[發明專利]用于耐噪聲RC響應預測的方法和系統

有效

• 申請號: 202010005312.7
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111391667B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 范悅;R.K.斯蒂爾;A.C.鮑曼;蔣康
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;G01R19/00;G01R31/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;劉茜

本發明涉及用于耐噪聲RC響應預測的方法和系統。一種電氣系統包括電壓母線、測量正母線軌和電氣接地之間的第一電壓以及負母線軌和電氣接地之間的第二電壓的電壓傳感器、偏置電阻器以及控制器。當開關閉合時，該控制器測量該第一和第二電壓的四個或更多個離散電壓樣本。這些樣本被分成第一和第二樣本組，其各自具有三個離散電壓樣本，其中第一組的第二和第三電壓樣本是第二組的第一和第二樣本。在該第一和第二電壓收斂于實際穩態電壓值之前，該控制器使用該樣本組來估計該第一和第二電壓的穩態電壓。當穩態電壓估計相對于限定的穩定性閾值穩定或不穩定時，該控制器執行相應的控制動作。

技術領域

電動動力系統、動力裝置和其他系統通常采用分開的高壓和低壓母線。低壓母線可提供12-15伏的最大電壓電平，而這樣的電壓電平通常稱為輔助電壓。在雙母線電氣系統中術語“高壓”描述遠超過輔助電平的電壓電平，例如，對于電力推進系統為60-300伏或更高。高壓電壓母線被連接到可再充式能量儲存系統（RESS），例如多單元鋰離子或鎳氫電池組以及相關聯的電力電子設備。低壓母線可被連接到適合應用的輔助電池，例如鉛酸電池。在高壓母線上，策略性定位的熔斷器和電氣開關使得能夠在發生電氣故障的情況下實現RESS與高壓母線的快速斷開，其中開關還被命令為在常規關閉操作期間斷開。

背景技術

作為附加的預防措施，可通過插入閾值隔離電阻將高壓母線與電氣接地隔離。在車輛應用中，車輛底盤用作車載電氣系統的電氣接地，并且因此，底盤通常被稱為底盤接地。控制器在做出各種控制決策時可考慮電氣系統的電阻。例如，控制器可被編程為確定電路電阻是否足夠高，以便進行特定操作，例如RESS的DC快速充電。

發明內容

本文公開了一種電氣系統，其包括連接到電壓母線的可再充式能量儲存系統（RESS）。控制器被編程為在估計電壓母線的穩態電壓電平時確定電路的RC響應，并使用該響應來確定估計的穩態電壓相對于穩定性閾值是否足夠穩定。如果穩定，則控制器執行改變電氣系統的邏輯和/或動態狀態的控制動作。如果不夠穩定，則控制器根據所公開的方法收集更多的數據樣本，再次估計穩態電壓，并且隨后進行另一次穩定性確定。因此，電路的RC響應對于得到相應的電路電阻、例如在可能的隔離損失（loss-of-isolation）檢測策略中得到隔離電阻是有用的，其中RC響應還在呈現RC響應的其他應用或系統（例如，熱系統）中是有用的，在該應用或系統中，詳細了解電路電阻是有益的。

本文所公開的控制器經由開關的操作自動地接通偏置電阻器，這樣做是響應于觸發信號，并且隨后，以校準的采樣間隔周期性地測量母線軌電壓（bus?rail?voltage），即電壓母線的正軌與電氣接地之間的第一電壓，以及電壓母線的負軌與電氣接地之間的第二電壓。

在接通偏置電阻器之后，控制器收集第一和第二電壓的樣本集。使用采樣的電壓，控制器假設電路中的RC響應來估計穩態電壓。以這種方式，一旦估計足夠穩定，控制器就使用估計的穩態電壓來更快地確定諸如電路的電阻之類的信息，而不是等待母線軌電壓完全穩定在其相應的實際穩態電壓處。如本領域普通技術人員將理解的，在某些電氣系統中，等待母線軌電壓達到其相應的實際穩態值可能需要20-30秒或更長的總經過時間。這樣的持續時間可能會過度延遲受控過程的開始，其中DC快速充電過程是這樣的過程的一個示例。

本方法旨在對于信號噪聲高度魯棒，并且因此，可有利地用在嘈雜的環境中。控制器可通過運行本方法的多次附加迭代來考慮信號噪聲，其中每次迭代都可能以校準的倍數來擴展采樣間隔，并且還可能重用一些早前的電壓樣本，這又將后續迭代的所需時間最小化。對于每次后續迭代，控制器使用在時間上更分散的不同樣本三元組（或更多樣本）。通過確定成熟度（maturation）閾值和/或采樣間隔的偽隨機定時，可進一步增強使用本方法的高效RC響應預測。本策略的期望的最終目標是在觸發事件之后更快地得到估計的穩態電壓，其中示例性有益應用包括改進/早前的電壓隔離檢測以及針對系統噪聲/錯誤讀數的減輕。