基于多源数据融合的三电故障在线检测方法及系统与流程

本发明属于三电故障在线检测，具体涉及基于多源数据融合的三电故障在线检测方法及系统。

背景技术：

1、电动车辆运行中，动力电池、电机控制器和驱动电机通过车载通信网络持续输出电压、电流、温度、转速、转矩、接触器状态、踏板开度、挡位和驱动或回馈状态。量产控制软件通常先对各通道做报文校验、量程检查、超时判断和滤波，再按标定门限、连续计数、恢复回差和故障等级表输出报警或保护指令。这类流程适合处理单通道越限、通信中断、绝缘偏低、温度异常和接触器状态不一致等问题。

2、在整车驱动、滑行和回馈制动切换过程中，动力电池电流、电机输出转矩和电机转速之间存在方向对应关系。若电流采样方向、转速方向、转矩输出方向或控制器能量转换方向出现偏差，而各单项数据仍未越过既有门限，常规阈值诊断可能只给出正常结果或延迟归类；同时，起步、停车、换向和低能量传递区间会使相关信号短时接近零点，直接用方向正负判定又容易引入误报。因此，三电在线故障检测需要在车辆既有采集通道和控制器软件内，对动力电池侧与电机轴端的能量方向关系进行联合判断，并把判断结果接入原有故障确认、分级和保护流程。

技术实现思路

1、本发明旨在提供基于多源数据融合的三电故障在线检测方法及系统，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、为了实现上述的发明目的，本发明提供如下的技术方案。

3、基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，由故障检测控制单元执行，应用于具有电气端和机械端的车辆牵引能量传递路径，包括：

4、接收车辆三电相关数据并按统一检测周期对齐为数据帧，所述车辆三电相关数据包括方向判断数据、阈值检测数据和工况辅助数据，所述方向判断数据包括动力电池电流、电机输出转矩和电机转速；

5、对所述数据帧执行有效性检查和预处理，并对所述阈值检测数据执行预设阈值检测以生成基础标志；

6、根据所述工况辅助数据确定当前数据帧属于驱动、滑行或回馈制动相关数据帧，且动力电池电流离开电流零点带、电机输出转矩与电机转速乘积离开轴端零点带时，将当前数据帧确定为方向判断有效帧；

7、根据动力电池电流确定电气端能量方向，根据电机输出转矩与电机转速乘积确定机械端能量方向；

8、在滑动时间窗内，根据电气端能量方向与机械端能量方向相反的方向判断有效帧在全部方向判断有效帧中的占比，得到牵引能量流向矛盾占比；

9、当牵引能量流向矛盾占比达到方向矛盾确认门限时，故障规则表结合基础标志形成方向矛盾候选标志，并对方向矛盾候选标志执行持续性确认以确认牵引能量方向异常。

10、与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和显著进步：

11、本发明在车辆既有动力电池、高压母线、电机控制器、驱动电机及车载通信数据基础上，引入动力电池电流、电机输出转矩和电机转速的方向一致性在线校验，并通过电流零点带、轴端零点带、工况筛选、牵引能量流向矛盾占比和持续性确认抑制起步、停车、换向及短时抖动带来的误报；在单项阈值尚未触发时，能够对电气端能量方向与机械端能量方向长期相反的情况形成方向矛盾候选标志，并与原有基础标志、故障规则表、故障归类、故障等级和车辆保护指令衔接，从而提高三电故障在线检测对跨电池、电机和控制器异常的识别能力，且便于在既有车载控制器软件中部署。

1.基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，由故障检测控制单元执行，应用于具有电气端和机械端的车辆牵引能量传递路径，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，所述动力电池电流以动力电池向高压母线放电为正、外部能量回充动力电池为负，电机输出转矩和电机转速采用同一旋转方向规定，使电机输出转矩与电机转速乘积的正负表示机械端能量方向。

3.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，所述阈值检测数据包括动力电池侧阈值检测数据，所述动力电池侧阈值检测数据包括动力电池总电压、单体最高电压、单体最低电压、电池最高温度、电池最低温度、高压绝缘电阻、电池剩余电量以及接触器状态，所述接触器状态包括主正接触器状态、主负接触器状态、预充接触器状态和高压互锁状态，所述动力电池侧阈值检测数据用于生成动力电池侧的基础标志。

4.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，所述阈值检测数据包括驱动电机和电机控制器侧阈值检测数据，所述驱动电机和电机控制器侧阈值检测数据包括控制器直流电压、控制器直流电流、电机u相电流、电机v相电流、电机w相电流、控制器功率器件温度、门极驱动故障状态、母线过压或欠压状态和电机温度，所述驱动电机和电机控制器侧阈值检测数据用于生成驱动电机和电机控制器侧的基础标志。

5.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，所述工况辅助数据包括车辆速度、加速踏板开度、制动踏板开度、挡位、整车上电状态、充电连接状态以及整车控制器给出的驱动或回馈状态；所述工况辅助数据用于识别车辆运行工况，并用于确定当前数据帧是否属于驱动、滑行或回馈制动相关数据帧。

6.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，对所述数据帧执行有效性检查和预处理包括：

7.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，得到牵引能量流向矛盾占比包括：

8.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测方法，其特征在于，所述持续性确认包括：

9.基于多源数据融合的三电故障在线检测系统，应用于车辆已有的动力电池、高压母线、电机控制器和驱动电机构成的牵引能量传递路径，其特征在于，包括故障检测控制单元，所述故障检测控制单元包括在线采集模块、数据预处理模块、阈值检测模块、工况识别模块、方向有效窗口模块、方向矛盾计算模块和故障融合确认模块；

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的基于多源数据融合的三电故障在线检测系统以及整车控制器，所述整车控制器与故障检测控制单元通信连接，并用于根据牵引能量方向异常确认结果执行车辆保护指令。