CN103091557A - 对带有高压电网的车辆的绝缘电阻监测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对带有高压电网的车辆的绝缘电阻监测。设想了一种用于监测绝缘电阻、阻抗、或者车辆系统之间其它绝缘反映情况的监测器。所述监测器可能在估算高压电网和低压电网之间的绝缘电阻时是有用的。所述监测器可以被配置为基于高压电网的频率响应来充分地估算绝缘电阻。

Description

对带有高压电网的车辆的绝缘电阻监测

技术领域

本发明涉及在车辆内使用的监测系统，例如被配置为监测高压电网和车辆底盘之间的绝缘电阻的监测系统。

背景

电动车辆（EV）、混合电动车辆（HEV）、以及其它车辆可以包括高压电网和低压电网。低压电网可以连接到车辆底盘作为接地，而高压电网可以被配置有浮动接地，即，不连接到车辆底盘作为接地。因为高压电网不连接到与车辆底盘相同的地，电位存在，用于高压电网和低压电网之间的放电。在高压电网足够大的情况下，在高压电网和低压电网之间提供一定量的绝缘是可取的，绝缘可以被量化为绝缘电阻。

期望量的绝缘电阻可以根据高压电网上携带的电压的大小和/或高压电网与低压电网之间的电压差来改变。绝缘电阻的量可以与高压电网和车辆地，即车辆底盘之间的阻抗的量相关。高压电网和车辆地之间的阻抗可以在高压电网的激活/启动之前，即，在高压电池或者其它的高压能源放电之前被估算。这个激活前的阻抗确定可能在高压电网的操作之前评估绝缘时是有益的，然而，它不能充分地评估可能在高压电网的激活后出现的绝缘忧虑。因此，存在对在高压电网的激活后监测电阻的需要。

概述

本发明的一个非限制性方面涉及监测高压电网和低压电网之间的绝缘电阻的方法，高压电网和低压电网被包括在车辆内，低压电网连接到第一地，而高压电网连接到第二地，第二地相对于第一地浮动。所述方法包括：当高压电网是活动的时，测量高压电网的第一频率响应；以及将第一频率响应与第二频率响应相比较以确定在高压电网与低压电网之间是否提供了期望的绝缘电阻。

所述方法可以包括将测试信号施加到高压电网，第一频率响应是高压电网对测试信号的响应。

所述方法可以包括施加测试信号以包括至少两个副载波。

所述方法可以包括施加测试信号，使得至少两个副载波中的每个是正交的。

所述方法可以包括生成最初作为数字信号的测试信号，并且其后将测试信号转换为模拟信号，使得测试信号作为模拟信号被施加到高压电网。

所述方法可以包括将第一频率响应从模拟域转换到数字域，并且其中第一频率响应的数字域与第二频率响应相比较以确定是否提供了期望的绝缘电阻。

所述方法可以包括通过将第一频率响应的数字域转换成更改的第一频率响应来补偿第一频率响应和第二频率响应之间的时延，使得更改的第一频率响应与第二频率响应相比较以确定是否提供了期望的绝缘电阻。

所述方法可以包括通过将第一响应的数字域的结尾部分复制到第一响应的数字域的开始部分之前来生成更改的第一频率响应。

所述方法可以包括将结尾部分的长度设定为大约等于第一频率响应和第二频率响应之间的时延。

所述方法可以包括当高压电池是通过高压电网充电和放电之一时测量第一频率响应，当电池是充电和放电之一时，高压电网是活动的。

所述方法可以包括，在第一频率响应与第二频率响应相差不大于第一量的情况下，确定提供了期望的绝缘电阻，否则，确定未提供期望的绝缘电阻。

所述方法可以包括第二地被连接到车辆底盘。

本发明的一个非限制性方面涉及监测高压电网和低压电网之间的绝缘电阻的方法，高压电网和低压电网被包括在车辆内。所述方法包括：将测试信号施加到高压电网；测量高压电网对测试信号的第一频率响应；以及将第一频率响应与第二频率响应相比较以确定在高压电网与低压电网之间是否提供了期望的绝缘电阻。

所述方法可以包括施加测试信号以包括至少两个副载波。

所述方法可以包括施加测试信号，使得至少两个副载波中的每个是正交的。

所述方法可以包括，将第一频率响应与第二频率响应相比较包括调节第一频率响应以补偿第一频率响应和第二频率响应之间的时延。

所述方法可以包括，调节第一频率响应包括将第一频率响应的结尾部分移动到第一频率响应的开始部分之前，并且其后将第一频率响应与第二频率响应相比较以确定是否提供了期望的绝缘电阻。

本发明的一个非限制性方面涉及可操作来估算包括在车辆内的高压电网的绝缘电阻的电路。所述电路包括：可操作来输出数字测试信号的控制器；可操作来将数字测试信号转换成模拟测试信号的数字-模拟转换器；可操作来将模拟测试信号输出到高压电网的正总线的正感测阻抗；可操作来将模拟测试信号输出到高压电网的负总线的负感测阻抗；可操作来将正总线对测试信号的正模拟响应转换为对控制器的正数字响应而输出的正模拟-数字转换器；可操作来将正总线对测试信号的负模拟响应转换为对控制器的负数字响应而输出的负模拟-数字转换器；其中所述控制器基于正数字响应和负数字响应中的至少一个来确定高压电网对测试信号的第一频率响应；以及其中控制器将第一频率响应与第二频率响应相比较以确定在高压电网和车辆底盘之间是否提供了期望的绝缘电阻。

所述电路可以包括控制器，其生成测试信号以包括至少两个副载波。

所述电路可以包括控制器，其生成测试信号，使得至少两个副载波中的每个是正交的。

附图简述

图1示出了根据本发明的一个非限制性方面的车辆电力系统。

图2示出了根据本发明的一个非限制性方面的车辆电力系统。

图3示出了根据本发明的一个非限制性方面的测试信号。

图4示出了根据本发明的一个非限制性方面的频率响应。

图5-6示出了根据本发明的一个非限制性方面的数字信号处理。

详细描述

如所需要的，本发明的详细实施方式在此被公开；然而，应理解，所公开的实施方式仅仅是本发明的示例，其可以体现在不同的和可选的形式中。附图并不一定是按比例的；一些特征可以被放大或者最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域中的技术人员不同地使用本发明的代表性基础。

图1示出了根据本发明的一个非限制性方面的车辆电力系统。所述系统可以被配置为具有电池的电动DC电路，该电池具有两个端子：正端子（BAT_P）和负端子（BAT_N）。正端子可以连接到高压正电网（HV_P），而负端子可选地通过感测分流器连接到高压负电网（HV_N）。高压电网的第一节点（HV_P）和第二节点（HV_N）可以连接到DC/DC转换器，便于高压电网和低压电网之间的隔离的DC到DC转换。低压电网可以包括低压电池。低压电网和高压电网可以被配置为提供一个或者多个相应的高压负载和低压负载和/或便于为一个或者多个相应的高压负载和低压负载供电。为了示例性和非限制性的目的，高压电网可以与大于200 VDC的电压相关联，而低压电网可以与12-16 VDC或者24-28 VDC的电压相关联，如通常在电动或者部分电动车辆中所使用的。

低压电网可以连接到作为地的车辆底盘，而高压电网连接到浮动地，例如高压电池的负端子。图1示出了高压正电网和参考电位之间的绝缘阻抗的等效电路图，通常，常见的车辆地（例如，车辆底盘）特征可以是与去耦电容CY_P并联的绝缘电阻R_P。高压负电网和参考电位之间的绝缘阻抗特征可以是与去耦电容CY_N并联的绝缘电阻R_N。本发明的一个非限制性方面设想评估绝缘阻抗（通常也被称为绝缘电阻）的这个理论/等效电路图，以便确定在高压电网和低压电网/车辆地之间是否提供充分的绝缘，以便便于避免在高压电网和低压电网和/或车辆地之间可能发生的电弧放电或者其它电力传输情况。

根据本发明一个非限制性方面，为了便于估算绝缘阻抗和/或绝缘电阻，绝缘监测设备可以连接到高压电网。绝缘监测设备可以由电压调节器和绝缘监测器组成。电压调节器可以用于调节来自低压电网的电压供应用于输出到绝缘监测器。绝缘监测器可以被配置为与被测设备（DUT），即，高压电网或者某个其它设备交换信令。微控制器单元（MCU）可以被包括，并配置成便于生成数字域中的输入信号x[n]以及通过所提出的DSP技术或者其它合适的处理技术来分析参考信号r[n]以及输出信号y_P[n]和y_N[n]。

可以包括数字-模拟转换器（DAC）以便于将数字信号x[n]转换为对应的模拟信号x(t)，模拟信号x(t)可以接着在电网的任何活动的DC信号上被传送到高压电网，以便使高压电网经受测试信号和/或一组测试条件。DAC可以被假定为不是理想的，并且因此具有响应h_DAC(t)，并且引入一些噪声和失真。多个模拟-数字转换器（ADC）可以被包括，并且被配置成便于将模拟信号x(t)以及信号y_P(t)和y_N(t)转换为对应的数字信号r[n]以及y_P[n]和y_N[n]。ADC可以被类似地假定为不是理想的，并且因此具有响应h_ADC(t)，并且引入一些噪声和失真。

感测/接口电路可以用于将测量模拟信号（测试信号）注入到HV分布系统的每个分支（或者节点）中。它可以由连接到HV分布系统的正节点（HV_P）和负节点（HV_N）的感测阻抗组成。感测阻抗Z_P（由串联连接的电阻器RS_P和电容器CS_P组成，见图2）可以连接到节点HV_P，即，它可以连接到由与去耦电容CY_P并联的绝缘电阻R_P组成的阻抗。感测阻抗Z_N（由串联连接的电阻器RS_N和电容器CS_N组成，见图2）可以连接到节点HV_N，即，它连接到由与去耦电容CY_N并联的绝缘电阻R_N组成的阻抗。图2示出了如本发明的一个非限制性方面设想的可选的绝缘监测器。可选的绝缘监测器可以包括在断开和闭合位置之间可启动的开关以控制测试信号到高压正电网和高压负电网中的一个或者两个的旋转。

为了测量绝缘电阻，可以计算在给定频率处由DUT引入的衰减和时移。提出了产生由在期望频率处的一个或几个副载波组成的信号，并且进行输出信号和参考信号的频域分析。所提出的技术不仅能够高度精确地确定绝缘电阻，而且还能够最小化DAC、ADC和模拟电路的非理想效应，因为校准本质上由所提出的方案完成。因此不需要额外的校准。注意，衰减和时移可以从参考信号和DUT输出信号计算，并且这两个信号同等地被DAC、ADC和模拟滤波影响。

给出以下频率响应：DAC的H_DAC(w)、模拟电路的H_CIR(w)和ADC的H_ADC(w)。总频率响应被发现为

H_T(w)=H_DAC(w)·H_ADC(w)·H_CIR(w)

频域中的被模拟级的总频率响应影响的参考信号可以被表示为

R(w)=H_T(w)·X(x)

其中X(w)是频域中生成的信号。另外，频域中的也被DUT的频率响应影响的DUT输出信号可以被表示为

Y(w)=H_T(w)·H_DUT(w)·X(w)

因此，传递函数可以被计算为

$H\left(w\right)=\frac{Y\left(w\right)}{R\left(w\right)}=\frac{H_T\left(w\right)\·H_{\mathrm{DUT}}\left(w\right)\·X\left(w\right)}{H_T\left(w\right)\·X\left(x\right)}=H_{\mathrm{DUT}}\left(w\right)$

其可以被认为是高压电网的频率响应。

下文中的描述假定DUT的输入信号是频率f₀的单正弦信号，即，x(t)=sin(w₀t)，其中w₀=2πf₀。然而，本发明并不一定限于正弦信号，并且充分设想任何模拟和/或非模拟测试信号的使用。在假设x(t)为DUT的输入信号的情况下，输出信号中的一个（它们中的任一个）可以被表示为y_i(t)=A·x(t-Δt)，其中A是增益（或者衰减）因子，而Δt是时移。

傅立叶变换（FT）的线性和时移特性可以用于分析频域中测量的信号。假设X(w)被定义为正弦信号x(t)的频域表示，其可以借助于傅立叶变换X(w)=TF{x(t)}来计算，则y_i(t)的频域表示为

$Y_i\left(w\right)=\mathrm{TF}\left\{y_i\left(t\right)\right\}=A\·X\left(w\right)\·e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}}$

为了确定衰减和时移，技术人员仅需要找到DUT的传递函数为

$H\left(w\right)=\frac{Y_i\left(w\right)}{X\left(w\right)}=A\·e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}}$

衰减是传递函数的绝对值

$\left|H\left(w\right)\right|=|A\·e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}}|=\left|A\right|\·\left|e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}}\right|=A\·1=A$

并且时移可以从传递函数的相获取

$\frac{\arg \left(H\left(w\right)\right)}{-w_0}=\frac{\arg (A\·e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}})}{-w_0}=\frac{\arg \left(A\right)+\arg \left(e^{-j\·w_0\·\mathrm{\Δt}}\right)}{-w_0}=\frac{0-w_0\·\mathrm{\Δt}}{-w_0}=\mathrm{\Δt}$

在输入信号x(t)可以由几个频率组成的情况下。在这样的情况下，技术人员应该考虑到，时移Δt_w和衰减A_w都可以取决于频率。这借助于分指数w来表示。

因此，我们通常将传递函数定义为

H(w)=A_w·e^j·φ(w)，其中φ(w)=-w·Δt_w

因此，为了确定在给定频率w₀处的衰减，我们仅需要取在该特定频率处的传递函数的绝对值

$\left|H\left(w_0\right)\right|=|A_{w_0}\·e^{j\·\mathrm{\φ}\left(w\right)}|=\left|A_{w_0}\right|\·\left|e^{j\·\mathrm{\φ}\left(w\right)}\right|=A_{w_0}\·1=A_{w_0}$

类似地，在给定频率w₀处的时移可以从该给定频率处的传递函数的相获取

$\frac{\arg \left(H\left(w\right)\right)}{-w_0}=\frac{\arg (A_{w_0}\·e^{j\·\mathrm{\φ}\left(w_0\right)})}{-w_0}=\frac{\arg \left(A_{w_0}\right)+\arg \left(e^{j\·\mathrm{\φ}\left(w_0\right)}\right)}{-w_0}=\frac{0+\mathrm{\φ}\left(w_0\right)}{-w_0}=\mathrm{\Δ}{t}_{w_0}$

本发明的一个非限制性方面设想依靠具有时域信号的测试信号来实现估算过程，该时域信号由N个正交的副载波组成，如下：

$x\left(t\right)=\underset{k=-N/2}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_k\·e^{j2\mathrm{\π}{f}_{k}t},0\≤t\≤T_s$

其中X_k是在频率f_K=k/T_S处的副载波的振幅，而T_S是信号的持续时间。每个副载波的振幅应满足：

如果不使用副载波，X_k取0值，而如果使用副载波，X_k取{-0.5，0.5}。

为了使信号x(t)为实值，副载波振幅必须是厄米（Hermitian）对称的：X_K=X^* _-K，其中星号表示复共轭。

作为例子，持续时间为5秒的传输信号在频率1Hz和3Hz处分别由振幅为1和-1的两个副载波组成，为了使副载波是正交的，副载波间距被设定为1/5=0.2Hz。

为了产生振幅为1的1Hz信号，可以使用X₅=X_-5=1/2，并且为了产生振幅为-1的3Hz信号，我们使用X₁₅=X_-15=1/2。其余的副载波具有零振幅。于是，

应当注意，信号可以由MCU生成，因此使用离散的（数字的）格式而不是连续的（模拟的）格式可能是有益的。本发明设想使用x[n]来表示数字域中的时域信号x(t)，以及使用X_k来表示数字域中的频域信号。可以表明：x[n]可以通过取{X_k}:[X₀，X₁，…，X_(N-1)]所组成的向量的N/N_s比例的离散傅里叶逆变换（IDFT）来得到：

$x\left[n\right]=\frac{1}{N_s}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_k{e}^{j2\mathrm{\πkn}/N},n=\mathrm{0,1},...,N-1$

其中Ns是活动的副载波（即，具有不同于零的振幅）的数量，而N是IDFT大小。为了减小模拟电路的需要，采样频率可以明显大于最大频率，例如，N可以明显大于具有不同于零的振幅的最大副载波指数。

在数字格式中，k可以在范围[0，N-1]中被选择，而不是如在模拟格式的

中选择。这意味着，在数字域中，非标准化频谱可以在范围[0，f_s）而不是

中被查找。根据采样定理，范围

中的数字频谱与范围

中的数字频谱确切地相同。因此k指数的两个范围提供相同的信息。使用正范围的原因是计算机不使用负指数进行操作。

在数字格式中，厄米对称意味着X_K=X^* _N-K。

考虑之前的实例：持续时间为5秒的信号在频率1Hz和3Hz处分别由振幅为1和-1的两个副载波组成。再次，为了使副载波是正交的，副载波间距被设置为1/5=0.2Hz。假定采样时间为1ms，为了产生5秒信号，需要N=5000。为了产生振幅为1的1Hz信号，我们使用X₅=X₄₉₉₅=1/2，而为了产生振幅为-1的3Hz信号，我们使用X₁₅=X₄₉₈₅=-1/2。其余的副载波具有零振幅。

图3中示出的曲线示出了所生成的信号的实例，包括两个单独的（并且正交的）信号x₁(t)=cos(2πt)和x₂(t)=-cos(2π3t)，和作为这两个（正交）信号的相加的信号。

假定输出信号y_P[n]和y_N[n]可以相对于参考信号r[n]被时移，为了能够在整个DFT窗口大小中处理信号，循环后缀可以被加到传输信号，使得这两个信号在该DFT窗口中都是非零的。见图4，作为例子，其中蓝色的信号是生成的信号，蓝色的信号是示出了相对于生成的信号时移的所接收的信号。

如图5中所示出的，循环前缀插入可以通过简单地将生成的时域信号的最后样本复制到起始部分来完成。循环前缀的长度N_cp可以被选择，使得N_cp·T_s大于输出信号所经历的最大延迟。

在检测中，为了减小模拟电路的需要，所使用的采样频率明显大于最大频率。

图6描绘了参考信号和DUT输出信号。对于绝缘监测，可能仅仅必须审查位于DFT窗口内的信号的部分。事实上，这意味着在开始传输输入信号x[n]后，通过ADC获得的第一N_cp样本可能需要被丢弃。

定义r[n]，n∈[0，N-1]和y_i[n]，n∈[0，N-1]为DFT窗口内的参考信号和DUT输出信号，i∈[N，P]，相对于r[n]的y_i[n]的衰减和时移可被计算如下：

1.借助于N_s/N比例的DFT将参考信号转换为频域：

1. $R_k=\frac{N_s}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n{e}^{-j2\mathrm{\πkn}/N},k\∈Q$

2.其中Q是在范围[0，N/2]中的具有不同于零的振幅的一组副载波的指数。

2.借助于N_s/N比例的DFT将DUT输出信号转换为频域：

3. $Y_k=\frac{N_s}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_n{e}^{-j2\mathrm{\πkn}/N},k\∈Q$

3.计算DUT在副载波k处的传递函数：

4. $H_k=\frac{Y_k}{X_k},k\∈Q$

4.通过取传递函数的绝对值来计算在副载波k处的衰减，即，A_k：

5.A_k=|H_k|,k∈Q

5.从传递函数的相计算在副载波k处的时移，即，Δt_k:

$\mathrm{\Δ}{t}_k=-\frac{T_s}{2\mathrm{\πk}}\·\arg \left(H_k\right),k\∈Q$

在副载波的数量比FFT大小小得多的情况下，减小计算复杂度可能是有益的，而不是取参考信号和DUT输出信号的整个DFT，以仅仅计算期望的副载波的复振幅。参见步骤1和2

此外，因为时域信号r[n]和y_i[n]是实数，由此可知，频域信号是厄米对称的。因此，使用在范围[0，N/2]中的指数来计算副载波的复振幅可能就足够了。例如，给出持续时间5秒的信号，其由分别在频率1Hz和3Hz处的振幅为1和-1的两个副载波组成。

生成的信号具有以下特性：

副载波间距：0.2Hz

DFT大小：N=5000

1Hz副载波振幅：X₅=X₄₉₉₅=1/2

3Hz副载波振幅：X₁₅=X₄₉₈₅=-1/2

其余副载波振幅：Xk=0，

为了计算在1Hz和3Hz处的衰减和时移，我们将如下进行处理：

计算在期望频率处的参考信号的复振幅：

$R_5=\frac{1}{2500}\underset{n=0}{\overset{4999}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n{e}^{-j10\mathrm{\πn}/5000}$

$R_{15}=\frac{1}{2500}\underset{n=0}{\overset{4999}{\mathrm{\Σ}}}{r}_n{e}^{-j30\mathrm{\πn}/5000}$

计算在期望频率处的DUT输出信号的复振幅：

$Y_5=\frac{1}{2500}\underset{n=0}{\overset{4999}{\mathrm{\Σ}}}{y}_n{e}^{-j10\mathrm{\πn}/5000}$

$Y_{15}=\frac{1}{2500}\underset{n=0}{\overset{4999}{\mathrm{\Σ}}}{y}_n{e}^{-j30\mathrm{\πn}/5000}$

计算在期望频率处的DUT的传递函数：

$H_5=\frac{Y_5}{R_5},$ $H_{15}=\frac{Y_{15}}{R_{15}}$

计算在期望频率处的衰减：

A₅=|H₅|，A₁₅=|H₁₅|

计算在期望频率处的时移：

$\mathrm{\Δ}{t}_5=-\frac{\arg \left(H_5\right)}{10000\mathrm{\π}},$ $\mathrm{\Δ}{t}_{15}=-\frac{\arg \left(H_{15}\right)}{30000\mathrm{\π}}$

最后，衰减A(f)和时移Δt(f)可以用于获得等效阻抗。本发明设想的一种获得等效阻抗的方法可以基于使用R_N和R_P的准确值（例如1Mohm、900Kohm、800Kohm、…、500Kohm、…、100Kohm、50Kohm）来校准具有CY_N和CY_P的固定值的系统。每个副载波的每个DUT输出信号的值被测量并被储存在系统中以用于与在实际操作期间进行的测量相比较。当测量完成时，结果可以与所储存的值相比较，并且根据比较的结果，电阻器的值可以被分配到某个范围（例如900Kohm和800Kohm之间）。因为若干测量是可得到的（由于使用若干副载波），唯一和有效值被获取（例如通过平均化或者使用多数表决或者类似方法）。如果该有效值对应于某个范围（例如在200Kohm之下），警报可以被激活以指示高压电网的不足的绝缘水平，即，绝缘电阻低于对优选的操作期望的阈值。以这种方式，高压电网的第一频率响应可以与期望的频率响应，即，绝缘电阻相比较，从而评估是否提供足够的绝缘水平。

可选地，从这些测量中，由Z_N、Z_P和R_N和CY_N以及R_P、CY_P形成的电路的完整等效阻抗Z_T=R_T+jX_T可以被计算出。Z_N、Z_P的值是已知的，且R_N和CY_N和R_P、CY_P的值使用阻抗的串联-并联组合的公式计算出：ZS=Z1+Z2和ZP=(Z1*Z2)/(Z1+Z2)。

如以上所支持的，本发明的一个非限制性方面设想计算非接地的HV分布系统（通常在电动或者插电式混合电动车辆中使用）和车辆地或者底盘的绝缘电阻的系统和方法。在这些车辆中，HV电池可以用于将能量输送到例如牵引逆变器、充电器、DC-DC转换器和其它HV负载，或者从例如牵引逆变器、充电器、DC-DC转换器和其它HV负载获得能量。在车辆的这些组件之间用电线连接的HV电网（HV_P和HV_N线路）可以是浮动配电（即，不参考地或者底盘）。因为所描述的分配被完全地屏蔽并且屏蔽物被连接到地（即，车辆底盘）可能是合乎需要的，本发明设想了检查存在于HV_P和HV_N线路与地之间的隔离的正确水平（即，在这些线路和地之间的以Rp和Rn为特征的等效电阻大到足以保证车辆符合所要求的电气规格和功能安全规范）的一种系统。这对于便于基于数字信号处理（DSP）技术来设定绝缘电阻的下限（在最大误差内）是有帮助的。

虽然上面描述了示范性实施方式，意图不是这些实施方式描述本发明的所有可能的形式。更确切地，在本说明书中所使用的词是描述的而不是限制的词，并且应理解，可以进行各种改变，而不偏离本发明精神和范围。另外，不同的实现实施方式的特征可被组合以形成本发明的另外的实施方式。

Claims (20)

1.一种监测高压电网和低压电网之间的绝缘电阻的方法，所述高压电网和所述低压电网被包括在车辆内，所述低压电网连接到第一地，而所述高压电网连接到第二地，所述第二地相对于第一地浮动，所述方法包括：

当所述高压电网是活动的时，测量所述高压电网的第一频率响应；以及

将所述第一频率响应与第二频率响应相比较，以确定在所述高压电网与所述低压电网之间是否提供了期望的绝缘电阻。

2.如权利要求1所述的方法，还包括将测试信号施加到所述高压电网，所述第一频率响应是所述高压电网对所述测试信号的响应。

3.如权利要求2所述的方法，还包括施加所述测试信号以包括至少两个副载波。

4.如权利要求3所述的方法，还包括施加所述测试信号，使得所述至少两个副载波中的每个是正交的。

5.如权利要求1所述的方法，还包括生成最初作为数字信号的所述测试信号，并且其后将所述测试信号转换为模拟信号，使得所述测试信号作为所述模拟信号被施加到所述高压电网。

6.如权利要求1所述的方法，还包括将所述第一频率响应从模拟域转换到数字域，并且其中所述第一频率响应的所述数字域与所述第二频率响应相比较，以确定是否提供了所述期望的绝缘电阻。

7.如权利要求6所述的方法，还包括通过将所述第一频率响应的所述数字域转换成更改的第一频率响应来补偿所述第一频率响应和所述第二频率响应之间的时延，使得所述更改的第一频率响应与所述第二频率响应相比较，以确定是否提供了所述期望的绝缘电阻。

8.如权利要求7所述的方法，还包括通过将所述第一响应的所述数字域的结尾部分复制到所述第一响应的所述数字域的开始部分之前来生成所述更改的第一频率响应。

9.如权利要求8所述的方法，还包括将所述结尾部分的长度设定为大约等于所述第一频率响应和所述第二频率响应之间的所述时延。

10.如权利要求1所述的方法，还包括当高压电池是通过所述高压电网充电和放电之一时测量所述第一频率响应，当所述电池是充电和放电之一时，所述高压电网是活动的。

11.如权利要求1所述的方法，还包括在所述第一频率响应与所述第二频率响应相差不大于第一量的情况下，确定提供了所述期望的绝缘电阻，否则，确定没有提供所述期望的绝缘电阻。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述第二地被连接到所述车辆的底盘。

13.一种监测高压电网和低压电网之间的绝缘电阻的方法，所述高压电网和所述低压电网被包括在车辆内，所述方法包括：

将测试信号施加到所述高压电网；

测量所述高压电网对所述测试信号的第一频率响应；以及

将所述第一频率响应与第二频率响应相比较，以确定在所述高压电网与所述低压电网之间是否提供了期望的绝缘电阻。

14.如权利要求13所述的方法，还包括施加所述测试信号以包括至少两个副载波。

15.如权利要求14所述的方法，还包括施加所述测试信号，使得所述至少两个副载波中的每个是正交的。

16.如权利要求13所述的方法，其中将所述第一频率响应与所述第二频率响应相比较包括调节所述第一频率响应以补偿所述第一频率响应和所述第二频率响应之间的时延。

17.如权利要求16所述的方法，其中调节所述第一频率响应包括将所述第一频率响应的结尾部分移动到所述第一频率响应的开始部分之前，并且其后将所述第一频率响应与所述第二频率响应相比较以确定是否提供了所述期望的绝缘电阻。

18.一种可操作来估算包括在车辆内的高压电网的绝缘电阻的电路，所述电路包括：

控制器，其可操作来输出数字测试信号；

数字-模拟转换器，其可操作来将数字测试信号转换为模拟测试信号；

正感测阻抗，其可操作来将所述模拟测试信号输出到所述高压电网的正总线；

负感测阻抗，其可操作来将所述模拟测试信号输出到所述高压电网的负总线；

正模拟-数字转换器，其可操作来将所述正总线对所述测试信号的正模拟响应转换为正数字响应而输出到所述控制器；

负模拟-数字转换器，其可操作来将所述正总线对所述测试信号的负模拟响应转换为负数字响应而输出到所述控制器；

其中所述控制器基于所述正数字响应和所述负数字响应中的至少一个来确定所述高压电网对所述测试信号的第一频率响应；以及

其中所述控制器将所述第一频率响应与第二频率响应相比较，以确定在所述高压电网和所述车辆的底盘之间是否提供了期望的绝缘电阻。

19.如权利要求18所述的电路，其中所述控制器生成所述测试信号以包括至少两个副载波。

20.如权利要求18所述的电路，其中所述控制器生成所述测试信号，使得所述至少两个副载波中的每个是正交的。

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