CN111257640A - 一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置，通过采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。也就是说，当车辆处于纯电动模式时，通过采集的第一参数即可计算当前车身电位；当车辆处于混动模式时，通过采集的第一参数和第二参数即可计算当前车身电位，即该绝缘监测方法可以全方位的对燃料电池***车辆进行绝缘监测，以提高车辆的绝缘监测准确率。

Description

一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置

技术领域

本发明涉及整车技术领域，更具体地说，涉及一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置。

背景技术

燃料电池汽车在纯电动汽车平台上增加了一套发电动力***，主要包括燃料电池电堆、燃料电池输出DC/DC、动力电池、高压线束、驱动电机以及大功率变换器等设备。

其中，这些设备在耐久、老化和其它高温高湿等情况下，其导电部分与车身及底盘之间的绝缘性能将会下降。当绝缘性能下降到一定程度时，会导致人员触电及车辆功能丧失等问题。

但是，目前的绝缘监测方法只考虑到部分因素，无法全方位的对燃料电池***车辆进行绝缘监测，导致车辆的绝缘监测准确率较低。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置，技术方案如下：

一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法，所述绝缘监测方法包括：

采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；

当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

优选的，在上述绝缘监测方法中，所述第一参数包括：

所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

优选的，在上述绝缘监测方法中，所述第二参数包括：

所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

优选的，在上述绝缘监测方法中，所述绝缘监测方法还包括：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

一种燃料电池***车辆的绝缘监测装置，所述绝缘监测装置包括：

采集模块，用于采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

计算模块，用于依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

优选的，在上述绝缘监测装置中，所述第一参数包括：

所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

优选的，在上述绝缘监测装置中，所述第二参数包括：

所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

优选的，在上述绝缘监测装置中，所述采集模块具体用于：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供的绝缘监测方法通过采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

也就是说，当车辆处于纯电动模式时，通过采集的第一参数即可计算当前车身电位；当车辆处于混动模式时，通过采集的第一参数和第二参数即可计算当前车身电位，即该绝缘监测方法可以全方位的对燃料电池***车辆进行绝缘监测，以提高车辆的绝缘监测准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆***的冷却示意图；

图4为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的绝缘监测方法适用于装载有燃料电池***或者两套动力电源或两种及以上高电压电气平台应用的新能源车辆。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法的流程示意图。

所述绝缘监测方法包括：

S101：采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

S102：依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；

S103：当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

在该实施例中，当车辆处于纯电动模式时，通过采集的第一参数即可计算当前车身电位；当车辆处于混动模式时，通过采集的第一参数和第二参数即可计算当前车身电位，即该绝缘监测方法可以全方位的对燃料电池***车辆进行绝缘监测，以提高车辆的绝缘监测准确率。

参考图2，图2为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法的连接示意图。

其中，主要包括：电堆、升压DC/DC模块和动力电池等设备。

可选的，所述第一参数包括：所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

在该实施例中，当车辆处于纯电动模式时，通过采集的第一参数即可计算当前车身电位，即：

其中，V_car表示车身电位；

V_BATT.表示动力电池的输出电压；

R_P表示动力电池的正极的对地电阻；

R_N表示动力电池的负极的对地电阻。

也就是说，其绝缘监测主要应用于升压DC/DC模块至动力电池一端的绝缘监测。

可选的，所述第二参数包括：所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

在该实施例中，当车辆处于混动模式时，即燃料电池电堆和动力电池同时工作时，通过采集的第一参数和第二参数即可计算当前车身电位，即：

其中：R_N'＝R_N//R_N-F

V_FCS表示燃料电池电堆的输出电压；

R_P-F表示燃料电池电堆的正极的对地电阻；

R_N-F表示燃料电池电堆的负极的对地电阻。

也就是说，其绝缘监测既应用于升压DC/DC模块至动力电池一端的绝缘监测，还应用于升压DC/DC模块至电堆一端的绝缘监测。

参考图3，图3为本发明实施例提供的一种燃料电池电堆***的冷却示意图。

具体的，燃料电池***又同时受到燃料电池***内部电气绝缘和冷却路绝缘的影响。

其中，冷却路绝缘因素主要受冷却管路长度、管径和电导率等因素的影响，如图3所示，

R_FCS表示第一冷却路等效绝缘电阻；

R'_FCS表示第二冷却路等效绝缘电阻；

μ_water冷却路电导率。

由于散热器Radiator会接地以及在运行过程中其温度的变化也会导致电导率的改变，进而影响电堆的工作状态，一些情况下会导致电堆的R_P-F和R_N-F远远小于R_P和R_N。

进而可得：

由此可知，当电堆的R_P-F和R_N-F远远小于R_P和R_N时，电堆输出对车身的绝缘监测更能反馈整车实际绝缘电阻值。

进一步的，基于本发明上述实施例，所述绝缘监测方法还包括：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

在该实施例中，在对整车进行绝缘监测时，当燃料电池电堆的输出电压存在较大波动时，放弃当前绝缘检测值，并立即重新监测。

需要说明的是，当采用脉冲注入法或非平衡桥法进行绝缘检测时，使能脉冲信号注入前，通过CAN信号发送状态到燃料电池***控制器FCU，FCU通过控制燃料电池电堆输出状态，以保证在工况稳定的前提下完成绝缘检测过程。

并且，燃料电池汽车，在完成高压平台上电后，先行完成几次绝缘监测，再闭合燃料电池电堆输出继电器至电堆输出电压稳定后再进行监测，以保证绝缘电阻阻值监测模块处于稳定状态，避免受到启动瞬间电位变化的影响。

基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种燃料电池***车辆的绝缘监测装置，参考图4，图4为本发明实施例提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测装置的结构示意图。

所述绝缘监测装置包括：

采集模块11，用于采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

计算模块12，用于依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

可选的，所述第一参数包括：

所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

所述第二参数包括：

所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

进一步的，基于本发明上述实施例，所述采集模块11具体用于：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

需要说明的是，本发明提供的绝缘监测装置和上述实施例提供的绝缘监测方法的原理相同，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池***车辆的绝缘监测方法，其特征在于，所述绝缘监测方法包括：

采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；

当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

2.根据权利要求1所述的绝缘监测方法，其特征在于，所述第一参数包括：

所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

3.根据权利要求1所述的绝缘监测方法，其特征在于，所述第二参数包括：

所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

4.根据权利要求3所述的绝缘监测方法，其特征在于，所述绝缘监测方法还包括：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

5.一种燃料电池***车辆的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测装置包括：

采集模块，用于采集动力电池的第一参数，以及燃料电池电堆的第二参数；

计算模块，用于依据所述第一参数和/或所述第二参数，计算当前车身电位；当所述当前车身电位不大于目标车身电位时，所述燃料电池***车辆处于稳定绝缘状态。

6.根据权利要求5所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述第一参数包括：

所述动力电池的正极的对地电阻、所述动力电池的负极的对地电阻以及所述动力电池的输出电压。

7.根据权利要求5所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述第二参数包括：

所述燃料电池电堆的正极的对地电阻、所述燃料电池电堆的负极的对地电阻以及所述燃料电池电堆的输出电压。

8.根据权利要求7所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述采集模块具体用于：

当采集到所述燃料电池电堆的输出电压存在大范围波动时，则放弃当前采集的燃料电池电堆的输出电压，重新采取。

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