电动汽车高压系统检测方法及电子设备

本技术涉及绝缘检测，尤其是一种电动汽车高压系统检测方法及电子设备。

背景技术：

1、目前，对电动汽车的绝缘电阻的检测主要采用无源式和有源式方法。

2、相关技术中，无源式方法通常采用电桥法，具体是将被测电阻与已知电阻组成电桥，通过改变限流电阻的大小，测量被测电阻上的分压，最后通过解方程计算得到绝缘电阻的值。

3、然而，由于动力电池两极和电底盘之间存在y电容，电动汽车的电器结构会导致寄生y电容的产生，会导致阻抗特性的变化，影响高压母线和底盘之间的绝缘性能，影响绝缘电阻和y电容的检测精度。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种电动汽车高压系统检测方法及电子设备，可以提高绝缘电阻和y电容的检测精度。

2、本技术实施例提供一种电动汽车高压系统检测方法，包括：

3、获取绝缘检测系统采样得到的电压采样数据；所述电压采样数据为所述绝缘检测系统以非平衡电桥法对电动汽车高压系统进行周期性电压采样得到的电压波形数据，所述电动汽车高压系统具有绝缘电阻和y电容；

4、对所述电压采样数据进行电压波形分类处理，得到分类结果；

5、根据所述分类结果，采用非线性最小二乘估计算法，对所述电压采样数据进行自适应辨识处理，得到辨识结果；所述辨识结果包含所述电压采样数据的响应稳态分量信息和响应时间信息；

6、以所述辨识结果为观测量，对以所述绝缘电阻的阻值和所述y电容的容值为状态量的状态空间模型进行状态量估算处理，得到所述绝缘电阻的电阻估算值和所述y电容的电容估算值。

7、在一些实施例中，所述对所述电压采样数据进行电压波形分类处理，得到分类结果，包括：

8、对所述电压采样数据进行波形斜率估算处理，得到斜率估算值；

9、在所述斜率估算值处于第一斜率区间时，得到所述电压采样数据为指数函数波的分类结果，在所述斜率估算值处于第二斜率区间时，得到所述电压采样数据为临界方波的分类结果，在所述斜率估算值处于第三斜率区间时，得到所述电压采样数据为方波的分类结果；所述第一斜率区间、所述第二斜率区间和第三斜率区间三者的临界值依次递增。

10、在一些实施例中，所述根据所述分类结果，采用非线性最小二乘估计算法，对所述电压采样数据进行自适应辨识处理，得到辨识结果，包括：

11、根据所述分类结果，构造差函数；所述差函数由指数函数向量和电压采样值拟合而成，所述指数函数向量具有电压值向量，所述电压采样数据为指数函数波时，所述电压值向量由预设的第一响应稳态分量、第一响应增益分量和第一响应时间常数构成，所述电压采样数据为临界方波时，所述电压值向量由第二响应稳态分量、第二响应增益分量和第二响应时间常数构成，所述电压采样数据为方波时，所述电压值向量由第二响应稳态分量构成，所述第二响应稳态分量由当前的半个采样周期内末尾阶段的平均电压值生成，所述第二响应增益分量由预设常数生成，所述第二响应时间常数由所述第二响应稳态分量、所述电动汽车高压系统和所述绝缘检测系统两者的结构参数拟合而成；

12、采用非线性最小二乘估计算法，迭代更新所述电压值向量，使所述差函数的误差迭代递减，直至符合预设的收敛条件，得到迭代后的电压值向量；

13、利用所述迭代后的电压值向量构造测量矩阵，以作为所述辨识结果。

14、在一些实施例中，所述电压采样数据为指数函数波时，所述差函数的表达式为：

15、，

16、所述电压采样数据临界方波时，所述差函数的表达式为：

17、，

18、所述电压采样数据为方波时，所述差函数的表达式为：

19、，

20、其中，为当前半采样周期的第i个差函数，为当前半采样周期的第i个指数函数向量，为当前半采样周期的第一响应稳态分量，为当前半采样周期的第一响应增益分量，为当前半采样周期的第一响应时间常数，为当前半采样周期的第i个采样时刻，为当前半采样周期的第i个电压采样值，为当前半采样周期的第二响应稳态分量，为当前半采样周期的第二响应增益分量，为当前半采样周期的第二响应时间常数。

21、在一些实施例中，所述采用非线性最小二乘估计算法，迭代更新所述电压值向量，使所述差函数的误差迭代递减，直至符合预设的收敛条件，得到迭代后的电压值向量，包括：

22、生成当前迭代周期的电压值向量；

23、根据所述当前迭代周期的电压值向量，计算所述差函数的当前误差，以及构造雅可比矩阵和拟黑塞矩阵；

24、根据所述雅可比矩阵和所述拟黑塞矩阵，计算修正量，利用所述修正量对所述当前迭代周期的电压值向量进行修正，得到修正后的差函数；

25、根据所述修正后的差函数，计算所述差函数的修正后误差；

26、判断所述修正后误差是否小于所述当前误差；

27、若不小于所述当前误差，调节修正系数，返回所述根据所述雅可比矩阵和所述拟黑塞矩阵，计算修正量，利用所述修正量对所述当前迭代周期的电压值向量进行修正，得到修正后的电压值向量的步骤；

28、若小于所述当前误差，判断所述当前迭代周期修正后的电压值向量与上一迭代周期修正后的电压值向量之差的范数是否小于预设的终止精度值；

29、若小于所述终止精度值，以所述当前迭代周期的电压值向量作为所述迭代后的电压值向量；

30、若不小于所述终止精度值，调节修正系数，以下一迭代周期作为当前迭代周期，返回所述生成当前迭代周期的电压值向量的步骤。

31、在一些实施例中，所述以所述辨识结果为观测量，对以所述绝缘电阻的阻值和所述y电容的容值为状态量的状态空间模型进行状态量估算处理，得到所述绝缘电阻的电阻估算值和所述y电容的电容估算值，包括：

32、构建所述状态空间模型和观测模型；

33、采用容积原则的数值积分方法，预测所述状态空间模型的状态量和状态量误差，得到状态量预测结果，利用所述状态量预测结果预测所述观测模型的观测量和观测量误差，得到观测量预测结果；

34、利用所述观测量预测结果对所述状态量预测结果进行修正，得到修正后的状态量预测结果，根据所述修正后的状态量预测结果确定所述绝缘电阻的电阻估算值和所述y电容的电容估算值。

35、在一些实施例中，所述电动汽车高压系统包括动力电池、正极绝缘电阻、负极绝缘电阻、第一y电容、第二y电容以及电底盘，所述正极绝缘电阻和所述第一y电容分别跨接在所述动力电池的正极和所述电底盘之间，所述负极绝缘电阻和所述第二y电容分别跨接在所述动力电池的负极和所述电底盘之间；

36、所述绝缘检测系统包括第一限流电阻、第二限流电阻、第一开关、第二开关、第一采样电阻、第二采样电阻、第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第一限流电阻和所述第一开关串联之后跨接在所述动力电池的正极和所述电底盘之间，所述第二限流电阻和所述第二开关串联之后跨接在所述动力电池的负极和所述电底盘之间，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻串联之后与所述第二限流电阻和所述第二开关并联，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联之后跨接在所述动力电池的正极和所述动力电池的负极之间。

37、本技术实施例还提供一种电动汽车高压系统检测装置，包括：

38、第一模块，用于获取绝缘检测系统采样得到的电压采样数据；所述电压采样数据为所述绝缘检测系统以非平衡电桥法对电动汽车高压系统进行周期性电压采样得到的电压波形数据，所述电动汽车高压系统具有绝缘电阻和y电容；

39、第二模块，用于对所述电压采样数据进行电压波形分类处理，得到分类结果；

40、第三模块，用于根据所述分类结果，采用非线性最小二乘估计算法，对所述电压采样数据进行自适应辨识处理，得到辨识结果；所述辨识结果包含所述电压采样数据的响应稳态分量信息和响应时间信息；

41、第四模块，用于以所述辨识结果为观测量，对以所述绝缘电阻的阻值和所述y电容的容值为状态量的状态空间模型进行状态量估算处理，得到所述绝缘电阻的电阻估算值和所述y电容的电容估算值。

42、本技术实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的电动汽车高压系统检测方法。

43、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电动汽车高压系统检测方法。

44、本技术的有益效果：以非平衡电桥法对具有绝缘电阻和y电容的电动汽车高压系统进行周期性电压采样，对采样得到的电压采样数据进行电压波形分类处理，根据分类结果采用非线性最小二乘估计算法，对电压采样数据进行自适应辨识处理，然后以辨识结果为观测量，对以绝缘电阻的阻值和y电容的容值为状态量的状态空间模型进行状态量估算处理，得到绝缘阻值和y电容两者的估算值。由于先对电压采样数据进行电压波形分类处理，后对电压采样数据进行自适应辨识处理，能够在电动汽车高压系统出现绝缘故障时，快速准确地计算出绝缘阻值和等效y电容的大小，有效提高绝缘阻值的检测精度、响应速度和鲁棒性。