一种检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法及系统与流程

1.本发明属于故障检测技术领域，尤其涉及一种检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法及系统。


背景技术：

2.目前：“插入(plug-in)”型电动车辆只依赖于电池供电的电动机来推动车辆。“混和”车辆使用电驱动马达结合汽油或者柴油为燃料的引擎的组合以获得更高的里程数。
3.插入和混和车辆通常使用以大型电池或电池组供电的高压dc驱动器。在这些系统中存在的电压范围可以从100到1000伏或者更高。因此，如果未将高压系统与车辆底盘有效地隔离，则使用这些系统可能造成危险。dc变得危险的阈值电压可能低至55到60伏，并且与高压dc电源接触可能导致严重的伤害。和直流接触易于导致使受害者紧握带电导体的连续肌肉收缩，增大了烧伤或者其他伤害的风险。从高压系统到底盘的电流泄漏(故障)可能由和底盘部件接触的磨损电线以及部件故障导致。盐、尘土和其他碎屑的腐蚀和/或浸蚀可能提供电流路径。因此，识别潜在的危险故障非常重要。
4.一种目前提出的故障检测器利用注入被隔离的地的电容耦合的信号。但是，在电动车辆中的大量寄生和固有电容往往使这些设备对于可靠的使用电容耦合的信号用于故障检测来说“噪声”过高。另一建议的方法是使用惠斯顿电桥。但是，跨过惠斯顿电桥的检测节点的短路可能无法检测。因此，但是现有技术中暂无可以实现在电动车辆和其他应用中使用的高压dc系统的更可靠的故障检测系统。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中暂无可以实现在电动车辆和其他应用中使用的高压dc系统的更可靠的故障检测系统。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法及系统。
7.本发明是这样实现的，一种检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测系统，所述检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测系统包括：
8.电源监测模块、底盘固件信息获取模块、中央控制模块、路径梳理模块、路径电流检测模块、电流信息获取模块、电流信息分析方法、故障定位程序、三维模型构建模块、故障标记模块；
9.电源监测模块，与中央控制模块连接，用于通过设置在电源输出端的电源状态监测器对电源的运行状态进行监测，得到电源故障与否的结论；
10.底盘固件信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过底盘固件信息进行底盘上连接的固件的信息的获取；所述固件的信息包括固件的具体种类、固件的运行状态；
11.中央控制模块，与电源监测模块、底盘固件信息获取模块、路径梳理模块、路径电流检测模块、电流信息获取模块、电流信息分析方法、故障定位程序、三维模型构建模块、故
障标记模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
12.路径梳理模块，与中央控制模块连接，用于通过路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径；
13.路径电流检测模块，与中央控制模块连接，用于通过路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测；
14.电流信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过电流信息获取程序进行检测的电流信息的获取，得到电源与底盘间完整路径的电流信息；
15.电流信息分析方法，与中央控制模块连接，用于通过电流信息分析程序对电源与底盘间完整路径的电流信息进行分析，得到分析结果；
16.故障定位程序，与中央控制模块连接，用于通过故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位；
17.三维模型构建模块，与中央控制模块连接，用于通过三维模型构建程序进行汽车底盘与电源连接路径的三维模型的构建；
18.故障标记模块，与中央控制模块连接，用于通过故障标记程序依据故障定位结果在构建的三维模型上进行故障的标记，完成汽车内部连通路径以及路径故障的系统的构建。
19.本发明的另一目的在于提供一种应用所述检测电源和底盘间的泄漏路径的检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法，所述检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法包括以下步骤：
20.步骤一，通过电源监测模块利用设置在电源输出端的电源状态监测器对电源的运行状态进行监测，得到电源故障与否的结论；通过底盘固件信息获取模块利用底盘固件信息进行底盘上连接的固件的信息的获取；所述固件的信息包括固件的具体种类、固件的运行状态；
21.步骤二，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过路径梳理模块利用路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径；
22.步骤三，通过路径电流检测模块利用路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测；通过电流信息获取模块利用电流信息获取程序进行检测的电流信息的获取，得到电源与底盘间完整路径的电流信息；
23.步骤四，通过电流信息分析方法利用电流信息分析程序对电源与底盘间完整路径的电流信息进行分析，得到分析结果；通过故障定位程序利用故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位；
24.步骤五，通过三维模型构建模块利用三维模型构建程序进行汽车底盘与电源连接路径的三维模型的构建；通过故障标记模块利用故障标记程序依据故障定位结果在构建的三维模型上进行故障的标记，完成汽车内部连通路径以及路径故障的系统的构建；
25.步骤六，通过中央控制模块对故障信息进行确认，并进行修复后，中央控制模块对检测系统进行复位，并将各个检测模块进行初始化设定。
26.进一步，步骤一中，所述电源状态监测器对电源的运行状态进行监测时，对电源故
障与否的检测方法包括：
27.采集电源输出端的电流、电压信号，作为电源运行状态的判断数据源；
28.对采集到的电流信号进行时域、频域统计分析，提取其时域与频域统计特征；
29.对电流信号进行基于经验小波变换与经验模式分解的时频域分析，并提取分解后获得的各分量信号的能量特征；
30.以电流和电压信号为输入，提取电源运行状态判别的多个专用特征参量；
31.将各分量信号的能量特征和多个专用特征参量输入到经过训练的支持向量机分类模型中，获得对当前电源运行状态的判断结果。
32.进一步，所述多个专用特征参量包括：电压与电流信号的幅值放大系数、电压与电流幅频特性曲线的相关系数、电压与电流信号的相位差、电压与电流信号相频特性曲线的相关系数以及功率因数。
33.进一步，步骤二中，所述通过路径梳理模块利用路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径，包括：
34.(1)对电源输出线进行整理；
35.(2)对电源输出线的连接端进行检测，查看是否是底盘上的固件；
36.(3)若电源输出线的连接端连接底盘上的固件，则确定所述电源输出线为电源与底盘间的路径，并定义为路径1、路径2......路径n；
37.(4)若电源输出线的连接端未连接底盘上的固件，则找寻另一根电源输出线，直至完成全部电源输出线的探索。
38.进一步，所述n为自然数。
39.进一步，步骤三中，所述电流检测器包括：电流信号端口、第一传感装置和第二传感装置，以及控制器、信号处理器。
40.进一步，所述第一传感装置为霍尔电流传感器，所述第二传感装置为分流电阻。
41.进一步，步骤三中，所述通过路径电流检测模块利用路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测，包括：
42.1)第一传感装置检测流过所述电流信号端口的电流并得到第一电流检测信号；
43.2)第二传感装置用于检测流过第一传感装置的电流并得到第二电流检测信号；
44.3)将所述第一电流检测信号发送给信号处理器，所述信号处理器对所述第一电流检测信号进行处理；
45.4)将所述第二电流检测信号发送给控制器，所述控制器接收所述第二电流检测信号；
46.5)将所述第一电流检测信号发送给控制器，所述控制器接收所述第一电流检测信号，并将所述第一电流检测信号和所述第二电流检测信号进行比较得到最终检测信号。
47.进一步，步骤四中，所述通过故障定位程序利用故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位，包括：
48.步骤ⅰ，将任意时刻的正序电流减去所述时刻六个周波前的正序电流，得到线路的正序电流故障分量；
49.步骤ⅱ，构造待定位路径两侧正序电流故障分量的矢量和的模值与矢量差的模值
的比值，作为线路的故障判断量，给出计算式；
50.步骤ⅲ，由计算式进行故障的推断。
51.进一步，所述计算式依据故障判断量进行获取。
52.进一步，所述由计算式进行故障的推断，包括：对于正常线路，所求得的故障点位置大于1；对于故障线路，所求得的数值∈[0,1]，此时引入故障点位置作为判断故障的附加判据。
[0053]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过底盘固件信息获取模块进行底盘固件信息的获取，得到设定在底盘上的连接电源的固件的信息，进而实现对连通线路的获取；通过路径梳理模块进行路径的梳理，并通过路径电流检测模块进行连通线路的电流信息的获取，实现对该连通路线的故障与否的判断，以及实现进行故障位置的定位；通过三维模型构建程序以及故障标记程序进行整个涉电固件的路径的构建和故障的标记，进行故障的检测更方便。
附图说明
[0054]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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这些附图获得其他的附图。
[0055]
图1是本发明实施例提供的检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测系统结构框图；
[0056]
图中：1、电源监测模块；2、底盘固件信息获取模块；3、中央控制模块；4、路径梳理模块；5、路径电流检测模块；6、电流信息获取模块；7、电流信息分析方法；8、故障定位程序；9、三维模型构建模块；10、故障标记模块。
[0057]
图2是本发明实施例提供的检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法流程图。
[0058]
图3是本发明实施例提供的通过路径梳理模块利用路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径流程图。
[0059]
图4是本发明实施例提供的通过路径电流检测模块利用路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测流程图。
[0060]
图5是本发明实施例提供的通过故障定位程序利用故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位流程图。
[0061]
图6是本发明实施例提供的电源状态监测器对电源的运行状态进行监测时，对电源故障与否的检测方法流程图。
具体实施方式
[0062]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0063]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0064]
如图1所示，本发明实施例提供的检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测系统包括：
[0065]
电源监测模块1、底盘固件信息获取模块2、中央控制模块3、路径梳理模块4、路径电流检测模块5、电流信息获取模块6、电流信息分析方法7、故障定位程序8、三维模型构建模块9、故障标记模块10；
[0066]
电源监测模块1，与中央控制模块3连接，用于通过设置在电源输出端的电源状态监测器对电源的运行状态进行监测，得到电源故障与否的结论；
[0067]
底盘固件信息获取模块2，与中央控制模块3连接，用于通过底盘固件信息进行底盘上连接的固件的信息的获取；所述固件的信息包括固件的具体种类、固件的运行状态；
[0068]
中央控制模块3，与电源监测模块1、底盘固件信息获取模块2、路径梳理模块4、路径电流检测模块5、电流信息获取模块6、电流信息分析方法7、故障定位程序8、三维模型构建模块9、故障标记模块10连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
[0069]
路径梳理模块4，与中央控制模块3连接，用于通过路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径；
[0070]
路径电流检测模块5，与中央控制模块3连接，用于通过路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测；
[0071]
电流信息获取模块6，与中央控制模块3连接，用于通过电流信息获取程序进行检测的电流信息的获取，得到电源与底盘间完整路径的电流信息；
[0072]
电流信息分析方法7，与中央控制模块3连接，用于通过电流信息分析程序对电源与底盘间完整路径的电流信息进行分析，得到分析结果；
[0073]
故障定位程序8，与中央控制模块3连接，用于通过故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位；
[0074]
三维模型构建模块9，与中央控制模块3连接，用于通过三维模型构建程序进行汽车底盘与电源连接路径的三维模型的构建；
[0075]
故障标记模块10，与中央控制模块3连接，用于通过故障标记程序依据故障定位结果在构建的三维模型上进行故障的标记，完成汽车内部连通路径以及路径故障的系统的构建。
[0076]
如图2所示，本发明实施例提供的检测电源和底盘间的泄漏路径的故障检测方法包括以下步骤：
[0077]
s101，通过电源监测模块利用设置在电源输出端的电源状态监测器对电源的运行状态进行监测，得到电源故障与否的结论；通过底盘固件信息获取模块利用底盘固件信息进行底盘上连接的固件的信息的获取；所述固件的信息包括固件的具体种类、固件的运行状态。
[0078]
s102，通过中央控制模块利用主控机控制各个模块正常运行；通过路径梳理模块利用路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径。
[0079]
s103，通过路径电流检测模块利用路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测；通过电流信息获取模
块利用电流信息获取程序进行检测的电流信息的获取，得到电源与底盘间完整路径的电流信息。
[0080]
s104，通过电流信息分析方法利用电流信息分析程序对电源与底盘间完整路径的电流信息进行分析，得到分析结果；通过故障定位程序利用故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位。
[0081]
s105，通过三维模型构建模块利用三维模型构建程序进行汽车底盘与电源连接路径的三维模型的构建；通过故障标记模块利用故障标记程序依据故障定位结果在构建的三维模型上进行故障的标记，完成汽车内部连通路径以及路径故障的系统的构建。
[0082]
s106，通过中央控制模块对故障信息进行确认，并进行修复后，中央控制模块对检测系统进行复位，并将各个检测模块进行初始化设定。
[0083]
如图3所示，步骤s102中，本发明实施例提供的通过路径梳理模块利用路径梳理程序进行电源至底盘上各固件的路径的梳理，得到电源与底盘间完整路径，包括：
[0084]
s201，对电源输出线进行整理；
[0085]
s202，对电源输出线的连接端进行检测，查看是否是底盘上的固件；
[0086]
s203，若电源输出线的连接端连接底盘上的固件，则确定所述电源输出线为电源与底盘间的路径，并定义为路径1、路径2......路径n；
[0087]
s204，若电源输出线的连接端未连接底盘上的固件，则找寻另一根电源输出线，直至完成全部电源输出线的探索。
[0088]
本发明实施例提供的n为自然数。
[0089]
步骤s103中，本发明实施例提供的电流检测器包括：电流信号端口、第一传感装置和第二传感装置，以及控制器、信号处理器。
[0090]
本发明实施例提供的第一传感装置为霍尔电流传感器，所述第二传感装置为分流电阻。
[0091]
如图4所示，步骤s103中，本发明实施例提供的通过路径电流检测模块利用路径电流检测程序对设置在电源与底盘间完整路径上的电流检测器进行电源与底盘间完整路径的流经电流的检测，包括：
[0092]
s301，第一传感装置检测流过所述电流信号端口的电流并得到第一电流检测信号；
[0093]
s302，第二传感装置用于检测流过第一传感装置的电流并得到第二电流检测信号；
[0094]
s303，将所述第一电流检测信号发送给信号处理器，所述信号处理器对所述第一电流检测信号进行处理；
[0095]
s304，将所述第二电流检测信号发送给控制器，所述控制器接收所述第二电流检测信号；
[0096]
s305，将所述第一电流检测信号发送给控制器，所述控制器接收所述第一电流检测信号，并将所述第一电流检测信号和所述第二电流检测信号进行比较得到最终检测信号。
[0097]
如图5所示，步骤s104中，本发明实施例提供的通过故障定位程序利用故障定位程序依据分析结果进行路径上的故障的定位，包括：
[0098]
s401，将任意时刻的正序电流减去所述时刻六个周波前的正序电流，得到线路的正序电流故障分量；
[0099]
s402，构造待定位路径两侧正序电流故障分量的矢量和的模值与矢量差的模值的比值，作为线路的故障判断量，给出计算式；
[0100]
s403，由计算式进行故障的推断。
[0101]
本发明实施例提供的计算式依据故障判断量进行获取。
[0102]
本发明实施例提供的由计算式进行故障的推断，包括：对于正常线路，所求得的故障点位置大于1；对于故障线路，所求得的数值∈[0,1]，此时引入故障点位置作为判断故障的附加判据。
[0103]
如图6所示，本发明实施例中的步骤s101中，所述电源状态监测器对电源的运行状态进行监测时，对电源故障与否的检测方法包括：
[0104]
s501，采集电源输出端的电流、电压信号，作为电源运行状态的判断数据源；
[0105]
s502，对采集到的电流信号进行时域、频域统计分析，提取其时域与频域统计特征；
[0106]
s503，对电流信号进行基于经验小波变换与经验模式分解的时频域分析，并提取分解后获得的各分量信号的能量特征；
[0107]
s504，以电流和电压信号为输入，提取电源运行状态判别的多个专用特征参量；
[0108]
s505，将各分量信号的能量特征和多个专用特征参量输入到经过训练的支持向量机分类模型中，获得对当前电源运行状态的判断结果。
[0109]
本发明实施例中的多个专用特征参量包括：电压与电流信号的幅值放大系数、电压与电流幅频特性曲线的相关系数、电压与电流信号的相位差、电压与电流信号相频特性曲线的相关系数以及功率因数。
[0110]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。