汽车动力电池的继电器老化预测方法、系统及汽车与流程

1.本发明涉及继电器老化预测领域，尤其涉及一种汽车动力电池的继电器老化预测方法、系统及汽车。


背景技术：

2.在电动汽车的使用过程中，需要通过开启或者关闭电动汽车的动力电池内的继电器，进而实现电动汽车的高压上电以及下电；但是随着继电器的使用时间越来越长，容易出现失效等情况，进而令动力电池内形成高压回路或者令电动汽车失去动力等，因此对动力电池的继电器的寿命进行老化预测是非常重要的。
3.现有技术中，存在通过电池管理系统来监测动力电池组中的电池包两端电压，经过继电器后的端电压以及底层软件反馈的继电器状态回检信号,进而对继电器进行寿命老化预测的方案。但是该方案存在以下不足：由于经过继电器后的端电压存在采样精度问题，且端电压的变化波动范围较大，因此，该方案对继电器的寿命进行老化预测的准确率较低。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种汽车动力电池的继电器老化预测方法、系统及汽车，以解决对继电器的寿命进行老化预测的准确率较低问题。
5.一种汽车动力电池的继电器老化预测方法，包括：
6.在启动动力电池的预设稳定时间阈值之后，获取所述动力电池的电池电流信号以及汽车的整车负载电流信号；
7.在实时检测到所述动力电池的继电器的工作状态发生改变时，根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，自预设继电器寿命表中查询与所述继电器对应的老化数值；
8.获取所述继电器的老化数值累计值；
9.根据所述老化数值累计值对所述继电器进行老化预测。
10.一种汽车动力电池的继电器老化预测系统，包括汽车动力电池以及用于执行上述汽车动力电池的继电器老化预测方法的控制模块。
11.一种汽车，包含上述汽车动力电池的继电器老化预测系统。
12.上述汽车动力电池的继电器老化预测方法、系统及汽车，该方法通过在启动动力电池的预设稳定时间阈值之后，获取所述动力电池的电池电流信号以及汽车的整车负载电流信号；在实时检测到所述动力电池的继电器的工作状态发生改变时，根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，自预设继电器寿命表中查询与所述继电器对应的老化数值；获取所述继电器的老化数值累计值；所述老化数值累计值是指所述继电器安装在所述动力电池中之后的每一次工作状态发生改变对应的老化数值的累加值；根据所述老化数值累计值对所述继电器进行老化预测。
13.本发明在检测到动力电池的各继电器的工作状态发生改变时，通过每一次发生工
作状态改变时的电流值对应的老化数值，对继电器的寿命进行老化预测，提高了对继电器寿命的老化预测的准确率；进而，可以提前预知继电器是否会因为寿命老化导致失效，降低了动力电池内形成高压回路或者令电动汽车失去动力的概率，提高了用户体验以及电池安全性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本发明一实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法的一流程图；
16.图2是本发明一实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法中步骤s10的一流程图；
17.图3是本发明一实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法中步骤s20的一流程图；
18.图4是本发明一实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法中步骤s40的一流程图；
19.图5是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在一实施例中，如图1所示，提供一种汽车动力电池的继电器老化预测方法，包括如下步骤：
22.s10：在达到启动动力电池的预设稳定时间阈值之后，获取所述动力电池的电池电流信号以及汽车的整车负载电流信号。
23.可以理解地，无论在动力电池进行充电或者放电状态，均需要在动力电池通电之后，再经过预设稳定时间阈值后才能够准确从bms(battery management system，电池管理系统)中获取动力电池的单体电压以及模组温度。可选地，预设稳定时间阈值可以为0.4s，0.5s等。作为优选，动力电池为安装在电动汽车上的动力电池，该动力电池可以为锂离子电池等。
24.进一步地，电池电流信号包含动力电池的充电电流信号以及放电电流信号，该电池电流信号可以通过动力电池内的霍尔传感器对动力电池进行电流值采集得到。整车负载电流信号指的是汽车中除动力电池外其它负载设备的电流值(例如汽车上加热器加热时的电流值)，该整车负载电流信号是通过汽车can通讯自整车控制系统中接收到的信号。
25.在一实施例中，步骤s10中包括，也即所述获取所述动力电池的电池电流信号，包括：
26.实时采集所述动力电池的初始电流信号，并确定所述初始电流信号有效之后，对所述初始电流信号进行预处理，得到所述电池电流信号。
27.可以理解地，在动力电池进入稳定状态后，通过动力电池内的霍尔传感器对动力电池进行初始电流信号进行采集，并通过can通讯将初始电流信号传输至bms中，对初始电流信号进行采样精度以及采样周期进行校验，以确定采集到的初始电流信号是否满足系统需求；在确定初始电流信号满足采样精度以及采样周期之后，对该初始电流信号进行有效性诊断，例如对初始电流信号进行超限诊断、断路诊断等，以在确定初始电流信号有效之后，对初始电流信号进行信号转换、滤波等预处理，进而得到电池电流信号。
28.在一实施例中，步骤s10中还包括，也即所述获取所述动力电池的电池电流信号以及汽车的整车负载电流信号，包括：
29.s101：检测所述整车负载电流信号关联的报文传输信号是否中断。
30.可以理解地，整车负载电流信号是通过汽车can通讯自整车控制系统中接收到的信号，因此在获取当前时刻的整车负载电流信号之前，需要检测与整车负载电流信号关联的报文传输信号是否中断，也即控制模块与整车控制系统之间的can通讯是否中断，在该报文传输信号中断时，则控制模块无法接收当前时刻整车控制系统通过can通讯发送的整车负载电流信号；在报文传输信号未中断时，则可以接收当前时刻整车控制系统通过can通讯发送的整车负载电流信号。
31.s102：在所述整车负载电流信号关联的报文传输信号未中断时，将当前的报文传输信号中包含的负载电流信号记录为所述整车负载电流信号。
32.具体地，在检测整车负载电流信号关联的报文传输信号是否中断之后，在整车负载电流信号关联的报文传输信号未中断时，则将通过汽车can通讯，接收整车控制系统当前发送的报文传输信号，进而将报文传输信号中包含的负载电流信号记录为整车负载电流信号。
33.s103：在所述整车负载电流信号关联的报文传输信号中断时，将中断之前的最后一个报文传输信号中包含的负载电流信号记录为所述整车负载电流信号，或将所述整车负载电流信号记录为零。
34.具体地，在检测整车负载电流信号关联的报文传输信号是否中断之后，在整车负载电流信号关联的报文传输信号中断时，将中断之前的最后一个报文传输信号中包含的负载电流信号记录为所述整车负载电流信号，或将所述整车负载电流信号记录为零。
35.s20：在实时检测到所述动力电池的继电器的工作状态发生改变时，根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，自预设继电器寿命表中查询与所述继电器对应的老化数值。
36.可以理解地，工作状态指的是继电器的开启状态以及关闭状态，工作状态发生改变是指上述开启状态和关闭状态之间的切换。其中，动力电池的继电器包括但不限于为主正继电器、主负继电器、预充继电器以及充电继电器等类型。
37.预设继电器寿命表中存储与各类型的继电器对应的老化数值，一个老化数值对应于一个电流值，也即，在根据车载负载电流信号以及电池电流信号确定继电器的电流值之后，即可通过预设继电器寿命表查询与该继电器的电流值对应的老化数值。进一步地，该预设继电器寿命表是根据各继电器在不同电流下的理论工作状态发生改变次数，以及继电器
供应商的出厂规格书中的推荐值生成。示例性地，理论工作状态发生改变次数指的是，在某一电流下，设定继电器的工作状态发生改变的次数达到1000次之后，即认为该继电器出现老化情况，因此，可以根据该老化情况对应的电流值与继电器供应商的出厂规格书中的推荐值，生成预设继电器寿命表。
38.具体地，在获取所述动力电池的电池电流信号以及汽车的整车负载电流信号之后，实时检测动力电池的继电器的工作状态是否发生改变，在检测到继电器的工作状态发生改变时，根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，确定与该继电器对应的电流值，并自预设继电器寿命表中查询与继电器对应的老化数值。
39.可以理解地，动力电池的继电器的工作状态发生改变，可以在接收到继电器工作状态改变之后执行；示例性地，假设在动力电池达到预设充电需求之后，接收到充电完成并切断充电继电器指令，进而切断充电继电器与动力电池之间的连接。进一步地，由于继电器的工作发生状态发生改变时，与接收到继电器工作状态改变指令之间存在时间差，因此，在检测到动力电池的继电器的工作状态发生改变时，应该选取预设周期内最大的电池电流信号(预设周期内可能周期性地采集了一个或多个电池电流信号)作为在预设继电器寿命表中查询的根据。
40.在一实施例中，步骤s20中，也即所述根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，自预设继电器寿命表中查询与所述继电器对应的老化数值，包括：
41.s201：在确定工作状态发生改变的继电器为所述动力电池内的充电继电器时，将所述充电电流与所述整车负载电流之和记录为第一电流值，将所述第一电流值与所述放电电流之差记录为第二电流值。
42.可以理解地，在实时检测到工作状态发生改变的继电器为所述充电继电器时，由于充电继电器发生工作状态的改变，因此，当前动力电池对应的状态可能为：充电设备通过切换至开启状态的充电继电器连接动力电池并开始对动力电池进行充电，或者动力电池恰好已经充电完毕，因此通过切换至关闭状态的充电继电器切断与充电设备之间的连接，亦或者通过切换至关闭状态的充电继电器切断与充电设备之间的连接，以中断对动力电池的充电等；此时，应该根据充电电流、放电电流以及整车负载电流整体计算充电继电器的电流，也即，首先将充电电流与整车负载电流之和记录为第一电流值，进而将第一电流值与放电电流之差记录为充电继电器对应的第二电流值。
43.s202：自所述预设继电器寿命表中，获取与所述第二电流值关联的第一老化数值，并将所述第一老化数值记录为所述充电继电器的老化数值。
44.可以理解地，预设继电器寿命表中存储有与各继电器对应的老化数值，一个老化数值对应于一个电流值，且每一个不同的继电器均存在一个关联的预设继电器寿命表，进而在实时检测到工作状态发生改变的继电器为所述充电继电器时，将所述充电电流与所述整车负载电流之和记录为第一电流值，将所述第一电流值与所述放电电流之差记录为充电继电器的第二电流值之后，获取与充电继电器关联的预设继电器寿命表，自该预设继电器寿命表中获取与第二电流值关联的第一老化数值，并将第一老化数值记录为充电继电器的老化数值。
45.在一实施例中，步骤s20中，也即所述根据所述整车负载电流信号以及所述电池电流信号，自预设继电器寿命表中查询与所述继电器对应的老化数值，还包括：
46.在确认工作状态发生改变的继电器为所述动力电池内除所述充电继电器之外的其他继电器时，自所述预设继电器寿命表中，获取与所述放电电流关联的第二老化数值，并将所述第二老化数值记录为所述其他继电器的老化数值。
47.可以理解地，在确认工作状态发生改变的继电器为所述动力电池内除所述充电继电器之外的其他继电器时，例如当前动力电池为非充电状态下，充电继电器的工作状态不会发生改变，而是其它继电器，如主正继电器、主负继电器等的工作状态发生改变，进而此时不需要考虑充电电流以及整车负载电流，进而在确定具体哪一类型的继电器的工作状态发生改变之后，自与工作状态发生改变的继电器关联的预设继电器寿命表中，获取与放电电流关联的第二老化数值，并将该第二老化数值记录为该继电器的老化数值。
48.s30：获取所述继电器的老化数值累计值。
49.可以理解地，对于电动汽车而言，动力电池内的继电器的工作状态发生改变(也即继电器在开启状态或者关闭状态之间切换时)用于实现电动汽车的整车高压的上电、下电以及充电等功能；然而继电器每一次的工作状态发生改变，均会对继电器的寿命老化产生影响，且在工作状态发生改变时，若存在电流，电流值越大对继电器的寿命老化产生的影响越大，因此本发明通过继电器每一次工作状态发生改变时的电池电流信号，以及整车负载电流信号对继电器的寿命老化进行预测。所述老化数值累计值是指所述继电器安装在所述动力电池中之后的每一次工作状态发生改变对应的老化数值的累加值。
50.进一步地，老化数值累计值可以存储在继电器寿命老化计数器中，该计数器会累计不同的继电器的老化数值累计值，此外，为了便于对动力电池的各继电器进行调试，在汽车中预留了外部接口，该外部接口用于在更换任意一个继电器之后，对该种类的继电器对应老化数值累计值进行清零处理。
51.s40：根据所述老化数值累计值对所述继电器进行老化预测。具体地，步骤s40中，包括：
52.s401：获取预设老化参数设计表；所述预设老化参数设计表中存储与所述继电器关联的老化参数设计值。
53.可以理解地，在步骤s20中提出预设继电器寿命表，该预设继电器寿命表用于查询与继电器对应的老化数值，且该预设继电器寿命表是根据各继电器在不同电流下的理论工作状态发生改变次数，以及继电器供应商的出厂规格书中的推荐值生成。进而本实施例中的预设老化参数设计表可以根据步骤s20中的预设继电器寿命表生成，也即该预设老化参数设计表可以通过预先对继电器进行老化测试得到；示例性地，对动力电池的充电继电器进行老化测试，假设充电继电器的工作状态发生改变的次数达到1000次之后，即认为该继电器出现老化情况，进而获取当前充电继电器的老化数值，并将其记录为与该充电继电器对应的老化参数设计值。
54.s402：将所述老化数值累计值与所述老化参数设计值之间的比值记录为老化比值。
55.s403：在所述老化比值大于或等于所述第一老化阈值，且小于所述第二老化阈值时，向预设接收方发送继电器老化更换报警指令，所述第一老化阈值小于所述第二老化阈值。
56.可以理解地，在继电器的寿命老化严重时，继电器会出现失效的情况(例如继电器
无法正常开启或者无法正常关闭)，进而令动力电池内形成高压回路或者令电动汽车失去动力。可选地，第一老化阈值可以设定为继电器出现失效情况时对应的老化数值的80％；第二老化阈值可以设定为继电器出现失效情况时对应的老化数值的90％。
57.具体地，在将老化数值累计值与老化参数设计值之间的比值记录为老化比值之后，将老化比值与第一老化阈值以及第二老化阈值进行比较，在老化比值大于或等于第一老化阈值，且小于第二老化阈值时，确定该继电器当前寿命的老化状态达到报警值，可以通过在汽车的显示装置(如仪表盘、外接显示屏等)显示达到报警值的继电器名称，也可以在汽车上的灯光组件进行亮灯显示，并向预设接收方发送继电器老化更换报警指令。其中，预设接收方可以为汽车的车主。
58.在一实施例中，步骤s402之后，也即所述将所述老化数值累计值与所述老化参数设计值之间的比值记录为老化比值之后，还包括：
59.在所述老化比值小于所述第一老化阈值时，确认所述继电器当前无需更换。
60.具体地，在所述老化数值累计值与所述老化参数设计值之间的比值记录为老化比值之后，在老化比值小于第一老化阈值时，表征当前该继电器的寿命未达到报警值，也即该继电器仍然可以正常工作，进而可以确认该继电器当前无需更换。
61.在一实施例中，步骤s402之后，也即所述将所述老化数值累计值与所述老化参数设计值之间的比值记录为老化比值之后，还包括：
62.在所述老化比值大于或等于所述第二老化阈值时，向所述预设接收方发送继电器严重老化指令，并断开所述继电器以控制所述动力电池关闭。
63.具体地，在所述老化数值累计值与所述老化参数设计值之间的比值记录为老化比值之后，在所述老化比值大于或等于所述第二老化阈值时，表征当前该继电器老化严重，需要对该继电器进行更换，避免由于老化严重出现继电器失效，进而令动力电池内形成高压回路或者令电动汽车失去动力；因此，此时向预设接收方发送继电器严重老化指令，并切断继电器与动力电池的连接，以控制动力电池关闭，进而导致高压断电，汽车停止运行。
64.在本实施例中，通过检测动力电池的各继电器的工作状态发生改变时，通过每一次发生改变时电流值对应的老化数值，对继电器的寿命进行老化预测，提高了对继电器寿命的老化预测的准确率；进而可以提前预知继电器是否会因为寿命老化导致失效，降低动力电池内形成高压回路或者令电动汽车失去动力的概率。
65.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
66.在一实施例中，提供一种汽车动力电池的继电器老化预测系统，包括汽车动力电池以及用于执行上述实施例中的汽车动力电池的继电器老化预测方法的控制模块。
67.在一实施例中，提供一种汽车，包含上述实施例中汽车动力电池的继电器老化预测系统。
68.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据
库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储上述实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种汽车动力电池的继电器老化预测方法。
69.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法。
70.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中汽车动力电池的继电器老化预测方法。
71.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
72.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
73.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。