專利名稱：一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法。
背景技術(shù)：
隨著國際對能源安全和環(huán)境保護(hù)問題的重視不斷提升，各國對汽車排放污染物要求越來越嚴(yán)格。減少對能源的依賴，實現(xiàn)節(jié)能減排，已成為世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題。混合動力汽車、純電動汽車已成為當(dāng)今汽車業(yè)發(fā)展的趨勢。油電混合動力汽車將電機(jī)和發(fā)動機(jī)結(jié)合在一起，針對各個工況實現(xiàn)了合理的節(jié)能減排功效，怠速停機(jī)、電機(jī)起動、智能充電、再生制動、電機(jī)助力、電動爬行等混動功能，具有降低油耗、增加續(xù)駛里程、技 術(shù)成熟度比較高等優(yōu)點，是目前各大汽車公司發(fā)展的首選趨勢?；旌蟿恿ζ嚨闹饕考ǖ膭恿﹄姵?、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、直流母線等，這些部件都會涉及高壓電氣絕緣問題，且部件的工作條件比較惡劣，振動、溫度及濕度的變化，都有可能造成動力電纜及其他絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，使絕緣強(qiáng)度大大降低，不僅會危及駕乘人員的人身安全，還將影響低壓電器和車輛控制器的正常工作。高壓系統(tǒng)主要滿足車輛驅(qū)動電動機(jī)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，制動系統(tǒng)和車載空調(diào)系統(tǒng)等的功率需求。這些電氣設(shè)備直接安裝在車輛底盤上，與底盤之間沒有直接的電氣連接，整個高壓系統(tǒng)是與底盤絕緣的電氣系統(tǒng)。對于封閉回路的高壓直流電氣系統(tǒng)，其絕緣性能通常用電氣系統(tǒng)中電源對地漏電流的大小來表征。因此，準(zhǔn)確、實時地檢測高壓電氣系統(tǒng)對車輛底盤絕緣性能，對保證乘客安全、電氣設(shè)備正常工作和車輛安全運(yùn)行具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，在混合動力汽車停止，上電，行進(jìn)，下電過程中，監(jiān)測高壓絕緣回路的絕緣狀態(tài)，提高車輛的安全性能。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，包括混合動力汽車的電池管理系統(tǒng)完成高壓回路的絕緣電阻的檢測，并且記錄絕緣電阻值，在條件允許的情況下發(fā)給整車控制器，整車控制器通過停車、上電、行駛、下電的過程中綜合車況的信息來判斷處理信息實現(xiàn)對車輛的控制。本發(fā)明利用橋式阻抗監(jiān)測方法分別監(jiān)測高壓母線正極對底盤地的絕緣電阻值及高壓母線負(fù)極對底盤地的絕緣電阻值，可以精確的判斷絕緣故障回路，當(dāng)測得的絕緣電阻值除以系統(tǒng)標(biāo)稱的工作電壓大于100歐姆/V，就認(rèn)為是安全的。本發(fā)明在于保證車輛的高壓絕緣安全，要結(jié)合車輛的狀態(tài)進(jìn)行檢測及故障處理，一般分為停車，上電，行駛，下電四個過程分別進(jìn)行直流及交流的絕緣監(jiān)測以提高車輛的安全性能。車輛靜止，點火鑰匙處在Off檔的狀態(tài)時，此時由于電池管理系統(tǒng)及車輛其他控制器都沒有被喚醒，所以無法對高壓回路進(jìn)行電路絕緣檢測，停車時前一循環(huán)檢測的絕緣電阻值儲存在電池管理系統(tǒng)中，不會發(fā)送出去，同時整車控制器處于睡眠模式，車輛不會有任何處理措施，此時如果要維修車輛，需要斷開蓄電池包上安裝的維修開關(guān)，即斷開高壓回路，此時即使高壓回路高壓絕緣存在問題也不會對人員造成傷害。車輛處在上電過程中，首先整車控制器需要在500ms之內(nèi)完成初始化操作，在這個過程中如果電池管理系統(tǒng)報高壓絕緣故障，整車控制器收到這個信號就不會繼續(xù)執(zhí)行上電操作，上電過程結(jié)束。如果初始化沒有故障報出，那么整車控制器會發(fā)命令給電池包管理系統(tǒng)閉合主接觸器，開始執(zhí)行上電流程。從初始化到上電結(jié)束的過程，由于車輛有啟動時間要求的限制，且絕緣監(jiān)測周期一般較長，所以上電過程不做高壓回路的絕緣檢測；上電過程中，電池管理系統(tǒng)只做直流母線的絕緣檢測，不做交流母線的絕緣檢測。由整車控制器判斷絕緣電阻值是否超出了規(guī)定范圍，對車輛實施控制。車輛在行進(jìn)過程中，電池管理系統(tǒng)會實時監(jiān)測高壓母線的絕緣電阻值，電池管理系統(tǒng)將每隔IOs做一次絕緣電阻值的檢測，并將測得的絕緣電阻值的判斷結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)給整車控制器，由整車控制器根據(jù)當(dāng)前的車況來綜合處理故障信息，對車輛實施控制如果測得的絕緣電阻值大于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣狀態(tài)良好，如果檢測到的絕 緣電阻值小于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣老化破損，系統(tǒng)將立即發(fā)出故障報警信號，整車控制器收到此報警信號后根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的處理措施，當(dāng)車輛行駛的速度在25km/h以下時，整車控制器禁止輸出扭矩，發(fā)出下電命令，此時車輛開始執(zhí)行下電流程，當(dāng)車速在25km/h—60 km/h之間運(yùn)行時，此時整車控制器對動力源實施限功率運(yùn)行，當(dāng)車速降到25km/h以下時，禁止扭矩輸出直至車輛的速度變?yōu)?，此時控制器發(fā)出下電命令，車輛開始執(zhí)行下電流程。當(dāng)車速在60 km/h以上運(yùn)行時，整車控制器維持原車運(yùn)行狀態(tài)，但發(fā)出強(qiáng)烈的故障報警信息提醒駕駛員減速行駛，當(dāng)車速降到60 km/h以下時才開始限功率運(yùn)行，降到25km/h以下時禁止扭矩輸出，到車速為0，同時執(zhí)行下電流程。車輛在下電過程中，需要對高壓回路的交流母線做絕緣檢測，要做交流母線的三相短路，來實現(xiàn)交流母線的絕緣檢測，絕緣電阻值由電池管理系統(tǒng)記錄，并在下次上電時發(fā)給整車控制器做判斷，對車輛實施控制，過程是系統(tǒng)收到點火關(guān)斷信號后，立即做IGBT (絕緣柵門極晶體管)的三相短路，然后一定時間內(nèi)完成交流絕緣檢測，此時檢測到的高壓絕緣電阻值存儲在電池管理系統(tǒng)中，下次上電初始化自檢時判斷故障，如果有故障則報出，阻止車輛上電。本發(fā)明的有益效果為實時檢測高壓母線的絕緣電阻值來判斷高壓母線絕緣狀態(tài)是否滿足車輛行駛的技術(shù)要求，一旦發(fā)生高壓母線的絕緣電阻值超出規(guī)定范圍，系統(tǒng)會及時報出故障并采取相應(yīng)的措施限制或阻止車輛的正常運(yùn)行，提醒駕駛員檢查并且修復(fù)車輛，從根本上杜絕了危險的發(fā)生，提高了車輛的安全性能。


下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I為本發(fā)明實施例中一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法的高壓回路連接 圖2為本發(fā)明實施例中一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法的高壓上電的流程參考圖；圖3為本發(fā)明實施例中一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法的高壓下電的流程參考圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明實施例所述的一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，高壓絕緣檢測分為直流絕緣檢測及交流絕緣檢測配合實現(xiàn)。高壓系統(tǒng)主要滿足車輛驅(qū)動電動機(jī)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，制動系統(tǒng)和車載空調(diào)系統(tǒng)等的功率需求。這些電氣設(shè)備直接安裝在車輛底盤上，與底盤之間沒有直接的電氣連接，整個高壓系統(tǒng)是與底盤絕緣的電氣系統(tǒng)。對于封閉回路的高壓直流電氣系統(tǒng)，其絕緣性能通常用電氣系統(tǒng)中電源對地漏電流的大小來表征。一般設(shè)定為2mA的漏電流，如果檢測到的漏電流大于2mA，說明絕緣超出規(guī)定范圍，一般設(shè)定為250ΚΩ (根據(jù)具體項目情況可以調(diào)整)。本發(fā)明中規(guī)定，電池管理系統(tǒng)完成高壓回路的絕緣電阻的檢測，并且記錄絕緣電阻值，在條件允許的情況下發(fā)給整車控制器，整車控制器通過停車，上電，行駛，下電的過程中綜合車況的信息來判斷處理信息實現(xiàn)對車輛的控制。·車輛靜止，點火鑰匙處在Off檔的狀態(tài)時，此時由于電池管理系統(tǒng)及車輛其他控制器都沒有被喚醒，所以無法對高壓回路進(jìn)行電路絕緣檢測，此時如果要維修車輛，需要斷開蓄電池包上安裝的維修開關(guān)，即斷開了高壓回路，此時即使高壓回路高壓絕緣存在問題也不會對人員造成傷害。如圖2所示，車輛處在上電過程中，首先控制器需要在500ms之內(nèi)完成初始化操作，在這個過程中如果電池管理系統(tǒng)報高壓絕緣故障，整車控制器收到這個信號就不會繼續(xù)執(zhí)行上電操作，上電過程結(jié)束。如果初始化沒有故障報出，那么整車控制器會發(fā)命令給電池包管理系統(tǒng)閉合主接觸器，開始執(zhí)行上電流程。從初始化到上電結(jié)束的過程，由于車輛有啟動時間要求的限制，且絕緣監(jiān)測周期一般較長，所以上電過程不做高壓回路的絕緣檢測。車輛在行進(jìn)過程中，電池管理系統(tǒng)將每隔IOs做一次絕緣電阻值的檢測，并將測得的絕緣電阻值的判斷結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)給整車控制器，如果測得的絕緣電阻值大于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣狀態(tài)良好，如果檢測到的絕緣電阻值小于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣老化破損，系統(tǒng)將立即發(fā)出故障報警信號，整車控制器收到此報警信號后根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的處理措施，當(dāng)車輛行駛的速度在25km/h以下時，整車控制器禁止輸出扭矩，發(fā)出下電命令，此時車輛開始執(zhí)行下電流程，當(dāng)車速在25km/h-60 km/h之間運(yùn)行時，此時整車控制器對動力源實施限功率運(yùn)行，當(dāng)車速降到25km/h以下時，禁止扭矩輸出直至車輛的速度變?yōu)?，此時控制器發(fā)出下電命令，車輛開始執(zhí)行下電流程。當(dāng)車速在60 km/h以上運(yùn)行時，整車控制器維持原車運(yùn)行狀態(tài)，但發(fā)出強(qiáng)烈的故障報警信息提醒駕駛員減速行駛，當(dāng)車速降到60 km/h以下時才開始限功率運(yùn)行，降到25km/h以下時禁止扭矩輸出，到車速為0，同時執(zhí)行下電流程。如圖3所示，車輛在下電過程中，需要對高壓回路的交流母線做絕緣檢測，過程是系統(tǒng)收到點火關(guān)斷信號后，立即做IGBT的三相短路，然后一定時間內(nèi)完成交流絕緣檢測，此時檢測到的高壓絕緣電阻值存儲在電池管理系統(tǒng)中，下次上電初始化自檢時判斷故障，如果有故障則報出，阻止車輛上電。雖然以上僅描述了本發(fā)明的具體實施方式
范例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這 些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于，包括混合動力汽車的電池管理系統(tǒng)完成高壓回路的絕緣電阻的檢測，并且記錄絕緣電阻值，在條件允許的情況下發(fā)給整車控制器，整車控制器通過停車、上電、行駛、下電的過程中綜合車況的信息來判斷處理信息實現(xiàn)對車輛的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于利用橋式阻抗監(jiān)測方法分別監(jiān)測高壓母線正極對底盤地的絕緣電阻值及高壓母線負(fù)極對底盤地的絕緣電阻值，根據(jù)監(jiān)測的絕緣電阻值判斷絕緣故障回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于當(dāng)測得的絕緣電阻值除以系統(tǒng)標(biāo)稱的工作電壓大于100歐姆/V，就認(rèn)為是安全的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于車輛處在上電過程中時，首先整車控制器在500ms之內(nèi)完成初始化操作，在這個過程中如果電池管理系統(tǒng)報高壓絕緣故障，整車控制器收到這個信號就不會繼續(xù)執(zhí)行上電操作，上電過程結(jié)束；如果初始化沒有故障報出，那么整車控制器會發(fā)命令給電池管理系統(tǒng)閉合主接觸器，開始執(zhí)行上電流程；從初始化到上電結(jié)束的過程，由于車輛有啟動時間要求的限制，且絕緣監(jiān)測周期一般較長，所以上電過程不做高壓回路的絕緣檢測；上電過程中，電池管理系統(tǒng)只做直流母線的絕緣檢測，由整車控制器判斷絕緣電阻值是否超出了規(guī)定范圍，對車輛實施控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于車輛在行進(jìn)過程中，電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)測高壓母線的絕緣電阻值，電池管理系統(tǒng)將每隔IOs做一次絕緣電阻值的檢測，并將測得的絕緣電阻值的判斷結(jié)果通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)給整車控制器，由整車控制器根據(jù)當(dāng)前的車況來綜合處理故障信息，對車輛實施控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于如果測得的絕緣電阻值大于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣狀態(tài)良好；如果檢測到的絕緣電阻值小于250ΚΩ，認(rèn)為此時高壓回路的絕緣老化破損，系統(tǒng)將立即發(fā)出故障報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于，整車控制器收到此報警信號后根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)做出相應(yīng)的處理措施 當(dāng)車輛行駛的速度在25km/h以下時，整車控制器禁止輸出扭矩，發(fā)出下電命令，此時車輛開始執(zhí)行下電流程； 當(dāng)車速在25km/h—60 km/h之間運(yùn)行時，此時整車控制器對動力源實施限功率運(yùn)行，當(dāng)車速降到25km/h以下時，禁止扭矩輸出直至車輛的速度變?yōu)?，此時控制器發(fā)出下電命令，車輛開始執(zhí)行下電流程； 當(dāng)車速在60 km/h以上運(yùn)行時，整車控制器維持原車運(yùn)行狀態(tài)，但發(fā)出強(qiáng)烈的故障報警信息提醒駕駛員減速行駛，當(dāng)車速降到60 km/h以下時開始限功率運(yùn)行，降到25km/h以下時禁止扭矩輸出，到車速為0，同時執(zhí)行下電流程。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于車輛停止并下電過程中，對高壓回路的交流母線做絕緣檢測。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于通過做交流母線的三相短路來實現(xiàn)交流母線的絕緣檢測，絕緣電阻值由電池管理系統(tǒng)記錄，并在下次上電時發(fā)給整車控制器做判斷，對車輛實施控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，其特征在于收到點火關(guān)斷信號后，立即做IGBT的三相短路，然后一定時間內(nèi)完成交流絕緣檢測，此時檢測到的高壓絕緣電阻值存儲在電池管理系統(tǒng)中，下次上電初始化自檢時判斷故障，如果有故障則報出，阻止車輛上電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車的高壓安全預(yù)防控制方法，包括以下步驟結(jié)合車輛的狀態(tài)進(jìn)行檢測及故障處理，一般分為停車，上電，行駛，下電四個過程分別進(jìn)行直流及交流的絕緣監(jiān)測以提高車輛的安全性能。本發(fā)明的有益效果為實時檢測高壓母線的絕緣電阻值來判斷高壓母線絕緣狀態(tài)是否滿足車輛行駛的技術(shù)要求，一旦發(fā)生高壓母線的絕緣電阻值超出規(guī)定范圍，系統(tǒng)會及時報出故障并采取相應(yīng)的措施限制或阻止車輛的正常運(yùn)行。
文檔編號B60L3/00GK102897039SQ20121037485
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者崔海龍, 高史貴 申請人:北京智行鴻遠(yuǎn)汽車技術(shù)有限公司