电容单元健康状态监测方法及系统与流程
本申请涉及车辆制动系统电容单元健康监测，尤其涉及电容单元健康状态监测方法及系统。
背景技术：
1、车辆制动的电容单元是一种用于储存和释放制动能量的电子元件。在车辆制动过程中，电容单元通过吸收和释放制动能量来帮助控制车辆的减速和停车。它通常由一个或多个电容器组成，这些电容器能够快速地储存和释放大量电能。
2、电容单元的工作原理基于电容器的基本原理，即当电压施加到电容器上时，电容器会储存电荷，产生电场。在制动过程中，车辆的动能通过转换器转换为电能，这些电能被储存到电容单元中。当车辆需要减速或停车时，电容单元中的电能被释放出来，通过制动器将车辆的动能转换为热能并散发到大气中。
3、电容单元的健康状态直接影响到车辆制动系统的性能。如果电容单元出现故障或性能下降，可能会导致制动系统失效，从而增加交通事故的风险。因此，对电容单元进行健康监测可以及时发现潜在问题，确保制动系统的正常工作，提高车辆的安全性。
4、相关技术中通常采用传感器直接监测电容器的电压或电流，进而对电容器状态进行判断。然而电容器的电压和电流会随着温度变化，同时当电压和电流出现偶发性波动时，容易出现误报问题。
5、中国专利《车用电源装置》，公布号：cn101228048a，公开日：2006年07月26日，具体公开了新品车用电源装置的电容单元，电容值随温度而变化的曲线符合标准的温度特性线，经过长时间使用，电容单元电容值逐渐变化，不再符合标准的温度特性线。现有技术指出，恶化的电容单元与新品电容单元在相同的温度下测量的差值是固定的。以0℃和15℃的电容值分别为14f和15f的电容为例；在其使用一段时间后，为测量其是否恶化，在0℃进行测量，得到电容值为10f，则可推断该电容单元从新品的状态恶化了4f的程度，4f即电容校正计算值，获悉该电容校正值后，在不进行测量情况下，可直接推断得到15℃下电容值为11f。相应地，恶化后的电容，存在内电阻校正值。恶化程度的判定是通过测定充电时电容值c和内部电阻值rc，如c小于恶化判定值或rc大于恶化判定值，则发送报警信号。该方案通过充电时测量电容和内部电阻值的变化判断电容单元的恶化程度，然而容易被偶发数据影响，降低准确性。
6、中国专利《一种城轨车辆超级电容外接放电装置》，公布号：cn112803521a，公开日：2021年05月14日，具体公开了包括直流双极放电接触器，电压表，控制按钮及放电接触器状态指示灯；电压表用于监测超级电容放电过程中电压下降情况；指示灯用于显示放电接触器触点状态，控制按钮用于控制接触器的动作。放电装置与车辆留有6个电气接口，接口a、b与车辆制动电阻连接；接口e、f与需要进行放电的超级电容进行连接，通过装置自带电缆标识及装置箱体印刷的标识严格对应接线，绝对不允许正负极接反；接口m、n对应连接到车辆蓄电池的正、负极。该方案中利用电压表监测超级电容放电过程中电压下降情况，同样容易被偶发性数据影响，降低准确性。
技术实现思路
1、本申请针对现有技术中对电容单元检测仅利用电压或电流进行监测准确度低的问题，提供电容单元健康状态监测方法及系统，通过比较同一温度情况下实际脉冲放电内阻与电容单元脉冲放电内阻初始值的比值，判断电容单元较初始使用时脉冲放电内阻的变化情况，以判断内阻对实际使用的影响情况，当内阻的变化情况大于或等于预设报警阈值时，认为电容单元健康状态异常输出报警信号，从而确保当电容单元健康异常时能够及时进行处理，确保行驶安全，同时在同一温度下进行比较，排除温度的影响，确保比较结果的准确性，确保监测结果的准确性。
2、为实现上述技术目的，本申请提供的一种技术方案是，电容单元健康状态监测方法，包括如下步骤：在设定电容单元温度下对电容单元执行预设次数的实际脉冲放电内阻采集；当存在实际脉冲放电内阻与电容单元脉冲放电内阻初始值的比值大于或等于预设报警阈值时，认为电容单元健康状态异常，输出报警信号。
3、进一步的，所述实际脉冲放电内阻采集包括：以电容单元充满电时的电压数据、车辆制动时的电流数据、经过预设时间后的电压数据计算实际脉冲放电电阻。
4、进一步的，所述电容单元脉冲放电内阻初始值获取步骤为：选取预设温度范围中任意温度作为预设电容单元温度；在预设电容单元温度下对初始状态下的电容单元执行电容单元脉冲放电内阻初始值采集。
5、进一步的，所述在预设电容单元温度下对初始状态下的电容单元执行电容单元脉冲放电内阻初始值采集包括：以预设电容单元温度时初始状态下的电容单元充满电时的电压数据、放电时的电流数据、经过预设时间后的电压数据计算电容单元脉冲放电内阻初始值。
6、进一步的，还包括：当存在实际脉冲放电内阻与电容单元脉冲放电内阻初始值的比值大于或等于预设报警阈值时，报错次数增加，若报错次数达到预设次数，认为电容单元健康状态异常，输出报警信号。
7、进一步的，所述实际脉冲放电内阻采集包括：以电容单元充满电时的电压数据、车辆急刹制动时的电流数据、经过预设时间后的电压数据计算实际脉冲放电电阻。
8、进一步的，所述电容单元充满电时的电压数据为：电容单元充电至额定电压95％以上时进行采集的电压数据。
9、进一步的，所述实际脉冲放电内阻为：rd2＝(v1-v2)/i1；其中，v1为电容单元充满电时的电压，i1为车辆制动时电容单元的电流，v2为经过预设时间t1后的电压。
10、本申请提供的另一种技术方案是，电容单元健康状态监测系统，连接于车辆制动控制单元的电容单元，用于实现上述的方法，包括：电流监测模块，连接于电容单元，用于在预设温度下根据预设次数获取电容单元电流数据；电压监测模块，连接于电容单元，用于在预设温度下根据预设次数获取电容单元电压数据；处理单元，用于根据电容单元电流数据以及电容单元电压数据判断电容单元健康状态，并执行报警。
11、进一步的，还包括：存储单元，连接于处理单元，用于存储电容单元脉冲放电内阻初始值以及判定结果。
12、本申请的有益效果：通过比较同一温度情况下实际脉冲放电内阻与电容单元脉冲放电内阻初始值的比值，判断电容单元较初始使用时脉冲放电内阻的变化情况，利用电压、电流的多次监测数据进行电阻计算，并比对，提高最终比对结果的准确性，从而提高对电容单元健康监测的准确性。
技术特征：
1.电容单元健康状态监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
4.如权利要求3所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：还包括：
6.如权利要求1所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
7.如权利要求2或6所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
8.如权利要求2所述的电容单元健康状态监测方法，其特征在于：
9.电容单元健康状态监测系统，连接于车辆制动控制单元的电容单元，用于实现如权利要求1至权利要求8任意一项所述的方法，其特征在于：包括：
10.如权利要求9所述的电容单元健康状态监测系统，其特征在于：还包括：
技术总结
本申请公开了电容单元健康状态监测方法及系统，方法包括如下步骤：在设定电容单元温度下对电容单元执行预设次数的实际脉冲放电内阻采集；当存在实际脉冲放电内阻与电容单元脉冲放电内阻初始值的比值大于或等于预设报警阈值时，认为电容单元健康状态异常，输出报警信号。本申请的有益效果：利用电压电流多次采集并计算内阻，与初始状态内阻比较，提高监测结果输出的准确性，提高制动可靠性。
技术研发人员：李立刚,殷军,张燕
受保护的技术使用者：恒创智行（浙江）电控制动系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23