新能源汽车高压系统电容健康度预测方法、系统及汽车技术方案

本发明专利技术公开的一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法、系统及汽车，首先建立高压系统电容在不同环境温度、不同工作电压条件下对应容量衰减系数模型；然后计算获得固定时间内高压系统电容工作电压平均值及环境温度对应的容量衰减系数，通过迭代计算获得高压系统电容剩余寿命，为确保其剩余寿命估算精度，增加修正算法对其寿命估算误差进行消除；最后通过健康管理系统，将高压系统电容寿命状态进行提示及预警。本发明专利技术能够有效预估电容剩余寿命，避免击穿其薄弱点产生过压、过流带来的元器件短路。器件短路。器件短路。

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车高压系统电容健康度预测方法、系统及汽车


[0001]本专利技术涉及新能源汽车高压系统电容健康度预测
，具体涉及一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法、系统及汽车。

技术介绍

[0002]高压系统电容是新能源汽车重要元器件，具有无极性、绝缘阻抗高、频率响应宽等优点，利用其来降低母线阻抗、抑制高压电源电磁干扰及吸收来自负载的纹波电流，从而有效抑制母线电压因负载突变出现的波动。高压系统电容后期失效是由于长时使用造成耗尽失效，工作电压会造成介质处的金属薄膜逐渐蒸发掉，从而影响其容量值。另一方面，若高压系统电容长期处于较高温度下运行，会加速其热老化；若高压系统电容长期处于较低温度下运行，很可能会在电容内部造成局部放电，从而加快其老化速度。由此可见，工作电压和环境温度是影响高压系统电容寿命的关键因素，高压系统电容失效会引起过压与过流，从而击穿其薄弱点，造成相关控制器部件短路。因此，高压系统电容健康度实时预测对其安全工作至关重要。
[0003]目前针对高压系统电容健康度估算方案主要体现在以下三个方案：方案1利用经验公式(如阿伦尼乌斯方程)对电容寿命进行估算；方案2利用加速试验衰减数据拟合寿命模型；方案3采用优化算法(如粒子群算法)计算电容退化数据的状态估计值，从而获得电容剩余寿命的概率分布。针对方案1，仅仅考虑环境温度对电容寿命影响，而忽略工作电压对寿命影响，造成电容寿命估算模型精度不高；针对方案2，仅仅对各固定环境温度、工作电压下的电容寿命进行测试，并通过容量衰减累加方式获得电容剩余寿命，但对单位时间内衰减容量进行累加会产生累计误差，造成电容寿命估算模型精度有限；针对方案3，该算法会占用大量的CPU资源，使得电机其他控制功能运算与执行速度受限。
[0004]因此，有必要开发一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法、系统及汽车。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法,能有效预估电容剩余容量值，以避免击穿其薄弱点产生过压、过流带来的元器件短路。
[0006]第一方面，本专利技术所述的一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法，包括以下步骤：
[0007]S1：通过加速实验建立不同环境温度、不同工作电压对应的高压系统电容寿命数值模型，并利用该高压系统电容寿命数值模型获得给定环境温度、工作电压条件下的寿命衰减系数；
[0008]S2：根据实时工况采集的环境温度与高压系统电容工作电压，对环境温度与高压系统电容工作电压进行滤波处理，并计算固定时间段内环境温度的平均值和高压系统电容工作电压平均值；
[0009]S3：根据环境温度的平均值和高压系统电容工作电压平均值查表得到固定时间段
内高压系统电容容量值平均衰减系数，并计算出固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数；
[0010]S4：根据固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数计算出高压系统电容剩余容量值；
[0011]S5：通过计算的高压系统电容剩余容量与预设数值进行对比，根据对比结果向驾驶员发送不同程度的健康管理指示及预警。
[0012]可选地，所述S1中：
[0013]在给定环境温度范围与工作电压范围内进行加速寿命实验获得高压系统电容衰减到标称容量85％所需时间，对相应环境温度、工作电压下的寿命时间取倒数计算出该工作条件下高压系统电容容量值的衰减系数。
[0014]可选地，所述S2中，对环境温度与高压系统电容工作电压进行一阶滤波处理，具体为：
[0015][0016]式中：U[k]、U[k
‑
1]分别表示高压系统电容工作电压当前时刻点与前一时刻点的采样数值；T[k]、T[k
‑
1]分别表示环境温度当前时刻点与前一时刻点的采样数值；y[k]、y[k
‑
1]分别表示高压系统电容工作电压当前时刻点与前一时刻点滤波后的计算数值；Y[k]、Y[k
‑
1]分别表示环境温度当前时刻点与前一时刻点滤波后的计算数值；a0、a1、a2、b0、b1、b2均为滤波器系数标定变量。
[0017]可选地，所述S3中，计算固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数，具体为：
[0018][0019]式中：Δt为相邻采样点时间间隔；t
f
为固定时长，相当于Δt的整数倍；λ
avg
为固定时间段内高压系统电容容量平均衰减系数；λ
total
为固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数。
[0020]可选地，所述S4中，根据固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数计算出高压系统电容剩余容量值，具体为：
[0021]C
now
＝C
last
·
(1
‑
λ
total
)
[0022]式中：C
last
为上一固定时间段内计算的高压系统电容剩余容量值；C
now
为当前固定时间段内计算的高压系统电容剩余容量值。
[0023]可选地，所述S5中：
[0024]当高压系统电容剩余容量与标称容量值的百分比小于等于100％且大于等于95％时，健康管理系统提示高压系统电容寿命健康很好；
[0025]当高压系统电容剩余容量与标称容量值的百分比小于95％且大于等于90％时，健康管理系统提示高压系统电容寿命健康较好；
[0026]当高压系统电容剩余容量与标称容量值的百分比小于90％且大于等于85％时，健康管理系统提示高压系统电容寿命健康一般；
[0027]当高压系统电容剩余容量与标称容量值的百分比小于85％时，健康管理系统提示高压系统电容寿命健康终止。
[0028]可选地，判断是否满足修正条件，若满足修正条件，则计算高压系统电容整个放电过程完成后的容量修正值C
ver
，用容量修正值C
ver
替换当前高压系统电容剩余容量值C
now
并存储到EEPROM中作为下一次上电时高压系统电容的初始剩余容量值；
[0029]可选地，所述修正条件为高压系统满足下电请求且母线电压下降到60v以下。
[0030]第二方面，本专利技术所述的一种新能源汽车高压系统电容健康度预测系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本专利技术所述的新能源汽车高压系统电容健康度预测方法的步骤。
[0031]第三方面，本专利技术所述的一种汽车，采用如本专利技术所述的新能源汽车高压系统电容健康度预测系统。
[0032]本专利技术具有以下优点：本专利技术首先建立高压系统电容在不同环境温度、不同工作电压条件下对应容量衰减系数模型；然后计算获得固定时间内高压系统电容工作电压平均值及环境温度对应的容量衰减系数，通过迭代计算获得高压系统电容剩余寿命，为确保其剩余寿命估算精度，增加修正算法对其寿命估算误差进行消除；最后通过健康管理系统，将高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车高压系统电容健康度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过加速实验建立不同环境温度、不同工作电压对应的高压系统电容寿命数值模型，并利用该高压系统电容寿命数值模型获得给定环境温度、工作电压条件下的寿命衰减系数；S2：根据实时工况采集的环境温度与高压系统电容工作电压，对环境温度与高压系统电容工作电压进行滤波处理，并计算固定时间段内环境温度的平均值和高压系统电容工作电压平均值；S3：根据环境温度的平均值和高压系统电容工作电压平均值查表得到固定时间段内高压系统电容容量值平均衰减系数，并计算出固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数；S4：根据固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数计算出高压系统电容剩余容量值；S5：通过计算的高压系统电容剩余容量与预设数值进行对比，根据对比结果向驾驶员发送不同程度的健康管理指示及预警。2.根据权利要求1所述的新能源汽车高压系统电容健康度预测方法，其特征在于：所述S1中：在给定环境温度范围与工作电压范围内进行加速寿命实验获得高压系统电容衰减到标称容量85％所需时间，对相应环境温度、工作电压下的寿命时间取倒数计算出该工作条件下高压系统电容容量值的衰减系数。3.根据权利要求2所述的新能源汽车高压系统电容健康度预测方法，其特征在于：所述S2中，对环境温度与高压系统电容工作电压进行一阶滤波处理，具体为：式中：U[k]、U[k
‑
1]分别表示高压系统电容工作电压当前时刻点与前一时刻点的采样数值；T[k]、T[k
‑
1]分别表示环境温度当前时刻点与前一时刻点的采样数值；y[k]、y[k
‑
1]分别表示高压系统电容工作电压当前时刻点与前一时刻点滤波后的计算数值；Y[k]、Y[k
‑
1]分别表示环境温度当前时刻点与前一时刻点滤波后的计算数值；a0、a1、a2、b0、b1、b2均为滤波器系数标定变量。4.根据权利要求3所述的新能源汽车高压系统电容健康度预测方法，其特征在于：所述S3中，计算固定时间段内高压系统电容容量总衰减系数，具体为：式中：Δt为相邻采样点时间间隔；t
f
为固定时长，相当于Δt的整数倍；λ
avg
为固定时间段内高压系统电容容量平均衰减系数；λ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志远，杜长虹，陈扬，陈健，刘立，王志斌，陈文龙，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：