电气化车辆传动系监测系统技术方案

一种用于车辆的控制系统包括控制器。所述控制器被配置成基于高电压电缆与底盘之间的电势连续超过幅度阈值达至少预限定的持续时间而打开牵引电池接触器。所述控制器还被配置成基于在各时间段里从所述电势获得的数据而选择性地打开接触器，所述时间段各自由所述电势超过并且然后下降到所述幅度阈值以下的时间限定，不超过所述预限定的持续时间。

Monitoring System for Drive System of Electrified Vehicle

A control system for a vehicle includes a controller. The controller is configured to open the traction battery contactor based on the continuous duration of the potential between the high voltage cable and the chassis exceeding the amplitude threshold to at least a predetermined limit. The controller is also configured to selectively open the contactor based on data obtained from the potential in each time period, which is defined by the time when the potential exceeds and then falls below the amplitude threshold, and does not exceed the predetermined duration.

【技术实现步骤摘要】
电气化车辆传动系监测系统
本申请总体上涉及用于电气化车辆动力传动系统的监测系统，所述监测系统具有被配置成检测间歇性接地故障的隔离高电压系统。
技术介绍
包括混合动力电动车辆(HEV)和电池电动车辆(BEV)的电气化车辆(EV)依赖牵引电池向用于推进的牵引马达提供电力，并且依赖在它们之间的功率逆变器将直流(DC)电力转换为交流(AC)电力。典型的AC牵引马达是三相马达，所述三相马达可以由3个正弦信号供电，每一信号以120度相分离进行驱动。牵引电池被配置成在特定电压范围内操作并提供电流。然而，通过在不同的电压范围内操作，通常在大于牵引电池端子电压的电压下，可以实现电机性能的改善。同样地，驱动车辆电机的电流要求通常被称为高电流。牵引电池可以替代地被称为高电压电池，并且电驱动器的部件(例如，牵引电机、逆变器、转换器、电池、变换器等)被称为高电压电气系统或高电压动力传动系统。与该高电压电气系统一起的是低电压电气系统，所述低电压电气系统通常在12V标称电压下操作。低电压电气系统为诸如无线电、导航系统、车辆控制器等许多车辆系统提供动力。低电压电气系统通常使用导体用于正低电压，并且车辆底盘用于承载负低电压，而高电压电气系统具有用于承载正高电压和负高电压二者的专用导体。
技术实现思路
一种用于车辆的控制系统包括控制器。所述控制器被配置成基于高电压电缆与底盘之间的电势连续超过幅度阈值达至少预限定的持续时间而打开牵引电池接触器。所述控制器还被配置成基于在各时间段里从所述电势获得的数据而选择性地打开接触器，所述时间段各自由所述电势超过并且然后下降到所述幅度阈值以下的时间限定，不超过所述预限定的持续时间。车辆故障检测方法包括响应于高电压电缆与底盘之间的电势连续超过幅度阈值达至少预限定的持续时间，打开牵引电池接触器。所述方法还包括响应于在各时间段里从电势获得的数据选择性地打开接触器，所述时间段各自由电势超过并且然后下降到幅度阈值以下的时间限定，不超过预限定持续时间。车辆包括接触器和控制器。接触器经由高电压电缆将牵引电池与电机耦接。控制器被配置成响应于车辆被停下和在各时间段里从高电压电缆与底盘之间的检测的电势获得的频域数据选择性地打开接触器，所述时间段各自由电势超过并且然后下降到幅度阈值以下的时间限定，不超过预限定持续时间。附图说明图1是具有间歇性接地/隔离故障检测监测系统的电气化车辆的图解。图2是示出包括可变电压可变频率转换器的典型传动系和能量存储部件的混合动力车辆的图解。图3是间歇性接地/隔离故障检测监测系统的流程图。图4是接地/隔离故障检测系统的示意图。图5是用于接地/隔离故障检测的漏电检测系统的示意图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是实例，并且其他实施例可以采用各种形式和替换形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个来示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实现方式可能会期望与本公开的教示一致的特征的各种组合和修改。电气化车辆通常具有高电压子系统和低电压系统二者。高电压子系统可以包括牵引电池、DC-DC转换器、DC-AC逆变器和电机。低电压系统可以包括：低电压(辅助电池或12伏电池)；发动机起动机；车辆配件，诸如电动座椅、电动车窗、电动车门、电动锁和车窗除霜器；以及车辆控制模块和子系统，包括防抱死制动器、安全气囊、安全系统、自适应转向系统、自适应巡航控制件、散热器风扇、分配器、车载娱乐系统、电信单元、仪表组、车辆显示器和其他低电压部件。在大多数车辆实施方式中，低电压系统不与底盘隔离，因为底盘用作电流的返回路径。这是通过使用诸如绝缘电线和电缆等绝缘体隔离正电压同时用车辆底盘使电池的负极端子短路来实现的。这使用底盘作为返回路径，从而减少所有负电压对绝缘电线和电缆的需求。然而，在大多数混合动力或电动车辆实现方式中，高电压系统是电气隔离的，因为未使用底盘使负电压和正电压均短路。高电压系统被配置以使得负极端子和正极端子二者被隔离，通常使用绝缘负极电缆和绝缘正极电缆二者。为此，高电压子系统被称为相对于底盘(或地面)处于高阻抗或未接地(浮动)。为此，负极或正极电线或电缆的电势可以显著大于或小于车辆底盘或地面。为了防止意外放电，电动/混合动力驱动车辆使用绝缘监测系统或接地故障检测系统来检查和监测高电压(HV)系统的完整性(包括电线、电缆和部件的绝缘)。也称为接地/隔离故障检测系统的绝缘监测系统通常监测通过系统的泄漏电流，并且将泄漏转换为信号(例如，指示由控制器读取的电压的信号)以确定是否存在接地故障。对于坚固的接地故障(即，接地故障是持续性的)，传统的地面/底盘故障检测系统运行良好。然而，在一些应用中，例如受到恶劣环境(即振动/抖动、温度变化、盐/水喷雾、碎片、电缆布线和部件等)影响的车辆，HV电缆、母线绝缘和其他部件可能会损坏，以至于特定的点/区域可能不具有与底盘的牢固/一致接触。与底盘的这种间歇性接触可以使得控制器被配置成将间歇性短路忽略为噪声。在这里，对间歇性接地故障进行存储和分析，以检测与车辆操作匹配的模式。所述模式可以指示传统方法和系统可能无法检测到的故障，并且可以用于在出现任何重大问题之前捕捉潜在故障。分析的实例包括将时域信号转换为频域信号，以使得以一般对应于车辆的速度、车辆速度的谐波、内燃发动机(ICE)的速度、ICE速度的谐波或电机的速度的频率发生的事件可以指示与车辆操作相关联的故障。将时域信号转换为频域信号的一种方式是对时域信号执行傅里叶变换。另一种方法是执行带通滤波或滤波组。另外，系统可以被配置成调整采样时间以对应于相关的频率。图1示出具有被配置成检测间歇性故障的高电压系统的车辆。在这里，控制器被配置成通过在步骤2中接收间歇性接地/底盘故障数据来检测间歇性接地/底盘故障。数据可以是连续信号，诸如由控制器连续接收的幅度信号。控制器可以配置有比较器，以使得如果幅度超过幅度阈值，则生成记录。记录可以包括峰值幅度和脉冲持续时间。如果脉冲持续时间超过脉冲阈值，则系统可以输出接地/底盘故障。基于地面/底盘故障，可以使高电压开关脱离，从而使牵引电池与其他高电压部件断开。然而，如果脉冲小于脉冲持续时间，则在步骤4中由控制器存储特性。所述特性包括车辆的速度、内燃发动机(ICE)的速度、电机的速度、故障信号的幅度、故障信号的波形、故障信号的积分和车辆的运行模式。在步骤6中由控制器分析存储在框4中的特性。控制器可以基于所述特性而确定车辆速度、ICE的速度、故障信号或车辆运动的响应(例如，频率响应或谐波)。这包括将特性(例如，故障特征)与如框10中所示出的预确定模式进行比较。车辆运动频率响应是沿着车行道行驶的车辆的频率响应。例如，车辆运动频率响应可以是由于轮胎不平衡、车行道中的周期性驼峰或坑洼等引起的。车辆运动频率响应可以基于来自诸如电子稳定性控制模块或主动悬架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的控制系统，所述控制系统包括：控制器，所述控制器被配置成基于高电压电缆与底盘之间的电势连续超过幅度阈值达至少预限定的持续时间而打开牵引电池接触器，并且基于在各时间段里从所述电势获得的数据而选择性地打开所述接触器，所述时间段各自由所述电势超过并且然后下降到所述幅度阈值以下的时间限定，不超过所述预限定的持续时间。

【技术特征摘要】
2017.10.13 US 15/783,7361.一种用于车辆的控制系统，所述控制系统包括：控制器，所述控制器被配置成基于高电压电缆与底盘之间的电势连续超过幅度阈值达至少预限定的持续时间而打开牵引电池接触器，并且基于在各时间段里从所述电势获得的数据而选择性地打开所述接触器，所述时间段各自由所述电势超过并且然后下降到所述幅度阈值以下的时间限定，不超过所述预限定的持续时间。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置成基于所述数据而选择性地输出故障指示。3.如权利要求2所述的系统，其中所述指示识别所述车辆上与所述故障相关联的位置。4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置成基于车辆速度选择性地打开所述接触器。5.如权利要求1所述的系统，其中所述幅度阈值基于车辆速度或电机旋转速度。6.如权利要求1所述的系统，其中所述预限定的持续时间基于电机旋转速度。7.如权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱乐伟，杜安·M·格赖德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US