[發明專利]一種純電動汽車高壓配電系統的安全控制方法

有效

• 申請號: 202110617133.3
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113263915B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 黃松;趙寨偉;付翔;石也
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L15/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種純電動汽車高壓配電系統的安全控制方法，其特征在于：本方法包括以下步驟：

S1、高壓互鎖故障和高壓絕緣故障分級策略

按照高壓電氣系統中的電氣部件的關鍵程度，設計雙高壓互鎖回路，其中一路為關鍵互鎖回路，另一路為普通互鎖回路；通過分別對雙高壓互鎖回路的互鎖信號進行一定時間的連續檢測，判斷是否存在高壓互鎖故障；

將高壓互鎖故障分為四個等級，當不存在互鎖故障時為正常；當普通互鎖回路存在故障時為低級；當只有關鍵互鎖回路出現故障時為中級；當普通互鎖回路和關鍵互鎖回路同時存在故障時為高級；

按照高壓系統絕緣檢測電路中動力電池與底盤間絕緣阻值的大小，將高壓絕緣故障分為若干等級；

S2、設計基于模糊控制的故障分級控制策略

將高壓互鎖故障等級和高壓絕緣故障等級作為輸入條件，將車速作為車輛工況的參考指標，功率限制系數作為輸出參數，根據工程經驗制定模糊控制規則，設計模糊控制器；其中，功率限制系數輸出給整車控制器，用于控制整車輸出的功率，以實現車輛安全與性能的協調；所述的模糊控制規則如下：

當高壓互鎖故障和高壓絕緣故障的故障等級高，車速較高，且在下坡的工況下，那么從車輛安全角度出發，此時加大對車輛輸出功率的限制，即功率限制系數較大；

當高壓互鎖故障和高壓絕緣故障的故障等級高，車速較高，在爬坡且路面附著系數較高的工況下，考慮到車輛的安全性和動力性，此時減小車輛的輸出功率限制，保證車輛的動力性和通過能力；

S3、基于電氣元件的高壓預充混合控制策略

建立預充電阻熱量計算模型，進行高壓預充策略優化設計；

所述的S3通過建立預充電阻熱量計算模型，計算一個完整的預充和泄放過程中，預充電阻上累積的熱量Q_R；

根據Q_R和每次預充和余電泄放完成后的散熱時間，在下次預充開始之前，預測下次預充和余電泄放完成后預充電阻的累積熱量，判斷該累積熱量是否超過預充電阻的安全熱量閾值，若超過則進行延時散熱之后再進行預充；

所述的S3具體為：

在下次預充開始之前，預測下次預充和余電泄放完成后預充電阻的累積熱量Q_n；Q_n＝Q_n-1-Q_t(n-1)+Q_R，其中Q_n-1為本次預充和余電泄放完成后預充電阻的累積熱量；n為下次預充為總的第n次預充；Q_t(n-1)為本次余電泄放完成到下次預充開始這段時間內的散熱量，Q_t(n-1)＝kt_(n-1)，k為冷卻速率，t_(n-1)為本次余電泄放完成到下次預充開始這段時間；Q_R為一個完整的預充和泄放過程中，預充電阻上累積的熱量；

若預測累積熱量Q_n小于或等于預充電阻的安全熱量閾值Q_R0時，則允許本次預充；若預測的累積熱量Q_n超過預充電阻的安全熱量閾值Q_R0時，則對本次預充進行延時控制；

Q_n-Q_R0＝kΔt

Δt為需要延時的時間。

2.根據權利要求1所述的安全控制方法，其特征在于：將動力電池、驅動電機、電機控制器和高壓配電箱作為關鍵互鎖回路，將空調壓縮機和車載充電機作為普通互鎖回路。

3.根據權利要求1或2所述的安全控制方法，其特征在于：分別對雙高壓互鎖回路的互鎖信號進行5s的連續檢測。

4.根據權利要求1所述的安全控制方法，其特征在于：將高壓系統絕緣故障分為三個等級，當絕緣阻值大于500Ω/V，則認為高壓系統無絕緣故障；當絕緣阻值介于100～500Ω/V，則認為高壓系統絕緣故障為低級；當絕緣阻值小于100Ω/V，則認為高壓系統絕緣故障為高級。