CN113043849A - 燃料电池汽车的绝缘故障控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种燃料电池汽车的绝缘故障控制方法和控制装置。燃料电池汽车的绝缘故障控制方法包括：获取燃料电池汽车的当前绝缘电阻值的变化状态；若变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号；根据第一故障信号切断燃料电池的输出；若在预设时间后变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；根据第二故障信号切断动力电池的输出。通过对燃料电池和动力电池分别进行控制，当汽车的绝缘性能出现问题时，先切断燃料电池，使得汽车可以在动力电池的驱动下行驶至维修点，防止汽车立即抛锚，影响交通安全。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池汽车领域，尤其是涉及一种燃料电池汽车的绝缘故障控制方法和控制装置。
背景技术
为保证燃料电池汽车的安全性，防止因汽车的电力系统漏电而发生事故，燃料电池汽车上通常都设置有绝缘检测装置，以实时监控燃料汽车的绝缘性能。相关技术中的燃料电池汽车在检测到汽车绝缘性能不符合要求时，会立即切断燃料电池和动力电池的输出，导致汽车抛锚。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，能够减少因汽车绝缘性能变化而导致的立即抛锚。
根据本申请的第一方面实施例的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，包括：获取燃料电池汽车的当前绝缘电阻值的变化状态；若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号；根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出；若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；根据所述第二故障信号切断动力电池的输出。
根据本申请实施例的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，至少具有如下有益效果：通过对燃料电池和动力电池分别进行控制，当汽车的绝缘性能出现问题时，先切断燃料电池，使得汽车可以在动力电池的驱动下行驶至维修点，防止汽车立即抛锚，影响交通安全。
根据本申请的一些实施例，若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号的步骤，具体为：若检测到所述绝缘电阻值小于第一预设阈值，则输出第一故障信号。
根据本申请的一些实施例，若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号的步骤，具体为：若在预设时间后检测到所述绝缘电阻值小于第二预设阈值，则输出第二故障信号，所述第一预设阈值与所述第二预设阈值相同。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，具体为：根据所述第一故障信号切断DC/DC转换模块以切断所述燃料电池的输出。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，还包括：根据所述第一故障信号切断所述燃料电池的接触器以切断所述燃料电池的输出。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，具体为：根据所述第二故障信号切断主接触器以切断所述动力电池的输出。
根据本申请的一些实施例，所述根据所述第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，还包括：根据所述第二故障信号切断所述动力电池的接触器以切断所述动力电池的输出。
根据本申请的第二方面实施例的燃料电池汽车的绝缘故障控制装置，包括：绝缘电阻检测模块、处理器、控制模块，所述绝缘电阻检测模块用于检测燃料电池汽车的当前绝缘电阻值；所述处理器连接所述绝缘电阻检测模块，并用于根据所述绝缘电阻值的变化状态输出第一故障信号和第二故障信号，若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号，若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；所述控制模块用于连接燃料电池、动力电池和处理器，所述控制模块用于根据所述第一故障信号切断所述燃料电池的输出，所述控制模块用于根据所述第二故障信号切断所述动力电池的输出。
根据本申请的一些实施例，所述控制模块包括：DC/DC转换模块，所述DC/DC转换模块连接所述燃料电池，所述DC/DC转换模块用于根据所述第一故障信号产生中断以此切断所述燃料电池的输出。
根据本申请的一些实施例，所述控制模块还包括：燃料电池接触器、动力电池接触器和主接触器，所述燃料电池接触器的一端用于连接所述燃料电池，所述燃料电池接触器的另一端连接所述DC/DC转换模块，所述动力电池接触器的一端用于连接所述动力电池，所述动力电池接触器的另一端连接所述主接触器，所述主接触器连接所述DC/DC转换模块。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请实施例燃料电池汽车的绝缘故障控制方法的流程图；
图2为本申请实施例燃料电池汽车的绝缘故障控制装置的模块图；
图3为本申请另一实施例燃料电池汽车的绝缘故障控制装置的模块图；
图4为本申请另一实施例燃料电池汽车的绝缘故障控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请公开的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法应用于同时具有燃料电池和动力电池的汽车。由于燃料电池存在功率波动大和响应速度较慢的缺点，一般通过燃料电池与动力电池串联或并联的方式一起给汽车提供动力，满足车辆的使用需求。相比于传统汽车，燃料电池汽车由于使用燃料电池和动力电池驱动汽车，汽车中的电子电气系统的比例大大增加，且汽车的驱动电压甚至会达到几百伏，因此确保其整车的绝缘性能非常重要。
一些实施例，参照图1，本申请提出一种燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，包括：
110，获取燃料电池汽车的当前绝缘电阻值的变化状态；
120，若变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号；
130，根据第一故障信号切断燃料电池的输出；
140，若在预设时间后变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；
150，根据第二故障信号切断动力电池的输出。
由于不同燃料电池汽车的电气系统在汽车中的分布结构不同，其用于检测汽车绝缘性能的装置的位置与数量都存在差异，因此不同汽车的用于代表整车当前的绝缘电阻值也不同。示例，当绝缘电阻检测装置检测燃料电池汽车中多处位置的绝缘电阻时，绝缘电阻检测装置可以选择检测到的最小的绝缘电阻作为整车的绝缘电阻值，或者根据检测部位的不同，对检测到的多个不同的绝缘电阻值进行加权平均后的值作为代表整车绝缘性能的绝缘电阻值。因此整车的当前绝缘电阻值可以根据汽车绝缘系统的设计任意设置其检测方式。
燃料电池汽车在启动过程中会实时获取当前的绝缘电阻值，当检测到整车的绝缘电阻值的变化状态出现异常时(如绝缘电阻值出现剧烈波动或绝缘电阻值骤降)，此时的变化状态为第一故障状态，根据检测到的第一故障状态输出第一故障信号，再根据第一故障信号切断燃料电池的输出，将燃料电池与整车的电气系统断开。此时燃料电池不参与车辆的驱动，以保护燃料电池和维持整车的绝缘性能。经过预设时间后，再次判断整车当前绝缘电阻值的变化状态，若其变化状态为第二故障状态，即依然存在绝缘故障，此时输出第二故障信号并根据第二故障信号切断动力电池的输出，从而使整个车辆的电气系统断电。
通过二次检测的方案，当整车的绝缘电阻值因为系统误触发或短时间的跳变而出现异常时，使车辆还能以纯电动(只有动力电池供电)运行的方式驶离道路或者行驶至维修点，防止因为车辆的绝缘性能出现问题导致车辆立即抛锚，减少燃料电池汽车对道路交通安全的影响。
一些实施例，若变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号的步骤，具体为：若检测到绝缘电阻值小于第一预设阈值，则输出第一故障信号。具体示例，当第一预设阈值为100Ω/V时，若检测到的整车绝缘电阻值出现小于100Ω/V的情况，此时为第一故障状态，系统即会输出第一故障信号以切断燃料电池的输出。在一些其他实施例中，可以根据实时检测的绝缘电阻值的变化幅度为阈值，即当绝缘电阻值在一段时间内的变化幅度超过预设的阈值时，说明汽车的绝缘系统出现故障，此时输出第一故障信号。或者根据一段时间内的绝缘电阻值的平均值为依据，与预设阈值进行比较，以判断汽车的绝缘性能是否正常。
一些实施例，若在预设时间后变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号的步骤，具体为：若在预设时间后检测到绝缘电阻值小于第二预设阈值，则输出第二故障信号，第一预设阈值与第二预设阈值相同。具体示例，为保证用户使用汽车的安全性，本申请的第一预设阈值和第二预设阈值的大小相同，均为100Ω/V。当经过预设时间后，如30秒后再次检测到整车的绝缘电阻值出现小于100Ω/V的情况时，此时即为第二故障状态，系统即会输出第二故障信号以切断动力电池的输出，完全关闭汽车的电气系统。在一些其他实施例中，也可以选择不同的绝缘电阻值的判断方式(绝缘电阻值的变化幅度或绝缘电阻值的平均值)确定是否切断动力电池。或者选择与第一预设阈值大小不同的第二预设阈值，例如，第二预设阈值为90Ω/V，此时在整车绝缘电阻值不小于90Ω/V的情况下，燃料电池汽车能以纯电动模式行驶至维修点。
一些实施例，根据第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，具体为：根据第一故障信号切断DC/DC转换模块以切断燃料电池的输出。示例，本申请的燃料电池汽车通过设置DC/DC转换模块，将燃料电池的输出电压进行升压，使用升压后的电压驱动汽车。当DC/DC转换模块接收到第一故障信号时，即会断开DC/DC转换模块中设置的接触器，从而切断DC/DC转换模块的输出，断开燃料电池与汽车电气系统的连接。
一些实施例，根据第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，还包括：根据第一故障信号切断燃料电池的接触器以切断燃料电池的输出。示例，燃料电池通过接触器连接至汽车的电气系统中，为确保燃料电池完全与汽车的电气系统断开，在接收到第一故障信号时，会断开燃料电池的接触器。断开DC/DC转换模块的接触器与断开燃料电池的接触器的顺序可以任意设置，或者设置为同时断开。通过断开DC/DC转换模块的接触器和断开燃料电池的接触器，确保燃料电池与汽车的电气系统完全断开，防止因为其中的一种接触器的故障而导致无法切断燃料电池的输出，提升安全性。
一些实施例，根据第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，具体为：根据第二故障信号切断主接触器以切断动力电池的输出。示例，当接收到第二故障信号时，说明整车的绝缘性能存在问题，此时需要使汽车的电气系统断电。主接触器用于连接燃料电池和动力电池，当主接触器断开时，可以同时切断燃料电池和动力电池的输出，从而使整车的电气系统断电。
一些实施例，根据第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，还包括：根据第二故障信号切断动力电池的接触器以切断动力电池的输出。示例，动力电池通过接触器连接至汽车的电气系统中，为确保动力电池完全与汽车的电气系统断开，在接收到第二故障信号时，会断开动力电池的接触器，防止因为主接触器的故障而导致无法切断动力电池的输出，提升汽车电气系统的安全性。
一些实施例，参照图2，本申请还提出一种燃料电池汽车的绝缘故障控制装置，包括：绝缘电阻检测模块、处理器、控制模块，绝缘电阻检测模块用于检测燃料电池汽车的当前绝缘电阻值，处理器连接绝缘电阻检测模块，并用于根据绝缘电阻值的变化状态输出第一故障信号和第二故障信号，若变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号，若在预设时间后变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号，控制模块用于连接燃料电池、动力电池和处理器，控制模块用于根据第一故障信号切断燃料电池的输出，控制模块用于根据第二故障信号切断动力电池的输出。燃料电池汽车的绝缘故障控制装置用于实施上述实施例中的绝缘故障控制方法，其具体处理过程此处不再一一赘述。
一些实施例，参照图3，控制模块还包括：DC/DC转换模块，DC/DC转换模块连接燃料电池，DC/DC转换模块用于根据第一故障信号产生中断以此切断燃料电池的输出。DC/DC转换模块中设置有接触器，处理器会根据第一故障信号控制DC/DC转换模块中的接触器断开，从而切断燃料电池与汽车电力系统的连接。
一些实施例，控制模块还包括：燃料电池接触器、动力电池接触器和主接触器，燃料电池接触器的一端用于连接燃料电池，燃料电池接触器的另一端连接DC/DC转换模块，动力电池接触器的一端用于连接动力电池，动力电池接触器的另一端连接主接触器，主接触器连接DC/DC转换模块。控制模块中还包括燃料电池接触器、动力电池接触器和主接触器，处理器分别与燃料电池接触器、动力电池接触器和主接触器连接，用于控制接触器的通断，处理器的控制过程与燃料电池汽车的绝缘故障控制方法实施例中的过程相同，此处不再一一赘述。
参照图4，下面以一个具体实施例详细描述本申请的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法。燃料电池汽车在运行时，绝缘电阻检测装置会实时检测整车的绝缘电阻值，并将检测得到的结果发送至处理器。处理器将检测得到的结果与第一预设阈值进行比较，当检测到整车的绝缘电阻值小于100Ω/V时，处理器会发送第一故障信号至控制模块，控制模块检测到第一故障信号后会控制DC/DC转换模块的接触器断开，当DC/DC转换模块的接触器成功断开时，会输出成功断开的反馈信号，控制模块根据反馈信号再断开燃料电池接触器，从而完全切断燃料电池输出。经过预设时间后，再次检测比较整车的绝缘电阻值，当检测到整车的绝缘电阻值小于100Ω/V时，处理器会发送第二故障信号至控制模块，控制模块检测到第二故障信号后会控制主接触器断开，当主接触器成功断开后，再控制动力电池接触器断开，从而完成整车断电操作。
本申请的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，包括：
获取燃料电池汽车的当前绝缘电阻值的变化状态；
若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号；
根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出；
若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；
根据所述第二故障信号切断动力电池的输出。
2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号的步骤，具体为：
若检测到所述绝缘电阻值小于第一预设阈值，则输出第一故障信号。
3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号的步骤，具体为：
若在预设时间后检测到所述绝缘电阻值小于第二预设阈值，则输出第二故障信号，所述第一预设阈值与所述第二预设阈值相同。
4.根据权利要求1所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，所述根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，具体为：
根据所述第一故障信号切断DC/DC转换模块以切断所述燃料电池的输出。
5.根据权利要求4所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，所述根据所述第一故障信号切断燃料电池的输出的步骤，还包括：
根据所述第一故障信号切断所述燃料电池的接触器以切断所述燃料电池的输出。
6.根据权利要求1所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，所述根据所述第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，具体为：
根据所述第二故障信号切断主接触器以切断所述动力电池的输出。
7.根据权利要求6所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制方法，其特征在于，所述根据所述第二故障信号切断动力电池的输出的步骤，还包括：
根据所述第二故障信号切断所述动力电池的接触器以切断所述动力电池的输出。
8.燃料电池汽车的绝缘故障控制装置，其特征在于，包括：
绝缘电阻检测模块，所述绝缘电阻检测模块用于检测燃料电池汽车的当前绝缘电阻值；
处理器，所述处理器连接所述绝缘电阻检测模块，并用于根据所述绝缘电阻值的变化状态输出第一故障信号和第二故障信号，若所述变化状态为第一故障状态，则输出第一故障信号，若在预设时间后所述变化状态为第二故障状态，则输出第二故障信号；
控制模块，所述控制模块用于连接燃料电池、动力电池和处理器，所述控制模块用于根据所述第一故障信号切断所述燃料电池的输出，所述控制模块用于根据所述第二故障信号切断所述动力电池的输出。
9.根据权利要求8所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：DC/DC转换模块，所述DC/DC转换模块连接所述燃料电池，所述DC/DC转换模块用于根据所述第一故障信号产生中断以此切断所述燃料电池的输出。
10.根据权利要求9所述的燃料电池汽车的绝缘故障控制装置，其特征在于，所述控制模块还包括：燃料电池接触器、动力电池接触器和主接触器，所述燃料电池接触器的一端用于连接所述燃料电池，所述燃料电池接触器的另一端连接所述DC/DC转换模块，所述动力电池接触器的一端用于连接所述动力电池，所述动力电池接触器的另一端连接所述主接触器，所述主接触器连接所述DC/DC转换模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210629 |