正接线端和车身地相连接，总正定值电阻、总负定值电阻分别连接在串联电池组的总正接线端和车身地之间和串联电池组的总负接线端和车身地之间，所述电压同步采样电路分别与串联电池组的总负接线端、总正接线端和车身地相连接，所述计算控制单元与电压同步采样电路和两个电子开关相连接；所述连接电阻故障诊断预警定位电路包括一个电流传感器和在所述电动汽车的高压电路上的适当位置的电压测点，所述计算控制单元通过所述电压同步采样电路与所述电流传感器和这些电压测点相连接；所述接触器触点粘连故障诊断电路包括第一电压测点对、第二电压测点对和第三电压测点对、第四电压测点对，所述第一电压测点对包括所述串联电池组的总负输出接触器的电池侧接线端及与总正输出接触器的非电池测的接线端，所述第二电压测点对包括所述串联电池组的总正输出接触器的电池侧接线端及与总负输出接触器的非电池侧的接线端，所述第三电压测点对包括总正输出接触器的非电池测的接线端与总负输出接触器的非电池侧的接线端，第四电压测点对包括所述串联电池组的总正输出接触器的电池侧接线端及其总负输出接触器的电池侧接线端，所述计算控制单元通过其电压采样电路与所述第一电压测点、第二电压测点对所涉及的测点相连接，并通过电压同步采样电路与所述第三电压测点、第四电压测点对所涉及的测点相连接；所述串联电池组的总正接线端和所述总正输出接触器的电池侧接线端、所述串联电池组的总负接线端和所述总负输出接触器的电池侧接线端分别合并为一个接线端，以简化线束和电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，羌嘉曦，
申请(专利权)人：上海凌翼动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31