CN112231910A - 一种高压直流接触器的寿命判定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压直流接触器的寿命判定系统及方法，涉及电池安全技术领域，包括：一数据采集单元，用以采集高压直流接触器的状态参数；一数据处理单元，连接数据采集单元，用以根据状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到高压直流接触器的寿命判定结果。有益效果是通过多方面考量状态参数，并构建相应的寿命预测模型进行寿命预测，能够在高压直流接触器失效前，准确判断出高压直流接触器的健康状态，防止由于接触器失效引发的安全问题，提升车辆的安全性能；通过对寿命预测模型进行不断更新修正，提升预测准确性；在车辆上电过程中进行高压直流接触器的失效判定，增加判断的准确性。

Description

一种高压直流接触器的寿命判定系统及方法

技术领域

本发明涉及电池安全技术领域，尤其涉及一种高压直流接触器的寿命判定系统及方法。

背景技术

高压安全是电动汽车安全的关键，随着我国电动汽车保有量的逐年增加，所暴露出来的安全问题也逐步引起人们的重视。国家相关部门也出台了重要文件来表明新能源汽车全产业链、全生命周期的安全问题的重要性，着力保障其安全工作。

直流接触器作为电动汽车直流高压系统的重要电子元件，对保护整车的电气安全起着至关重要的作用。随着电动汽车全生命周期内的持续运行，高压部件或连接节点都会有不同程度的性能下降，无法保证全生命周期内的运行安全。在某种触发条件下，有可能造成安全隐患。目前的电池管理系统在控制方面仅仅是对整车控制器的控制命令进行判断和作出相应的控制，而没有对直流接触器的寿命状态进行监控。这样会导致整车系统无法了解直流接触器的工作状态情況，不能对直流接触器寿命终止进行预判断，也不能及时提醒用户注意更换新的直流接触器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高压直流接触器的寿命判定系统，应用于车辆的高压回路，所述高压回路中设有至少一高压直流接触器，包括：

一数据采集单元，用以采集所述高压直流接触器的状态参数；

一数据处理单元，连接所述数据采集单元，用以根据所述状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到所述高压直流接触器的寿命判定结果。

优选的，所述数据处理单元包括：

一模型存储模块，用以保存所述状态参数对应的所述寿命预测模型；

一寿命预测模块，连接所述模型存储模块，用以根据所述状态参数调用对应的所述寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

一结果输出模块，连接所述寿命预测模块，用以在所述寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示所述高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

优选的，预先于所述高压回路中设置至少一电压采集点；

则所述数据处理单元还包括：

一电压采集模块，用以在所述车辆的上电过程中采集所述电压采集点的实时电压；

一失效判定模块，连接所述电压采集模块，用以根据所述实时电压对所述高压直流接触器进行失效判定，并在所述实时电压符合一预设电压标准时输出一有效信号，以及在所述实时电压不符合所述预设电压标准时输出一无效信号；

所述结果输出模块根据所述无效信号输出表示所述高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；

所述寿命预测模块在所述车辆的所述上电过程完成后根据所述有效信号进行寿命预测。

优选的，所述数据处理单元还包括一数据上报模块，连接所述结果输出模块，所述数据上报模块包括：

一第一上报子模块，用以根据所述第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报；

一第二上报子模块，用以根据所述第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

优选的，所述数据处理单元还包括一模型更新模块，连接所述模型存储模块，用以在所述高压直流接触器每动作一预定次数时对所述寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

优选的，所述模型更新模块包括：

一记录子模块，用以记录所述高压直流接触器的动作次数以及采集得到的所述高压直流接触器每次动作时的所述状态参数；

一更新子模块，连接所述记录子模块，用以在所述动作次数达到所述预定次数时，根据所述动作次数及所述状态参数对所述寿命预测模型进行更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

优选的，所述寿命预测模型为以所述高压直流接触器的所述动作次数为回归变量，以对应的所述状态参数为因变量的线性回归模型。

优选的，所述高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

所述状态参数包括所述线圈的线圈时间常数、所述动触头和所述静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示所述线圈通电至所述动触头和所述静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示所述动触头与所述静触头接触瞬间至所述高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

优选的，预先于所述高压直流接触器的所述线圈中串接一采样电阻；

则所述数据采集单元包括：

一第一采集模块，用以通过采集所述采样电阻的两端电压以及流经所述采样电阻的一第一电流获取所述线圈时间常数、所述吸合时间和所述超程时间；和/或

一第二采集模块，用以通过采集所述高压直流接触器闭合时所述接触部位的两端电压以及流经所述接触部位的一第二电流获取所述触头接触电阻。

本申请还提供一种电池管理系统，包括上述的高压直流接触器的寿命判定系统。

本申请还提供一种车辆，包括上述的高压直流接触器的寿命判定系统。

本申请还提供一种车辆，包括上述的电池管理系统。

本申请还提供一种高压直流接触器的寿命判定方法，应用于车辆的高压回路，所述高压回路中设有至少一高压直流接触器，包括：

步骤S1、采集所述高压直流接触器的状态参数；

步骤S2、根据所述状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到所述高压直流接触器的寿命判定结果。

优选的，提供一模型存储模块，用以保存所述状态参数对应的所述寿命预测模型；

则所述步骤S2包括：

步骤S21、根据所述状态参数调用对应的所述寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

步骤S22、在所述寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示所述高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

优选的，预先于所述高压回路中设置至少一电压采集点；

则所述步骤S2中，还包括一高压直流接触器失效判定过程，包括：

步骤A1、在所述车辆的上电过程中采集所述电压采集点的实时电压；

步骤A2、根据所述实时电压对所述高压直流接触器进行失效判定，并判断实时电压是否符合一预设电压标准：

若是，则转向所述步骤S21；

若否，则输出表示所述高压直流接触器失效的第二寿命判定结果，随后退出。

优选的，执行所述步骤S2之后，还包括一数据上报过程，包括：根据所述第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报，以及根据所述第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

优选的，还包括一模型更新过程，包括：

在所述高压直流接触器每动作一预定次数时对所述寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

优选的，所述模型更新过程包括：

步骤B1、记录所述高压直流接触器的动作次数以及采集得到的所述高压直流接触器每次动作时的所述状态参数；

步骤B2、在所述动作次数达到所述预定次数时，根据所述动作次数及所述状态参数对所述寿命预测模型进行更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

优选的，所述寿命预测模型为以所述高压直流接触器的所述动作次数为回归变量，以对应的所述状态参数为因变量的线性回归模型。

优选的，所述高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

所述状态参数包括所述线圈的线圈时间常数、所述动触头和所述静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示所述线圈通电至所述动触头和所述静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示所述动触头与所述静触头接触瞬间至所述高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

优选的，预先于所述高压直流接触器的所述线圈中串接一采样电阻；

则所述步骤S1包括：

通过采集所述采样电阻两端电压以及流经所述采样电阻的一第一电流获取所述线圈时间常数、所述吸合时间和所述超程时间；和/或

通过采集所述高压直流接触器闭合时所述接触部位的两端电压以及流经所述接触部位的一第二电流获取所述触头接触电阻。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)通过线圈时间常数、触头接触电阻、吸合时间以及超程时间等多方面考量，并构建相应的寿命预测模型进行寿命预测，能够在高压直流接触器失效前，准确判断出高压直流接触器的健康状态，并在必要时向使用者发出提示，防止由于接触器失效引发的安全问题，提升车辆的安全性能；

2)通过对寿命预测模型进行不断更新修正，使得能够更精准预测高压直流接触器真实使用情况和寿命；

3)在车辆上电过程中进行高压直流接触器的失效判定，增加判断的准确性。

附图说明

图1为本申请的较佳的实施方式中，一种高压直流接触器的寿命判定系统的结构示意图；

图2为本申请的较佳的实施方式中，结果输出模块的结构示意图；

图3为本申请的较佳的实施方式中，车辆高压回路的电路原理图；

图4为本申请的较佳的实施方式中，失效判定模块的结构示意图；

图5为本申请的较佳的实施方式中，低压采集模块的结构示意图；

图6为本申请的较佳的实施方式中，高压采集模块的结构示意图；

图7为本申请的较佳的实施方式中，一种高压直流接触器的寿命判定方法的流程示意图；

图8为本申请的较佳的实施方式中，寿命预测过程的示意图；

图9为本申请的较佳的实施方式中，高压直流接触器失效判定过程的示意图；

图10为本申请的较佳的实施方式中，模型更新过程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本申请并不限定于该实施方式，只要符合本申请的主旨，则其他实施方式也可以属于本申请的范畴。

本申请的主旨是在对高压直流接触器进行安全寿命监测，使得能够在高压直流接触器失效前，准确判断出高压直流接触器的健康状态，并在必要时向使用者发出提醒，防止由于接触器失效引发的安全问题，以下提供的具体技术手段均为实现本申请主旨的举例说明，可以理解的是，在不冲突的情况下，以下所举的实施例，及实施例中的技术特征均可相互组合。并且，不应当以用于说明本申请可行性的实施例来限定本申请的保护范围。

本申请的优选的实施方式中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种高压直流接触器的寿命判定系统，应用于车辆的高压回路，高压回路中设有至少一高压直流接触器，如图1所示，包括：

一数据采集单元1，用以采集高压直流接触器的状态参数；

一数据处理单元2，连接数据采集单元1，用以根据状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到高压直流接触器的寿命判定结果。

作为优选的实施方式，上述数据处理单元2可以集成在车辆的电池管理系统中，该数据处理单元2通过综合考量多项状态参数的寿命预测结果处理得到高压直流接触器的寿命判定结果，有效提升高压直流接触器的寿命判定结果的准确率。高压直流接触器的寿命终止至少包含两种情况，一是高压直流接触器失效导致寿命终止，包括高压直流接触器不能正常闭合或粘连导致不能正常断开，此时高压直流接触器为故障状态，直接影响车辆的正常使用；二是高压直流接触器尚未失效但安全使用寿命终止，此时，高压直流接触器仍有效，车辆能够正常使用，但由于高压直流接触器的安全使用寿命终止，其在后续使用过程中可能随时会失效，存在车辆使用安全隐患。上述根据寿命预测结果得到的寿命判定结果表征高压直流接触器的安全使用寿命是否终止，即在高压直流接触器未失效前进行高压直流接触器的健康状态的判定，进而用户在高压直流接触器未失效前能够及时进行车辆维修保养，防止由于高压直流接触器失效引发的安全问题。

作为优选的实施方式，数据处理单元2包括：

一模型存储模块21，用以保存状态参数对应的寿命预测模型；

一寿命预测模块22，连接模型存储模块21，用以根据状态参数调用对应的寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

一结果输出模块23，连接寿命预测模块22，用以在寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

作为优选的实施方式，上述高压直流接触器为高压直流接触器，其包括线圈、动触头和静触头，上述状态参数包括线圈的线圈时间常数、动触头和静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示线圈通电至动触头和静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示动触头与静触头接触瞬间至高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。作为更为优选的实施方式，上述状态参数可以包括线圈时间常数、触头接触电阻、吸合时间和超程时间，则上述模型存储模块21中对应保存有线圈时间常数对应的一第一寿命预测模型，触头接触电阻对应的一第二寿命预测模型，吸合时间对应的一第三寿命预测模型以及超程时间对应的一第四寿命预测模型，基于此，作为优选的实施方式，如图2所示，上述结果输出模块23可以包括一存储子模块231，用以保存各状态参数对应的参数阈值，该参数阈值可以包括一时间常数阈值，一接触电阻阈值，一吸合时间阈值以及一超程时间阈值。上述寿命预测模块22根据数据采集单元1采集得到的线圈时间常数以及对应的第一寿命预测模型进行寿命预测得到一预测时间常数作为寿命预测结果，根据触头接触电阻以及对应的第二寿命预测模型进行寿命预测得到一预测接触电阻作为寿命预测结果，根据吸合时间以及对应的第三寿命预测模型得到一预测吸合时间作为寿命预测结果，根据超程时间以及对应的第四寿命预测模型得到一预测超程时间作为寿命预测结果。上述结果输出模块23还可以包括一比较子模块232，连接存储子模块231，用以分别将预测时间常数与时间常数阈值进行比较，将预测接触电阻与接触电阻阈值进行比较，将预测吸合时间与吸合时间阈值进行比较，将预测超程时间与超程时间阈值进行比较，以判定上述各寿命预测结果是否符合对应的参数阈值限定的寿命终止条件作为比较结果。由于随着高压直流接触器的动作次数的增加，其线圈时间常数呈下降趋势，触头接触电阻呈上升趋势，吸合时间呈上升趋势，超程时间呈下降趋势，因此可以设置在预测时间常数不大于时间常数阈值时表示预测时间常数符合参数阈值限定的寿命终止条件；在预测接触电阻不小于接触电阻阈值时表示预测接触电阻符合参数阈值限定的寿命终止条件；在预测吸合时间不小于吸合时间阈值时表示预测吸合时间符合参数阈值限定的寿命终止条件；在预测超程时间不大于超程时间阈值时表示预测超程时间符合参数阈值限定的寿命终止条件。作为优选的实施方式，上述结果输出模块23还可以包括一输出子模块233，连接比较子模块232，用以在比较子模块232输出的比较结果表示寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果，以进一步提升寿命判定的准确性。作为优选的实施方式，上述寿命终止标准可以是至少两项上述寿命预测结果符合参数阈值限定的寿命终止条件。

作为优选的实施方式，预先于高压回路中设置至少一电压采集点；

则数据处理单元2还包括：

一电压采集模块24，用以在车辆的上电过程中采集电压采集点的实时电压；

一失效判定模块25，连接电压采集模块24，用以根据实时电压对高压直流接触器进行失效判定，并在实时电压符合一预设电压标准时输出一有效信号，以及在实时电压不符合预设电压标准时输出一无效信号；

结果输出模块根据无效信号输出表示高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；

寿命预测模块在车辆的上电过程完成后根据有效信号进行寿命预测。

具体地，本实施方式中，如图3所示，高压直流接触器设置在车辆的高压回路中，包括主正接触器K1、预充接触器K2、主负接触器K3以及充电正接触器K4，其中，主正接触器K1和预充接触器K2的第一端分别连接一车辆电池的正极，主负接触器K3的第一端连接车辆电池的负极，预充接触器K2的第二端连接一预充电阻R1的第一端，预充电阻R1的第二端分别连接主正接触器K1的第二端、充电正接触器K4的第一端以及一旁路电容C的第一端，旁路电容C的第二端连接主负接触器K3的第二端，旁路电容C两端并接一负载电阻R2，充电正接触器K4的第二端通过一充电桩分别连接旁路电容C的第二端以及主负接触器K3的第二端。

作为优选的实施方式，上述高压回路上设置有四个电压采集点，包括第一电压采集点A，设置于车辆电池的正极处，该第一电压采集点A的实时电压VA为第一电压采集点A相对于车辆电池负极的电压值；第二电压采集点C，设置于主正接触器K1以及预充电阻R1的第二端，该第二电压采集点C的实时电压VC为第二电压采集点C相对于车辆电池负极的电压值；第三电压采集点G，设置于主负接触器K3以及旁路电容C的第二端，该第三电压采集点G的实时电压VG为第三电压采集点G相对于车辆电池负极的电压值；第四电压采集点H，设置于充电正接触器K4的第二端，该第四电压采集点H的实时电压VH为第四电压采集点H相对于车辆电池负极的电压值。

作为优选的实施方式，在车辆低压上电初始化完成后，采集各电压采集点的实时电压VA、VC、VG、VH，如图4所示，失效判定模块25可以包括一第一存储子模块251a，用以保存一第一预设电压标准，该第一预设电压标准为一电压标准范围，该电压标准范围可以根据车辆电池的实际配置进行设置，如车辆电池为96节锂电池串接形成，其中，每节锂电池的标称电压为3.7V，满电电压约为4.2V，则上述电压标准范围可以设置为350V至400V。作为优选的实施方式，上述失效判定模块25还可以包括一第一判定子模块251b，连接第一存储子模块251a，用以判断实时电压VA是否在上述电压标准范围内，若是则表示车辆电池有效；该第一判定子模块251b还用以判定VC是否为零，若否，则表示主正接触器K1或预充接触器K2粘连，第一判定子模块251b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；该第一判定子模块251b还用以判定VH是否为零，若是，则表示充电正接触器K4和主正接触器K1粘连，或充电正接触器K4和预充接触器K2粘连，第一判定子模块251b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；该第一判定子模块251b还用以判定VG是否为零，若是，则表示主负接触器K3粘连，第一判定子模块251b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果。

进一步地，在上述第一判定子模块251b的判定结果表示车辆电池有效，且各高压直流接触器均未出现粘连时，电池管理系统接收整车控制器的上高压指令。虽然在接收上高压指令之前已经判定各高压直流接触器均未出现粘连，但为避免在接收上高压指令后由于外部的影响因素导致主正接触器K1或预充接触器K2出现粘连，电池管理系统在执行该上高压指令之前，还包括通过失效判定模块25再次进行主正接触器K1或预充接触器K2粘连判定。基于此，失效判定模块25还可以包括一第二存储子模块252a，用以保存一第二预设电压标准，该第二预设电压标准为一第一电压比值；失效判定模块25还可以包括一第二判定子模块252b，连接第二存储子模块252a，用以判断VA是否等于车辆电池内部总电压，同时判断VC与VA之间的比值是否小于上述第一电压比值，若VA＝车辆电池内部总电压，且VC<VA*第一电压比值，则电池管理系统执行上述上高压指令，并向预充接触器K2发送闭合指令；若VC≧VA*第一电压比值且持续预设的一第一时间段，则表示主正接触器K1或预充接触器K2粘连，第二判定子模块252b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果。上述第一电压比值可以是90％，上述第一时间段可以是50ms。

进一步地，在电池管理系统执行上述上高压指令，并向预充接触器K2发送闭合指令之后，由于预充接触器K2闭合后，旁路电容C进行预充电需要一定时间，因此，可以等待预设的一第二时间段后，电压采集模块24采集各电压采集点的实时电压VA、VC、VG、VH，上述第二时间段可以是50ms。失效判定模块25可以包括一第三存储子模块253a，用以保存一第三预设电压标准，该第三预设电压标准包括一第二电压比值和一第一电压阈值；失效判定模块25还可以包括一第三判定子模块253b，连接第三存储子模块253a，用以同时判断VA是否等于车辆电池内部总电压、VC与VA之间的比值是否小于上述第二电压比值、VG是否大于第一电压阈值、VH与VA之间的比值是否小于上述第二电压比值，若VA＝车辆电池内部总电压，VC≧VA*第二电压比值，VH<VA*第二电压比值，VG>第一电压阈值，则电池管理系统向主负接触器K3发送闭合指令；若VC<VA*第二电压比值且持续预设的一第二时间段，则表示预充接触器K2未执行闭合指令，第三判定子模块253b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；若VH≧VA*第二电压比值且持续第二时间段，则表示充电正接触器K4粘连，第三判定子模块253b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；若VC≧VA*第二电压比值且VG≦第一电压阈值，则表示主负接触器K3粘连，第三判定子模块253b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果。上述第二电压比值可以是90％。

进一步地，在向主负接触器K3发送闭合指令之后，可以等待预设的一第三时间段后，电压采集模块24采集各电压采集点的实时电压VA、VC、VG、VH，上述第三时间段可以是50ms。失效判定模块25可以包括一第四存储子模块254a，用以保存一第四预设电压标准，该第四预设电压标准包括一第二电压阈值；失效判定模块25还可以包括一第四判定子模块254b，连接第四存储子模块254a，用以同时判断VA是否等于车辆电池内部总电压以及VG是否小于第二电压阈值，若VA＝车辆电池内部总电压，VG<第二电压阈值，则电池管理系统向主正接触器K1发送闭合指令；若VG≧第二电压阈值，则表示主负接触器K3未执行闭合指令，第四判定子模块254b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果。上述第二电压阈值可以是50V。

进一步地，在向主正接触器K1发送闭合指令之后，可以等待预设的一第四时间段后，电压采集模块24采集各电压采集点的实时电压VA、VC、VG、VH，上述第四时间段可以是50ms。失效判定模块25可以包括一第五存储子模块255a，用以保存一第五预设电压标准，该第五预设电压标准包括一第三电压比值和一第三电压阈值；失效判定模块25还可以包括一第五判定子模块255b，连接第五存储子模块255a，用以同时判断VA是否等于车辆电池内部总电压、VC与VA之间的比值是否小于上述第三电压比值以及VG是否小于第三电压阈值，若VA＝车辆电池内部总电压，VC≧VA*第三电压比值且VG<第三电压阈值，则电池管理系统向预充接触器K2发送断开指令。上述第三电压阈值可以是50V。

进一步地，在向预充接触器K2发送断开指令之后，可以等待预设的一第五时间段后，电压采集模块24采集各电压采集点的实时电压VA、VC、VG、VH，上述第五时间段可以是50ms。失效判定模块25可以包括一第六存储子模块256a，用以保存一第六预设电压标准，该第六预设电压标准包括一第四电压比值和一第四电压阈值；失效判定模块25还可以包括一第六判定子模块256b，连接第六存储子模块256a，用以同时判断VA是否等于车辆电池内部总电压、VC与VA之间的比值是否小于上述第四电压比值以及VG是否小于第四电压阈值，若VA＝车辆电池内部总电压，VC≧VA*第四电压比值且VG<第四电压阈值，则上高压完成,寿命预测模块22随后根据上述有效信号进行寿命预测；若VC<VA*第五电压比值，则表示预充接触器K2未执行断开指令，第六判定子模块256b输出上述无效信号，进而结果输出模块23根据该无效信号输出高压直流接触器失效的第二寿命判定结果。上述第四电压比值可以是90％，上述第四电压阈值可以是50V。

作为优选的实施方式，数据处理单元2还包括一数据上报模块26，连接结果输出模块23，数据上报模块26包括：

一第一上报子模块261，用以根据第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报；

一第二上报子模块262，用以根据第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

作为优选的实施方式，通过数据上报模块26根据不同的寿命判定结果进行不同提醒信息的上报，使得用户能够明确车辆当前的状态以及时给出应对措施。作为优选的实施方式，由于上述第一寿命判定结果表示高压直流接触器的安全寿命终止但尚未失效，但存在较高的失效风险，基于此，上述第一提醒信息可以是提醒用户进行车辆的维修保养，以及时更换安全寿命终止的高压直流接触器，及时消除由于高压直流接触器的安全寿命终止导致车辆存在的安全隐患；由于上述第二寿命判定结果表示高压直流接触器已经失效，如不能正常闭合或粘连导致不能正常断开，此时会导致车辆无法正常充电或充电结束后无法正常断电等现象，基于此，上述第二提醒信息可以是提醒用户进行车辆下电以切断车辆电源，或切断充电桩电源，并提醒用户及时进行车辆维修，防止由于高压直流接触器的失效故障引发的安全问题，进一步提高车辆的安全性能。作为优选的实施方式，上述数据上报的过程可以是电池管理系统将上述第一提醒信息或第二提醒信息通过整车CAN通讯首先上报至整车控制器，进而由整车控制器上报至车辆仪表进行显示以提醒用户。

作为优选的实施方式，数据处理单元2还包括一模型更新模块27，连接模型存储模块21，用以在高压直流接触器每动作一预定次数时对寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的寿命预测模型保存至模型存储模块。在模型存储模块21中保存有多个寿命预测模型时，则分别对各寿命预测模型进行更新。

作为优选的实施方式，模型更新模块27包括：

一记录子模块271，用以记录高压直流接触器的动作次数以及采集得到的高压直流接触器每次动作时的状态参数；

一更新子模块272，连接记录子模块271，用以在动作次数达到预定次数时，根据动作次数及状态参数对寿命预测模型进行更新，并将更新后的寿命预测模型保存至模型存储模块。通过对寿命预测模型进行不断更新，使得越接近高压直流接触器的寿命终点，寿命预测模型对高压直流接触器的预测结果越精确。

作为优选的实施方式，寿命预测模型为以高压直流接触器的动作次数为回归变量，以对应的状态参数为因变量的线性回归模型。

具体地，本实施方式中，以状态参数为超程时间为例说明上述线性回归模型的建立过程，即以动作次数N为回归变量，以超程时间Y为因变量建立线性回归模型作为超程时间对应的寿命预测模型。由于预测变量的回归模型分为线性回归模型和非线性回归模型两种，考虑到很多常见的非线性回归模型经过一定的变换之后都可以转化为线性回归模型，而线性回归分析就其分析方法的本质上看，并不要求Y与N之间呈线性关系，而只要求Y与线性回归模型的回归参数具有线性关系，因此，上述线性回归模型可表示为：

其中，Y用以表示超程时间，N用以表示动作次数，β_i用以表示回归参数，f_i(N)用以表示关于动作次数N的M个线性独立的已知函数，ε用以表示随机误差项，ε的期望值为0。

进一步地，通过设置一个新的变量X_i，并令X_i＝f_i(N),则式(1)的线性回归模型可以转换为标准的多元线性回归模型，如下：

Y＝β₀+β₁X₁+β₂X₂+…+β_M-1X_M-1+ε (2)

利用实际获取得到的超程时间便可对回归参数进行估计，将回归参数的估计值代入式(2)，得到超程时间对应的第四寿命预测模型。

作为优选的实施方式，一批某种型号的高压直流接触器在出厂之前都会对其进行抽样检查，来获得这批产品的性能参数，上述实际获取得到的超程时间可以在对高压直流接触器进行出厂检查时进行采集获取。设抽取K件产品并让每件产品动作m次，并分别测出每件产品的超程时间T_ij，得出超程时间所组成的矩阵为：

其中，T_ij用以表示第j+1件产品第i+1次动作所测得的超程时间。令Y_i为这K件产品第i+1次动作的平均超程时间，则有：

作为优选的实施方式，采用小波分析法提取式(3)中平均超程时间Y_i的趋势项Z_i，随后根据式(2)，建立关于超程时间的线性回归模型如下：

其中，X_ij为动作次数N的函数所组成的矩阵；

令

则，式(4)可以表示为：

Z＝X×β+ε (5)

作为优选的实施方式，采用最小二乘法可得到上述式(5)中β和ε的估计值，如下：

其中，H＝1-X(X^TX)^-1X^T

其中，

用以表示β的估计值，

用以表示ε的估计值。将上述估计值代入式(2)，即可得出该批产品的寿命预测模型，该寿命预测模型的表达式为：

上述式(6)为该批产品的寿命预测模型的最终表达式，但对于单个高压直流接触器来说，其安全使用寿命往往受其环境影响较大，因此，采用式(6)对处于工作状态的高压直流接触器进行寿命预测的效果并不理想。基于此，作为优选的实施方式，在对单个高压直流接触器进行寿命预测时，可以选择式(6)作为寿命预测的先验公式，并在高压直流接触器工作过程中利用采集得到的超程时间以及统计的动作次数对上述寿命预测模型的参数进行修正，以提升寿命预测模型的预测精确度。线圈时间常数对应的第一寿命预测模型，触头接触电阻对应的第二寿命预测模型以及吸合时间对应的第三寿命预测模型的模型建立过程与上述超程时间对应的第四寿命预测模型的模型建立过程相同，具体模型建立过程此处不再赘述。

作为优选的实施方式，高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

状态参数包括线圈的线圈时间常数、动触头和静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示线圈通电至动触头和静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示动触头与静触头接触瞬间至高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

作为优选的实施方式，预先于高压直流接触器的线圈中串接一采样电阻；

则数据采集单元1包括：

一第一采集模块11，用以通过采集采样电阻两端电压以及流经采样电阻的一第一电流获取线圈时间常数、吸合时间和超程时间；和/或

一第二采集模块12，用以通过采集高压直流接触器闭合时接触部位的两端电压以及流经接触部位的一第二电流获取触头接触电阻。

作为优选的实施方式，如图5所示，上述第一采集模块11可以包括一第一采集子模块111，用以采集采样电阻两端电压以及流经采样电阻的第一电流，该第一电流包括高压直流接触器的线圈由通电时刻到稳定时刻时间段的线圈电流；第一采集模块11还可以包括一第一处理子模块112，连接第一采集子模块111，用以根据第一电流形成的流经高压直流接触器的线圈的电流波形处理得到线圈时间常数，以及根据采样电阻两端电压形成的高压直流接触器线圈由通电时刻到稳定时的触头电压波形，以及线圈电流波形处理得到吸合时间和超程时间。如图6所示，上述第二采集模块12可以包括一第二采集子模块121，用以采集高压直流接触器闭合时接触部位的两端电压以及流经接触部位的第二电流，该第二电流为触头闭合时触头回路中的稳定电流；第二采集模块12还可以包括一第二处理子模块122，连接第二采集子模块121，用以根据接触部位的两端电压处理得到触头闭合时的接触压降，并根据第二电流结合欧姆定理处理得到触头接触电阻。

本申请还提供一种电池管理系统，包括上述的高压直流接触器的寿命判定系统。

本申请还提供一种车辆，包括上述的高压直流接触器的寿命判定系统。

本申请还提供一种车辆，包括上述的电池管理系统。

本申请还提供一种高压直流接触器的寿命判定方法，应用于车辆的高压回路，高压回路中设有至少一高压直流接触器，如图7所示，包括：

步骤S1、采集高压直流接触器的状态参数；

步骤S2、根据状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到高压直流接触器的寿命判定结果。

作为优选的实施方式，提供一模型存储模块，用以保存状态参数对应的寿命预测模型；

如图8所示，则步骤S2包括：

步骤S21、根据状态参数调用对应的寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

步骤S22、在寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

作为优选的实施方式，预先于高压回路中设置至少一电压采集点；

则步骤S2中，还包括一高压直流接触器失效判定过程，如图9所示，包括：

步骤A1、在车辆的上电过程中采集电压采集点的实时电压；

步骤A2、根据实时电压对高压直流接触器进行失效判定，并判断实时电压是否符合一预设电压标准：

若是，则转向步骤S21；

若否，则输出表示高压直流接触器失效的第二寿命判定结果，随后退出。

作为优选的实施方式，执行步骤S2之后，还包括一数据上报过程，包括：

根据第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报，以及根据第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

作为优选的实施方式，还包括一模型更新过程，包括：

在高压直流接触器每动作一预定次数时对寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的寿命预测模型保存至模型存储模块。

作为优选的实施方式，如图10所示，模型更新过程包括：

步骤B1、记录高压直流接触器的动作次数以及采集得到的高压直流接触器每次动作时的状态参数；

步骤B2、在动作次数达到预定次数时，根据动作次数及状态参数对寿命预测模型进行更新，并将更新后的寿命预测模型保存至模型存储模块。

作为优选的实施方式，寿命预测模型为以高压直流接触器的动作次数为回归变量，以对应的状态参数为因变量的线性回归模型。

作为优选的实施方式，高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

状态参数包括线圈的线圈时间常数、动触头和静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示线圈通电至动触头和静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示动触头与静触头接触瞬间至高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

作为优选的实施方式，预先于高压直流接触器的线圈中串接一采样电阻；

则步骤S1包括：

通过采集采样电阻两端电压以及流经采样电阻的一第一电流获取线圈时间常数、吸合时间和超程时间；和/或

通过采集高压直流接触器闭合时接触部位的两端电压以及流经接触部位的一第二电流获取触头接触电阻。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种高压直流接触器的寿命判定系统，应用于车辆的高压回路，所述高压回路中设有至少一高压直流接触器，其特征在于，包括：

一数据采集单元，用以采集所述高压直流接触器的状态参数；

一数据处理单元，连接所述数据采集单元，用以根据所述状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到所述高压直流接触器的寿命判定结果。

2.根据权利要求1所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：

一模型存储模块，用以保存所述状态参数对应的所述寿命预测模型；

一寿命预测模块，连接所述模型存储模块，用以根据所述状态参数调用对应的所述寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

一结果输出模块，连接所述寿命预测模块，用以在所述寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示所述高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

3.根据权利要求2所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，预先于所述高压回路中设置至少一电压采集点；

则所述数据处理单元还包括：

一电压采集模块，用以在所述车辆的上电过程中采集所述电压采集点的实时电压；

一失效判定模块，连接所述电压采集模块，用以根据所述实时电压对所述高压直流接触器进行失效判定，并在所述实时电压符合一预设电压标准时输出一有效信号，以及在所述实时电压不符合所述预设电压标准时输出一无效信号；

所述结果输出模块根据所述无效信号输出表示所述高压直流接触器失效的第二寿命判定结果；

所述寿命预测模块在所述车辆的所述上电过程完成后根据所述有效信号进行寿命预测。

4.根据权利要求3所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述数据处理单元还包括一数据上报模块，连接所述结果输出模块，所述数据上报模块包括：

一第一上报子模块，用以根据所述第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报；

一第二上报子模块，用以根据所述第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

5.根据权利要求2所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述数据处理单元还包括一模型更新模块，连接所述模型存储模块，用以在所述高压直流接触器每动作一预定次数时对所述寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

6.根据权利要求5所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述模型更新模块包括：

一记录子模块，用以记录所述高压直流接触器的动作次数以及采集得到的所述高压直流接触器每次动作时的所述状态参数；

一更新子模块，连接所述记录子模块，用以在所述动作次数达到所述预定次数时，根据所述动作次数及所述状态参数对所述寿命预测模型进行更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

7.根据权利要求6所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述寿命预测模型为以所述高压直流接触器的所述动作次数为回归变量，以对应的所述状态参数为因变量的线性回归模型。

8.根据权利要求1所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，所述高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

所述状态参数包括所述线圈的线圈时间常数、所述动触头和所述静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示所述线圈通电至所述动触头和所述静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示所述动触头与所述静触头接触瞬间至所述高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

9.根据权利要求8所述的高压直流接触器的寿命判定系统，其特征在于，预先于所述高压直流接触器的所述线圈中串接一采样电阻；

则所述数据采集单元包括：

一第一采集模块，用以通过采集所述采样电阻的两端电压以及流经所述采样电阻的一第一电流获取所述线圈时间常数、所述吸合时间和所述超程时间；和/或

一第二采集模块，用以通过采集所述高压直流接触器闭合时所述接触部位的两端电压以及流经所述接触部位的一第二电流获取所述触头接触电阻。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的高压直流接触器的寿命判定系统。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的高压直流接触器的寿命判定系统。

12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的电池管理系统。

13.一种高压直流接触器的寿命判定方法，应用于车辆的高压回路，所述高压回路中设有至少一高压直流接触器，其特征在于，包括：

步骤S1、采集所述高压直流接触器的状态参数；

步骤S2、根据所述状态参数以及对应的预设寿命预测模型进行寿命预测，并根据寿命预测结果得到所述高压直流接触器的寿命判定结果。

14.根据权利要求13所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，提供一模型存储模块，用以保存所述状态参数对应的所述寿命预测模型；

则所述步骤S2包括：

步骤S21、根据所述状态参数调用对应的所述寿命预测模型进行寿命预测得到寿命预测结果；

步骤S22、在所述寿命预测结果符合一寿命终止标准时，输出表示所述高压直流接触器的安全寿命终止的第一寿命判定结果。

15.根据权利要求14所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，预先于所述高压回路中设置至少一电压采集点；

则所述步骤S2中，还包括一高压直流接触器失效判定过程，包括：

步骤A1、在所述车辆的上电过程中采集所述电压采集点的实时电压；

步骤A2、根据所述实时电压对所述高压直流接触器进行失效判定，并判断实时电压是否符合一预设电压标准：

若是，则转向所述步骤S21；

若否，则输出表示所述高压直流接触器失效的第二寿命判定结果，随后退出。

16.根据权利要求15所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，执行所述步骤S2之后，还包括一数据上报过程，包括：根据所述第一寿命判定结果给出一第一提醒信息并上报，以及根据所述第二寿命判定结果给出一第二提醒信息并上报。

17.根据权利要求14所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，还包括一模型更新过程，包括：

在所述高压直流接触器每动作一预定次数时对所述寿命预测模型进行一次更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

18.根据权利要求17所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，所述模型更新过程包括：

步骤B1、记录所述高压直流接触器的动作次数以及采集得到的所述高压直流接触器每次动作时的所述状态参数；

步骤B2、在所述动作次数达到所述预定次数时，根据所述动作次数及所述状态参数对所述寿命预测模型进行更新，并将更新后的所述寿命预测模型保存至所述模型存储模块。

19.根据权利要求18所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，所述寿命预测模型为以所述高压直流接触器的所述动作次数为回归变量，以对应的所述状态参数为因变量的线性回归模型。

20.根据权利要求13所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，所述高压直流接触器包括线圈、动触头和静触头；

所述状态参数包括所述线圈的线圈时间常数、所述动触头和所述静触头接触时接触部位的触头接触电阻、表示所述线圈通电至所述动触头和所述静触头接触瞬间所用时长的吸合时间以及表示所述动触头与所述静触头接触瞬间至所述高压直流接触器完全闭合所用时长的超程时间中的至少两种。

21.根据权利要求20所述的高压直流接触器的寿命判定方法，其特征在于，预先于所述高压直流接触器的所述线圈中串接一采样电阻；

则所述步骤S1包括：

通过采集所述采样电阻两端电压以及流经所述采样电阻的一第一电流获取所述线圈时间常数、所述吸合时间和所述超程时间；和/或

通过采集所述高压直流接触器闭合时所述接触部位的两端电压以及流经所述接触部位的一第二电流获取所述触头接触电阻。

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