一种基于UDS协议的新能源整车绝缘故障排查系统的制作方法

一种基于uds协议的新能源整车绝缘故障排查系统
技术领域
1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种基于uds协议的新能源整车绝缘故障排查系统。


背景技术：

2.新能源汽车的发展前景广阔，必然会成为未来世界的主要交通出行工具。新能源汽车被广泛认为是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，随着新能源汽车的技术提高，市场普及和快速发展，对其关键零部件的产品性能、可靠性、安全性也提出越来越高的要求。
3.纯电动汽车装配有高能量、高容量、高电压平台的动力电池，为保证驾驶员的安全，要求电池管理系统必须具备绝缘检测功能；但当前绝缘检测主流技术方案只能测量整个高压回路的绝缘电阻值，无法定位到具体零部件。
4.专利201910724898.x公开的一种诊断控制方法、系统，诊断控制方法包括：检测诊断仪插入到待诊断车辆触发的uds信号；当检测到uds信号时，检测诊断仪发送的维修指令；根据维修指令，控制高压继电器断开，并对车辆高压下电状态进行判断；当高压下电状态指示当前待诊断车辆已下高压，则向仪表控制器发送维修指示灯开启信号。通过检测诊断仪的插拔情况和维修指令来判断是否有维修请求，整车先断开高压，确保整车高压下电后再点亮维修指示灯，维修人员只有看到维修指示灯点亮后才允许开始维修操作。该专利维修人员之后需手动排查高压线，寻找故障点，工作量大，存在安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于uds协议的新能源整车绝缘故障排查系统，能够快速锁定故障点，减少维修人员手动拆卸高压线的工作及绝缘故障发生时的应对问题。
6.本发明采用的技术方案是：一种基于uds协议的新能源整车绝缘故障排查系统，包括
7.动力电池系统，两端分别连接动力电池正极接触器和动力电池负极接触器形成高压回路，用于为主驱回路和辅驱回路提供高压电；
8.主驱回路，连接至动力电池正极接触器与动力电池负极接触器之间；
9.辅驱回路，连接至动力电池正极接触器与动力电池负极接触器之间；
10.动力电池管理系统，通过uds协议与诊断仪进行通信，用于在检测到整车高压系统故障后发送绝缘故障排查使能信号至诊断仪，用于在接收到故障排查信号后进行绝缘故障排查；所述绝缘故障排查过程为：分别控制断开高压回路、主驱回路和辅驱回路的接触器，采集绝缘电阻值，根据绝缘电阻值判断绝缘故障点并发送至诊断仪；
11.诊断仪，用于在接收到绝缘故障排查使能信号后，发送故障排查信号至动力电池管理系统；用于在接收到故障点后清除车辆当前的绝缘故障。
12.进一步地，所述绝缘故障排查过程包括以下步骤：
13.步骤一，控制高压回路的动力电池正极接触器和动力电池负极接触器断开，检测第一绝缘电阻值，若第一绝缘电阻小于等于第一阈值，则确定动力电池存在绝缘故障，记录该故障点，进行步骤二；若第一绝缘电阻大于第一阈值，则确定动力电池无绝缘故障，进行步骤二；
14.步骤二：控制高压回路的接触器闭合、主驱回路的接触器闭合、辅驱回路的接触器断开，检测第二绝缘电阻值，若第二绝缘电阻小于等于第二阈值，则确定主驱回路存在绝缘故障，记录该故障点，进行步骤三；若第二绝缘电阻大于第二阈值，则确定主驱回路无绝缘故障，进行步骤三；
15.步骤三：控制高压回路的接触器闭合、主驱回路的接触器断开、辅驱回路的接触器闭合，检测第三绝缘电阻值，若第三绝缘电阻小于等于第三阈值，则确定辅驱回路存在绝缘故障，记录该故障点；若第三绝缘电阻大于第三阈值，则确定辅驱回路无绝缘故障。
16.进一步地，当主驱回路设有多个时，控制依次断开各主驱回路的接触器，分别检测各第二绝缘电阻。
17.进一步地，当辅驱回路设有多个时，控制依次断开各辅驱回路的接触器，分别检测各第三绝缘电阻。
18.进一步地，所述主驱回路设有一个或多个，所述辅驱回路设有一个或多个。
19.进一步地，所述主驱回路包括依次串联的主驱正极接触器、主驱高压设备和主驱负极接触器。
20.进一步地，所述主驱高压设备包括主驱电机。
21.进一步地，所述辅驱回路包括依次串联的辅驱正极接触器、辅驱高压设备和辅驱负极接触器。
22.进一步地，所述辅驱高压设备包括高压转向系统、空调系统、dcdc模块中任意一种或多种。
23.更进一步地，还包括整车控制器，当诊断仪接收到的绝缘故障点位于辅驱回路时，所述整车控制器控制主驱回路的主驱正极接触器和主驱负极接触器闭合，控制车辆低速行驶。
24.本发明的有益效果是：
25.本发明新能源整车绝缘故障排查系统的绝缘故障排查功能由动力电池管理系统实现，通过先后控制各回路接触器状态获取绝缘电阻，并根据先后检测到的绝缘电阻大小，判定是否存在绝缘故障，并锁定绝缘故障发生位置，同时传送故障点至诊断仪和整车控制器。该故障排查系统无需维修人员手动拆卸高压回路电线，通过诊断仪提示结果，即可确定绝缘故障点；当绝缘故障仅存在于辅驱回路时，整车控制器可以控制动力电池及主驱回路工作，可保证车辆低速安全行驶。当新能源整车出现高压回路绝缘故障时，该系统可帮助维修人员快速锁定故障点，减少故障排查时间，降低高压触电风险，并尽可能保证车辆安全运行。
附图说明
26.图1为本发明新能源整车绝缘故障排查系统部分原理图。
27.图2为本发明新能源整车绝缘故障排查系统进行绝缘排查的流程图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
31.应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
32.此外，在构成部件时，尽管没有其明确的描述，但可以理解必然包括一定的误差区域。
33.在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。
34.本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
35.如图1所示，本发明提供一种基于uds协议的新能源整车绝缘故障排查系统，包括整车控制器、动力电池、动力电池管理系统(包含绝缘电阻检测电路)、诊断仪、主驱回路、辅驱回路以及各回路正极、负极接触器，图中部分设备未显示出来。
36.所述动力电池系统为各回路输出高压电，动力电池高压正、负输出端分别串联有动力电池正极接触器和动力电池负极接触器，形成高压回路，动力电池正极接触器与动力电池负极接触器并联有主驱回路和辅驱回路。所述主驱回路可以设置一个或多个，所述辅驱回路可以设置一个或多个。
37.所述主驱回路包括依次串联的主驱正极接触器、主驱高压设备和主驱负极接触
器，主驱高压设备可以为主驱电机。
38.所述辅驱回路包括依次串联的辅驱正极接触器、辅驱高压设备和辅驱负极接触器，辅驱高压设备包括高压转向系统、空调系统、dcdc模块中任意一种或多种。
39.所述诊断仪通过uds统一诊断服务与动力电池管理系统通信。
40.所述uds诊断服务主要包括：读取动力电池管理系统监测到的当前故障码；动态数据读取服务，读取动力电池管理系统数据；故障清除服务；例程服务，进行绝缘故障排查。
41.所述故障读取服务：诊断仪可通过该服务读取车辆当前动力电池管理系统所监测到的所有故障。
42.所述动态数据读取服务：诊断仪可通过该服务读取动力电池电池管理系统的数据。
43.所述例程服务包括；诊断仪可通过该服务请求动力电池管理系统执行绝缘故障排查例程服务。
44.所述故障清除服务：诊断仪可通过该服务清除车辆当前的故障。
45.所述动力电池管理系统功能包括：可实时检测整车高压系统故障，并反馈故障码和故障内容，可反馈动力电池系统数据，可控制高压各回路接触器通断，可控制动力电池工作。
46.所述动力电池管理系统包含绝缘电阻检测电路，可检测动力电池高压总正和总负对地绝缘电阻，当绝缘电阻超过阈值时上报绝缘故障。
47.所述动力电池管理系统功能支持uds协议，支持诊断仪故障码读取、动力电池动态数据读取、绝缘故障排查例程服务、故障清除服务。
48.所述动力电池管理系统监测到绝缘故障后，将根据当前车辆状态综合判断是否允许进行整车绝缘故障排查，如允许，则发送绝缘故障排查使能信号至诊断仪。
49.诊断仪通过基于uds的读取服务，读取动力电池管理系统发送的数据并解析，再判断绝缘故障排查使能信号是否被激活。
50.所述诊断仪的上位机界面包含绝缘故障排查开启按钮，诊断仪读取到动力电池管理系统发送的绝缘诊断排查使能信号后，绝缘故障排查开启按钮方可操作。
51.上述绝缘故障排查开启按钮可操作且被维修人员按下后，诊断仪将发送绝缘故障排查例程服务请求。
52.所述动力电池管理系统接到诊断仪发出的绝缘故障排查服务请求后，将启动绝缘故障排查功能。
53.所述绝缘故障排查方法如图2所示：当检测到绝缘故障时，所述动力电池管理系统判断是否允许进行绝缘故障排查；维修人员利用诊断仪读取车辆当前故障信息和动力电池系统数据，所述数据包括绝缘故障排查使能信号；如果绝缘故障排查信号激活，则维修人员可操作诊断仪界面的绝缘故障排查按钮，请求动力电池管理系统执行绝缘故障排查例程服务。
54.所述动力电池管理系统接到诊断仪发出的绝缘故障排查请求后，将启动绝缘诊断排查例程。
55.所述例程包括：
56.步骤一：清除前期绝缘故障遗留信息；
57.步骤二：诊断仪控制控制动力电池管理系统发出指令断开高压回路所有接触器，并通过uds协议读取所述高压电池管理系统发出的第一绝缘电阻值，如第一绝缘电阻值低于第一阈值，则确定高压电池存在一处绝缘故障，例程将记录该故障点，且继续排查；
58.步骤二：控制高压回路所有接触器闭合；
59.步骤三：控制高压回路的接触器闭合、主驱回路的接触器闭合、辅驱回路的接触器断开，检测第二绝缘电阻值，若第二绝缘电阻小于等于第二阈值，则确定主驱回路存在绝缘故障，记录该故障点，继续排查；若第二绝缘电阻大于第二阈值，则确定主驱回路无绝缘故障，继续排查；当主驱回路设有多个时，控制依次断开各主驱回路的接触器，分别检测各第二绝缘电阻。
60.步骤四：控制高压回路的接触器闭合、主驱回路的接触器断开、辅驱回路的接触器闭合，检测第三绝缘电阻值，若第三绝缘电阻小于等于第三阈值，则确定辅驱回路存在绝缘故障，记录该故障点；若第三绝缘电阻大于第三阈值，则确定辅驱回路无绝缘故障，排查结束。当辅驱回路设有多个时，控制依次断开各辅驱回路的接触器，分别检测各第三绝缘电阻。
61.锁定故障点后，诊断仪将发送故障点至整车控制器，如故障点仅存在于辅驱回路，则整车控制器将可以控制主驱回路上高压，允许车辆低速行驶。
62.需要说明的是动力电池主正接触器、及主驱回路主正接触器处并联有预充接触器，因诊断仪通过发布动力电池主正接触器和主驱回路正极接触器闭合或断开命令时，动力电池管理系统会自动控制对应回路的预充接触器动作，故本方案中未对预充接触器做特意描述。
63.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
64.为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，上文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
65.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
66.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
67.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部
件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
68.本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
69.本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(asic)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
70.上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。