[發明專利]隔離監視器性能工具和測試隔離監視器的方法

有效

• 申請號: 201410433280.5
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104423377B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 邁克爾.愛德華.洛夫特斯
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 姜長星;王兆賡

公開了一種隔離監視器性能工具和測試隔離監視器的方法。用于測試具有與低電壓電系統隔離的高電壓牽引電池電系統的車輛的隔離監視器的性能的系統和方法包括用于連接到測試中的隔離/泄漏監視器的裝置。所述裝置包括具有由編程微處理器自動控制的相關開關元件的電流泄漏總線、電流泄漏陣列和電流泄漏目的點，以將各個泄漏阻抗引入第二電壓源或接地，并估計測試中的隔離/泄漏監視器的性能。

技術領域

本申請涉及測試與高電壓電系統和低電壓電系統之間的隔離有關的混合動力電動車輛電系統組件的性能。

背景技術

高電壓牽引電池可應用于混合動力電動車輛。具有牽引電池的車輛可包括具有電池電子控制模塊(BECM)的電池管理系統(BMS)，其中，電池電子控制模塊(BECM)監視車輛的高電壓系統和低電壓系統之間的隔離。作為示例，如果由于一組件未能限制其它車輛組件、乘員或服務技術人員暴露在高電壓中而導致高電壓系統和低電壓系統之間的隔離受損，則BECM可提供診斷指示器和/或關閉各種系統或子系統。

在BECM硬件和軟件的開發周期中，盡早估計隔離監視器功能的性能是有益的。然而，只有在樣品牽引電池包或樣品車輛可用時，才能夠實現適當的測試環境，這可能在開發周期中已經太遲，而導致無法避免和修正的顯著成本和延遲。此外，在車輛開發期間中的硬件或軟件改變可能影響隔離監視，并且由于可用資源有限，使得立即驗證和測試可能難以在電池包和車輛級別進行管理。

發明內容

本公開的各種實施例包括用于測試具有與低電壓電系統隔離的高電壓牽引電池電系統的車輛的隔離監視器的性能的系統或方法。所述系統或方法包括用于連接到測試中的隔離/泄漏監視器的裝置。所述裝置包括具有由編程的微處理器自動控制的相關開關元件的電流泄漏總線、電流泄漏陣列和電流泄漏目的點，以將各個泄漏阻抗引入第二電壓源或地，并估計測試中的隔離/泄漏監視器的性能。例如，可通過由第二微處理器(諸如電池電子控制模塊 (BECM))執行的軟件和相關電路來實施隔離/泄漏監視器。編程的微處理器執行測試協議以操作開關來選擇性地將高電壓單元陣列中的單元連接到泄漏總線。泄漏陣列可包括多個開關，用于選擇性地將可變阻抗引入泄漏路徑。在一實施例中，泄漏陣列包括多個并聯的電阻器和電感器。經由微處理器控制激活泄漏陣列中的一個或更多個開關，以選擇期望的實際或復雜阻抗。微處理器還激活目的點開關以完成到第二電壓源或地面(通常是用于分別模擬車輛低電壓系統或底座的12V源或地面)的泄漏路徑。

在各個實施例中，微處理器提供外部通信接口(諸如以太網或控制器區域網絡(CAN)接口)，以允許對系統的外部控制并向外部控制和系統提供狀態和反饋。

根據本公開的隔離監視器估計工具的實施例具有多個相關優點。例如，根據各個實施例的隔離監視器估計工具可集成到現有電池模擬器裝置中，允許在不需要人為接觸潛在高電壓的組件的情況下將可變泄漏引入高電壓系統，并允許將復雜阻抗引入高電壓系統。根據本公開實施例的隔離監視器估計工具的其它優點包括提供對泄漏源、可變的實際或復雜阻抗和可選擇的目的點或接收器(sink)的自動化控制。在沒有牽引電池組或車輛以實現功能測試的開發周期的前期，根據本公開的隔離監視器性能工具的使用提供對電池電子控制模塊和相關電路的隔離監視器測試。此外，各個實施例允許在沿著單元串的任何點自動地引入泄漏。

一種隔離監視器性能工具，包括：至少一個阻抗；至少一個泄漏目的點；多個開關，與所述至少一個阻抗、所述至少一個泄漏目的點和電池單元串的多個端子相關。所述隔離監視器性能工具還包括：至少一個控制器，被編程為操作所述開關以通過選擇的阻抗選擇性地將泄漏目的點連接到選擇的端子以創建泄漏路徑。所述至少一個阻抗可包括電阻器。所述至少一個阻抗可包括電容器。所述至少一個控制器還可被編程為選擇一個泄漏目的點和一個端子。所述至少一個泄漏目的點可包括低電壓源和地。所述至少一個控制器還可被編程為與隔離監視器通信以從隔離監視器接收診斷代碼。所述至少一個控制器還可被編程為應用開關的各種組合，將來自隔離監視器的響應與預期響應進行比較，基于所述響應與所述預期響應輸出隔離監視器測試狀態。