一种纯电动汽车PTC加热器及故障诊断方法与流程

一种纯电动汽车ptc加热器及故障诊断方法
技术领域
1.本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种纯电动汽车ptc加热器及故障诊断方法。


背景技术：

2.电动汽车(bev)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆；
3.传统的纯电动汽车多采用ptc(positive temperature coefficient，正温度系数)加热器加热乘客舱，随着纯电动汽车智能化越来越高，ptc加热器功能越来越复杂，为了保证驾驶员及乘客人身安全及整车和零部件不被损坏，需要有针对ptc加热器的故障诊断方法及处理策略；
4.其中申请号为201410325916.4，名称为“一种电动车ptc加热系统及其故障诊断方法”的对比例提出如下技术方案：将故障分为一级故障和二级故障，一级故障代表故障不会造成整车或零部件损坏，系统完全可控；二级故障代表故障可能造成系统损坏或影响人身安全。若ptc控制器诊断出can(controller area network，控制器局域网总线)通讯故障，则将其归类为一级故障，将该故障上报至上级控制器处理；若ptc控制器诊断水温传感器数值溢出或数值不合理，则将其归类为二级故障，让ptc加热器进行低压下电，然后进行高压下电，并上报至上级控制器，让上级控制器点亮组合仪表上的ptc故障灯，提醒驾驶员加热系统出现故障，需及时修理；
5.上述的ptc加热系统诊断方法的ptc控制器通过相应参数状态诊断加热系统是否出现故障，参数包括水温值、加热时间、电池剩余电量(soc)。故障被分为一级故障和二级故障，一级故障代表故障不会造成整车或零部件故障，系统完全可控；二级故障代表故障可能造成系统损坏或影响人身安全；
6.但是上述的ptc加热系统诊断方法具备一定的局限性，不能对ptc加热器本体的不同故障状态加以区分，例如对于ptc电路中的igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)，其具体故障可能为：欠压、过压、过流以及短路等，而这几种故障所需的应对方法也不相同，因此上述技术方案在不能准确区分故障的情况下，就不能全面保护ptc加热器功能安全及驾驶员及乘客人身安全，因此我们提出一种纯电动汽车ptc故障诊断方法。


技术实现要素：

7.本发明的一个目的是提供一种纯电动汽车ptc加热器及故障诊断方法的新技术方案。
8.根据本发明的第一方面，提供了一种纯电动汽车ptc加热器，包括ptc加热器本体、ptc高压切断模块和控制器，所述ptc加热器本体设有异常检测模块和igbt检测模块，所述异常检测模块受所述ptc加热器本体控制做异常检测动作，所述igbt检测模块受所述ptc加
热器本体控制做异常检测动作，所述ptc加热器本体接收所述异常检测模块和igbt检测模块的错误信号发送至所述控制器，所述ptc高压切断模块控制接收所述异常检测模块和igbt检测模块的错误信号对所述ptc加热器本体做高压切断操作。
9.基于上述目的，本发明还提供了一种纯电动汽车ptc加热器故障诊断方法，包括以下步骤；
10.s1：ptc上电初始化，检测can通讯是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
11.s2：异常检测模块开始检测ptc温度传感器是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
12.s3：异常检测模块开始检测ptc电流传感器是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
13.s4：igbt检测模块开始检测igbt输入高压是否在正常范围内，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
14.s5：igbt检测模块开始检测igbt电路是否正常导通，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
15.s6：igbt检测模块开始检测igbt温度是否则正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
16.s7：igbt检测模块开始检测igbt电流是否在正常范围内，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
17.可选地，所述响应策略包括普通步骤s8和严重步骤s9，其中：
18.s8：停止ptc加热器本体工作，并且向上级控制器反馈故障信息，上级控制器反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体强制处于准备状态，等待故障恢复；
19.s9：停止ptc加热器本体工作，ptc高压切断模块切断ptc输入高压，并且向上级控制器反馈故障信息，上级控制器反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体强制处于错误状态，等待故障恢复，等待重新启动。
20.可选地，还包括以下步骤：
21.s11：can通讯异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s8。
22.可选地，还包括以下步骤：
23.s21：温度传感器异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s8。
24.可选地，s31：电流传感器异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s8。
25.可选地，还包括以下步骤：
26.s41：igbt输入高压不在正常范围内异常，igbt检测模块判断具体是ptc加热器本体的igbt过压故障还是igbt欠压故障，如果是igbt欠压故障，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s8，如果是igbt过压故障，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s8。
27.可选地，还包括以下步骤：
28.s51：igbt电路异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s9。
29.可选地，还包括以下步骤：
30.s61：igbt温度异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s9。
31.可选地，还包括以下步骤：
32.s71：igbt电流异常，ptc加热器本体执行相应的处理策略，ptc加热器本体执行s9。
33.根据本公开的一个实施例，上述纯电动汽车ptc故障诊断方法，通过对普通故障和严重故障进行区分诊断和处理，对ptc加热器本体的不同状态加以区分，用ptc加热器本体状态跳变来辅助进行故障诊断和处理，首先通过异常检测模块对can通讯、ptc温度传感器和ptc电流传感器，进行检测，然后当ptc加热器本体进入工作状态时通过igbt检测模块对igbt输入高压、igbt电路、igbt温度和igbt电流进行检测，发生故障后根据具体故障类型来使用控制器和ptc高压切断模块进行相应的处理；
34.因此该方法能够针对不同的ptc加热器故障使纯电动汽车作出不同的响应策略，尤其对于igbt的电路故障能够作出详细的区分，对于igbt的欠压、过压、过流以及短路故障能够区别检测以及作出区别处理，从而可以有效保护ptc加热器在运行过程中不会由于故障导致损坏，有效保障了驾驶员及乘客人身安全。
35.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
36.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
37.图1为一个实施例中一种纯电动汽车ptc加热器故障诊断方法的整体流程示意图；
38.图2为图1中的异常检测模块流程示意图；
39.图3为图1中的igbt检测模块流程示意图；
40.图4为另一个实施例中一种纯电动汽车ptc加热器故障诊断方法的整体流程示意图。
41.图中：100、ptc加热器本体；110、异常检测模块；120、igbt检测模块；200、控制器；300、ptc高压切断模块。
具体实施方式
42.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
43.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
44.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
45.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
46.如图1、图2、图3和图4所示，在一个实施例中，一种纯电动汽车ptc加热器，包括ptc加热器本体100、ptc高压切断模块300和控制器200，ptc加热器本体100设有异常检测模块110和igbt检测模块120，异常检测模块110受ptc加热器本体100控制做异常检测动作，igbt检测模块120受ptc加热器本体100控制做异常检测动作，ptc加热器本体100接收异常检测模块110和igbt检测模块120的错误信号发送至控制器200，ptc高压切断模块300控制接收异常检测模块110和igbt检测模块120的错误信号对ptc加热器本体100做高压切断操作。通过对普通故障和严重故障进行区分诊断和处理，对ptc加热器本体100的不同状态加以区分，用ptc加热器本体100状态跳变来辅助进行故障诊断和处理，首先通过异常检测模块110对can通讯、ptc温度传感器和ptc电流传感器，进行检测，然后当ptc加热器本体100进入工作状态时通过igbt检测模块120对igbt输入高压、igbt电路、igbt温度和igbt电流进行检测，发生故障后根据具体故障类型来使用控制器200和ptc高压切断模块300进行相应的处理，从而全面保护ptc功能安全及驾驶员及乘客人身安全。
47.基于上述目的，本发明还提供了一种纯电动汽车ptc加热器故障诊断方法，包括以下步骤；
48.s1：ptc上电初始化，检测can通讯是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
49.s2：异常检测模块110开始检测ptc温度传感器是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
50.s3：异常检测模块110开始检测ptc电流传感器是否正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
51.s4：igbt检测模块120开始检测igbt输入高压是否在正常范围内，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
52.s5：igbt检测模块120开始检测igbt电路是否正常导通，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
53.s6：igbt检测模块120开始检测igbt温度是否则正常，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
54.s7：igbt检测模块120开始检测igbt电流是否在正常范围内，若正常，则进入下一步，若异常，则上报控制器，且控制器作出响应策略；
55.响应策略包括普通步骤s8和严重步骤s9，其中：
56.s8：停止ptc加热器本体100工作，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体100强制处于准备状态，等待故障恢复；
57.s9：停止ptc加热器本体100工作，ptc高压切断模块300切断ptc输入高压，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体100强制处于错误状态，等待故障恢复，等待重新启动。
58.上述纯电动汽车ptc为了便于对普通故障和严重故障进行区分诊断和处理，对ptc加热器本体100的不同状态加以区分，用ptc加热器本体100状态跳变来辅助进行故障诊断和处理，当ptc加热器本体100完成上电初始化之后，ptc加热器本体100进入准备状态，此时，进行can通讯
59.故障检测、ptc的温度传感器故障检测、ptc的电流传感器故障检测、ptc5加热器本体100igbt电压检测，当ptc加热器本体100出现故障进入s8时，ptc加热器本体100将一直处于准备状态；当ptc加热器本体100出现故障进入s9时，ptc加热器本体100进入错误状态，退出准备状态，当ptc加热器本体100无故障产生，且ptc加热器本体100处于准备状态时，
60.如果接收到上级控制器200给出的工作指令，ptc加热器本体100即可开0始工作，当ptc加热器本体100开始工作时，ptc加热器本体100处于工作状态，退出准备状态，当ptc加热器本体100处于工作状态时，进行ptc加热器本体100的igbt电路导通检测、ptc加热器本体100的igbt温度检测、ptc加热器本体100的igbt电流检测，当ptc加热器本体100出
61.现故障进入s8时，ptc加热器本体100将进入准备状态，退出工作状态，5并且ptc加热器本体100一直处于准备状态；当ptc加热器本体100出现故障进入s9时，ptc进入错误状态，退出工作状态。当ptc加热器本体100无故障产生，且ptc加热器本体100处于准备状态时，如果接收到上级控制器200给出的工作指令，ptc加热器本体100即可开始工作，当ptc
62.无故障产生，且ptc加热器本体100处于错误状态时，如果接收到上级控0制器200给出的工作指令，ptc加热器本体100无法继续工作，此时必须要重新启动。
63.在另一实施例中，还包括以下步骤：s11：can通讯异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s8。
64.can通讯异常的情况直接影响ptc加热器本体与上级控制器200的信5息传输，此故障发生时不会对ptc加热器本体直接造成功能损坏，即ptc加热器本体在正常情况下依然可以继续保持工作状态，但在工作运行过程中上级控制器200将无法监测ptc加热器本体是否存在其他故障，因此具有很大的安全隐患，需要立即通知驾驶员处理故障，并且在检测、维修和排除该故障时，ptc加热器本体与上级控制器200均需要处于通电状态，以测试二者的通讯情况，因此处理该故障的较好方式为，将ptc加热器本体100强制上电准备，但不启动运行，并反馈故障信息给驾驶员等待处理；
65.在本实施例中，还包括以下步骤：s21：温度传感器异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s8。
66.温度传感器异常直接影响对温度的实时监控，此故障发生时不会对ptc加热器本体直接造成功能损坏，即ptc加热器本体在正常情况下依然可以继续保持工作状态，此时停止ptc加热器本体100工作，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，将ptc加热器本体100强制上电准备，但不启动运行，接收到有效的温度传感器传输的温度数据后恢复运行。
67.在本实施例中，还包括以下步骤：s31：电流传感器异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s8。
68.电流传感器异常直接影响对电流的实时监控，此故障发生时不会对ptc加热器本体直接造成功能损坏，即ptc加热器本体在正常情况下依然可以继续保持工作状态，此时停止ptc加热器本体100工作，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，将ptc加热器本体100强制上电准备，但不启动运行，接收到有效的电流传感器传输的电流数据后恢复运行。
69.在本实施例中，还包括以下步骤：s41：igbt输入高压不在正常范围内异常，igbt检测模块120判断具体是ptc加热器本体100的igbt过压故障还是igbt欠压故障，如果是igbt
欠压故障，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s8，如果是igbt过压故障，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s8。
70.igbt欠压故障直接影响igbt的运行，此故障发生时不会对ptc加热器本体和致igbt直接造成功能损坏，即ptc加热器本体在正常情况下依然可以继续保持工作状态，此时停止ptc加热器本体100工作，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，将ptc加热器本体100强制上电准备，但不启动运行，接收到正常的igbt电压数据后恢复运行；
71.igbt过压故障，直接影响igbt的运行，此故障会对ptc加热器本体和致igbt直接造成功能损坏，停止ptc加热器本体100工作，ptc高压切断模块300切断ptc输入高压，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体100强制处于错误状态，等待故障恢复，等待igbt电压数据正常后重新启动ptc加热器本体100。
72.在本实施例中，还包括以下步骤：s51：igbt电路异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s9。
73.在本实施例中，还包括以下步骤：s61：igbt温度异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s9。
74.在本实施例中，还包括以下步骤：s71：igbt电流异常，ptc加热器本体100执行相应的处理策略，ptc加热器本体100执行s9。
75.igbt电路异常、igbt温度异常和igbt电流异常，直接影响igbt的运行，此故障会对ptc加热器本体和致igbt直接造成功能损坏，停止ptc加热器本体100工作，ptc高压切断模块300切断ptc输入高压，并且向上级控制器200反馈故障信息，上级控制器200反馈故障信息给驾驶员，通知驾驶员处理故障，ptc加热器本体100强制处于错误状态，等待故障恢复，等待igbt的电路、温度和电流正常后重新启动ptc加热器本体100。
76.上述故障中can通讯故障、igbt欠压故障和igbt过温故障为普通故障，发生普通故障时执行s8，温度传感器故障电流传感器故障和igbt过压故障、igbt过流故障、igbt电路导通故障为严重故障，发生严重故障时执行s9。
77.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。