CN104220886B - 用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法 - Google Patents

用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于测量绝缘电阻的设备，其能计算电池的阴极端子侧绝缘电阻值以及阳极端子侧绝缘电阻值。根据本发明的用于测量绝缘电阻的设备将绝缘电阻测量单元选择性地连接至电池的阴极端子或阳极端子以形成互不相同的第一电路和第二电路，并从施加至绝缘电阻测量单元的第一和第二绝缘检测电压以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程来计算阴极端子侧绝缘电阻值以及阳极端子侧绝缘电阻值。因此，本发明可分别获得电池的阴极端子和阳极端子的定量的绝缘电阻值。

Description

用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请是2013年3月26日提交的国际申请No.PCT/KR2013/002499的国家阶段申请，并要求2012年3月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0030527以及2013年3月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-0031939的优先权，其公开通过引用被并入于此。
技术领域
本公开涉及一种用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法，且更具体地，涉及一种用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法，其可测量诸如电动车或混合动力车的需要高电压的电池供电系统中采用的电池的绝缘电阻。
背景技术
近年来，由于矿物能源枯竭以及环境污染，对借助电能而不是矿物能源进行操作的电子产品日益受到关注。
因此，随着移动装置、电动车、混合动力车、蓄电装置、不间断电源等的开发和消耗的不断增长，作为能量源的二次电池的消耗快速增长以及它的各种形式。因此，非常积极地研究二次电池以应对这些不同需求。
同时，诸如电动车或混合动力车的采用高输出高容量电池的装置需要保持电池和装置之间良好的绝缘状态。否则会产生泄漏电流，从而导致各种问题。仅供参考，泄漏电流导致电池的不期望的放电或装备在装置中的电子元件的故障。而且，诸如电动车的采用高压电池的装置会给人以致命电击。因此，在与本公开有关的技术领域中，迫切需要用于精确测量电池的绝缘电阻的解决方案。
发明内容
技术问题
在考虑到现有技术的情况下设计了本公开，并且本公开的目的是提供用于测量电池的绝缘电阻的设备和方法。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备包括分别连接至电池的阴极端子和阳极端子的第一绝缘电阻测量单元以及第二绝缘电阻测量单元，通过将第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元选择性地分别连接至阴极端子和阳极端子而形成不同的第一电路和第二电路的第一开关和第二开关，感测施加至第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压的电压检测单元，以及从第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值和阳极端子侧绝缘电阻值的控制单元。
优选地，第二绝缘电阻测量单元还包括直流(DC)供电单元。
优选地，控制单元利用以下方程计算阴极端子侧绝缘电阻值以及阳极端子侧绝缘电阻值：
∴
∴
∴
∴
其中VBat表示电池电压值，V1表示第一绝缘检测电压，V2表示第二绝缘检测电压，VDC表示DC供电单元的电压值，R1表示第一电阻值，R2表示第二电阻值，RLeak(+)表示阴极端子侧绝缘电阻值，以及RLeak(-)表示阳极端子侧绝缘电阻值。
优选地，控制单元将所计算的阴极端子侧绝缘电阻值以及所计算的阳极端子侧绝缘电阻值中较小的绝缘电阻值确定为最终的绝缘电阻值。而且，控制单元通过将最终的绝缘电阻值与预设的标准绝缘电阻值进行比较来判断电池中是否发生绝缘击穿。
根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备可还包括存储电池电压值、DC供电单元的电压值、第一电阻值、第二电阻值、以及标准绝缘电阻值的存储单元。
而且，根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备可还包括与外部装置形成通信接口的传输单元，且控制单元可通过传输单元将有关是否发生绝缘击穿的信息传输至外部装置。在这种情况下，外部装置可以是电池分析装置或装备有电池的系统的控制装置。
而且，根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备可还包括视觉地或听觉地输出是否发生绝缘击穿的警报单元，且当感测到绝缘击穿时，控制单元会通过警报单元输出警报信号以视觉地或听觉地提供绝缘击穿的警报。
本公开的目的还可通过用于测量绝缘电阻的设备实现，该设备包括连接至电池的阴极端子或阳极端子的绝缘电阻测量单元，通过将绝缘电阻测量单元选择性地连接至电池的阴极端子和阳极端子而形成不同的第一电路和第二电路的开关单元，感测施加至绝缘电阻测量单元的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压的电压检测单元，以及从第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值和阳极端子侧绝缘电阻值的控制单元。
在这种情况下，开关单元通过将绝缘电阻测量单元的一端选择性地连接至电池的阴极端子或阳极端子以及将绝缘电阻测量单元的另一端选择性地连接至地或DC供电单元而形成不同的第一电路和第二电路。为此，开关单元可包括多路复用器(MUX)。
为了实现该目的，根据本公开的测量绝缘电阻的方法利用由分别连接至电池的阴极端子和阳极端子的第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元所检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压来测量电池的绝缘电阻，且该方法包括：(a)在通过将第一绝缘电阻测量单元连接至电池的阴极端子而形成第一电路之后，感测第一绝缘检测电压，(b)在通过将第二绝缘电阻测量单元连接至电池的阳极端子而形成第二电路之后，感测第二绝缘检测电压，以及(c)从第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值以及阳极端子侧绝缘电阻值。
本公开的目的还可通过利用由连接至电池的阴极端子或阳极端子的绝缘电阻测量单元检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压来测量电池的绝缘电阻的方法来实现，该方法包括：(a)在通过将绝缘电阻测量单元连接至电池的阴极端子而形成第一电路之后，感测第一绝缘检测电压，(b)在通过将绝缘电阻测量单元连接至电池的阳极端子而形成第二电路之后，感测第二绝缘检测电压，以及(c)从第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值和阳极端子侧绝缘电阻值。
有益效果
根据本公开的方面，可获得电池的阴极端子和阳极端子中每一个的定量的绝缘电阻值。因此，能够确定是否发生电池的绝缘状态的击穿，以及哪个电极发生绝缘击穿现象。
根据本公开的另一方面，可通过将阴极端子侧绝缘电阻值和阳极端子侧绝缘电阻值中较小的绝缘电阻值选择为最终的绝缘电阻值而防止泄漏电流导致的安全事故。
附图说明
附图图示出本公开连同在前公开的优选实施例，用于提供对本公开的技术要旨的进一步理解。但是，不应把本公开理解为限于附图。
图1是图示根据本公开的装备有用于测量绝缘电阻的设备的电池供电系统的等效电路的电路示意图。
图2是图示根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备的配置的示意性框图。
图3是图示根据本公开的示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备的等效电路的电路示意图。
图4是图示根据本公开的另一示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备的等效电路的电路示意图。
图5是图示第一电路的电路示意图。
图6是图示第二电路的电路示意图。
图7是图示根据本公开的示例性实施例的测量绝缘电阻的方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在说明之前，应当理解说明书和所附权利要求中采用的术语不应被理解为限于一般和字典上的含义，而是应根据本发明人允许定义适于最佳解释的术语的原则，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念进行解释。因此，本文提出的说明只是仅用于说明目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解在不脱离本公开的精神和范围的情况下可对本公开做出其他等效和修改。
图1是图示根据本公开的装备有用于测量绝缘电阻的设备100的电池供电系统的等效电路的电路示意图。
如图1中所示，电池供电系统包括电池10，其是包括多个串联和/或并联的电池胞的电池组件，并且被供以从电池10输出的电力的负载20以及根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100被连接至电池10的阴极端子和阳极端子。
电池10是电能存储器件，且具有多个可充电单位电池胞电连接以能进行充电的结构。单位电池胞是双层电容器，其包括超级电容或诸如锂离子电池，锂聚合物电池，Ni-Cd电池，Ni-MH电池，Ni-Zn电池等的二次电池。例如，如果电池10是用于电动车或混合动力车中的电池，则电池10输出200V或更高的高压直流(DC)功率。但是，本公开不受电池类型、输出电压、充电容量等的限制。
负载20可包括电动车或混合动力车的驱动电机M，DC-DC转换器(未示出)等等。而且，DC/DC电容器(C1)以及Y电容器(C2,C3)可提供在负载20中以消除从驱动电机(M)产生的噪声。DC/DC电容器(C1)通过采用高容量电容器而消除从驱动电机(M)产生的高频噪声，且Y电容器(C2,C3)消除从驱动电机(M)产生的低频噪声。
根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100连接至电池10的阴极端子和阳极端子中的每一个，以测量电池10的绝缘电阻。下文参考图2提供用于测量绝缘电阻的设备100的配置的详细说明。
图2是说明根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100的配置的示意性框图。
参考图2，根据本公开的示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备100包括开关单元110，绝缘电阻测量单元120，电压检测单元130以及控制单元140。
绝缘电阻测量单元120连接至电池10的阴极端子和阳极端子，且由此被施加电池10的电压。
开关单元110将绝缘电阻测量单元120选择性地连接至电池10的阴极端子和阳极端子，以便形成不同的第一电路和第二电路。
图3是图示根据本公开的示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备100的等效电路的电路示意图。
参考图3，根据本公开的开关单元110通过将绝缘电阻测量单元120的一端选择性地连接至电池10的阴极端子或阳极端子且将绝缘电阻测量单元120的另一端选择性地连接至地或DC供电单元(DC)而形成不同的第一电路和第二电路。
为此，开关单元110可包括多路复用器(MUX)。多路复用器是指当来自若干线路的输入集中在一个线路上时选择一个输入的装置。多路复用器也被称为选择器。当多路复用器用作开关单元110时，绝缘电阻测量单元120的一端可基于输入至多路复用器的信号而选择性地连接至电池10的阴极端子或阳极端子。而且，绝缘电阻测量单元120的另一端可基于输入至多路复用器的信号而选择性地连接至地或DC供电单元(DC)。
图4是图示根据本公开的另一示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备100的等效电路的电路示意图。
参考图4，根据本公开的另一示例性实施例的用于测量绝缘电阻的设备100的绝缘电阻测量单元120被分成第一绝缘电阻测量单元121以及第二绝缘电阻测量单元122。而且，开关单元110被分成第一开关(SW1)以及第二开关(SW2)。
当与图3的实施例进行比较时，图4的实施例是其中出于说明和理解方便的原因而将连接至电池10的阴极和阳极端子的绝缘电阻测量单元120分开的实施例。在图4的实施例中，出于说明和理解方便的原因开关单元110也被分开。以下，在根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100的说明中，基于图4的实施例提供说明。但是，应当理解图4的实施例仅仅是根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100的一个示例。而且，虽然图4示出第一绝缘电阻测量单元121和第二绝缘电阻测量单元122仅仅包括电阻元件，但是应当理解可增加能测量所施加的电池10的电压的公知电子部件并替代电阻元件。
第一开关(SW1)将第一绝缘电阻测量单元121连接至电池10的阴极端子。第一开关(SW1)通过控制来自控制单元140的控制信号而执行接通/断开操作。因此，第一绝缘电阻测量单元121通过来自控制单元140的控制信号连接至电池10的阴极端子。在说明书中，为了帮助理解本公开，通过将第一绝缘电阻测量单元121连接至电池10的阴极端子而形成的电路被指定为第一电路。当形成第一电路时，从电池的阴极端子一侧施加的电压施加至第一绝缘电阻测量单元121。
第二开关(SW2)将第二绝缘电阻测量单元122连接至电池10的阳极端子。第二开关(SW2)通过控制来自控制单元140的控制信号而执行接通/断开操作。因此，第二绝缘电阻测量单元122通过来自控制单元140的控制信号连接至电池10的阳极端子。在说明书中，为了帮助理解本公开，通过将第二绝缘电阻测量单元122连接至电池10的阳极端子而形成的电路被指定为第二电路。当形成第二电路时，从电池的阳极端子一侧施加的电压施加至第二绝缘电阻测量单元122。
优选地，第二绝缘电阻测量单元122还包括DC供电单元(DC)。当形成第二电路时，其将正电压施加至第二绝缘电阻测量单元122，以便电压检测单元130可感测非零电压值。
优选地，第一绝缘电阻测量单元121和第二绝缘电阻测量单元122包括多个电阻元件。通过电池10施加至各个电阻元件的电压范围可通过对多个电阻元件的电阻值进行任意选择而设定。在实施例中，将要由电压检测单元130感测的电压范围可通过适当选择电阻元件的值而设定为小于或等于5V。
虽然图4示出其中第一和第二绝缘电阻测量单元121和122包括第一电阻R1和第二电阻R2的实施例，但是本公开不限于所图示的实施例。而且，应当理解，在图4的实施例中，第一和第二绝缘电阻测量单元121和122示出为同样都包括第一电阻R1和第二电阻R2，以帮助理解本公开并使附图得以简化。对于本领域技术人员显而易见的是可对电阻元件的数量，各个电阻元件的电阻值等等进行各种设定。
电压检测单元130感测施加至第一和第二绝缘电阻测量单元121和122的绝缘检测电压。绝缘检测电压是施加至第二电阻R2的电压。绝缘检测电压用于计算电池10的绝缘电阻值。在说明书中，当形成第一电路时施加至第一电阻测量单元121中包括的第二电阻R2的电压被指定为第一绝缘检测电压V1。而且，当形成第二电路时施加至第二电阻测量单元122中包括的第二电阻R2的电压被指定为第二绝缘检测电压V2。电压检测单元130将对应于第一和第二绝缘检测电压V1和V2的信号输出至控制单元140。
控制单元140输出用于控制第一开关SW1和第二开关SW2的接通/断开操作的信号。当控制单元140发送使第一开关SW1能够执行接通操作的控制信号时，控制单元140控制第二开关SW2执行断开操作。相反，当控制单元140发送使第二开关SW2能够执行接通操作的控制信号时，控制单元140控制第一开关SW1执行断开操作。通过这种操作，控制单元140使第一和第二绝缘电阻测量单元121和122能够在不同时间点连接至电池10的阴极端子和阳极端子。同时，第一开关SW1和第二开关SW2的指定仅用于彼此区分，且不表示来自控制单元140的控制信号的输出顺序或本公开的操作次序。
控制单元140接收对应于从电压检测单元130接收的第一和第二绝缘检测电压V1和V2的信号。随后，控制单元140从第一和第二绝缘检测电压V1和V2以及从第一电路和第二电路得到的联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)。下文将提供用于通过联立电路方程计算绝缘电阻值的算法的详细说明。
同时，电池10的电压表达为VBat，且电池10的阴极端子和阳极端子的阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)表示代表电池10的绝缘状态的虚拟电阻值。因此，当发生电池10的绝缘状态的击穿时，阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)的测量值将变低，且通过这种情况，其可被解释为出现泄漏电流。
以下，参考图5和6详细描述根据本公开的用于计算用于测量绝缘电阻的设备100中的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)的算法。
图5是图示第一电路的电路示意图。
参考图5，流过第一绝缘电阻测量单元121的电流由I1表示，流过阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)的电流由I2表示，且流过阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)的电流由I3表示。
首先，当用于第一绝缘检测电压V1的值用I1代表时，第一绝缘检测电压V1由以下方程1给出。
<方程1>
V1＝I1R2
如果相对于I1整理方程1，则方程1表达为下述方程2。
<方程2>
而且，因为第一绝缘电阻测量单元121与阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)并联，因此建立如以下方程3的关系。
<方程3>
I1R1+V1＝I2RLeak(+)
如果相对于I2整理方程3且将方程2代入其中，则方程3可表达为下述方程4。
<方程4>
同时，如果基于连接至地的节点n应用基尔霍夫电流定律，则导出以下方程5。
<方程5>
I1+I2＝I3
如果将方程2和4代入方程5且随后相对I3整理，则方程5可表达为下述方程6。
<方程6>
同时，如果基于图3中的网孔1应用基尔霍夫电压定律，则导出包括在以下方程7中的第一行的方程。而且，如果采用通过方程4和6获得的I2和I3整理第一行的方程，则可导出包括在以下方程7中的最后一行的方程。
<方程7>
VBat＝I2RLeak(+)+I3RLeak(-)
上述方程7中包括的最后一行的方程是用于计算阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)的联立电路方程之一，且与下述其他电路方程一起使用。
图6是图示第二电路的电路示意图。
参考图6，流过第二绝缘电阻测量单元122的电流由I1表示，流过阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)的电流由I2表示，且流过阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)的电流由I3表示。
首先，如果用于第二绝缘检测电压V2的值用I1代表，则第二绝缘检测电压V2由以下方程8给出。
<方程8>
V2＝VDC-I1R2
如果相对于I1整理方程8，则方程8表达为下述方程9。
<方程9>
而且，因为第二绝缘电阻测量单元122与阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)并联，因此建立如以下方程10的关系。
<方程10>
I1R1-V2＝I2RLeak(-)
如果相对于I2整理方程10且将方程9代入其中，则方程10可表达为下述方程11。
<方程11>
同时，如果基于连接至地的节点n应用基尔霍夫电流定律，则导出以下方程12。
<方程12>
I3＝I1+I2
如果将方程9和11代入方程12且随后相对I3整理，则方程12可表达为下述方程13。
<方程13>
同时，如果基于图6中的网孔2应用基尔霍夫电压定律，则导出包括在以下方程14中的第一行的方程。而且，如果采用通过方程11和13获得的I2和I3整理第一行的方程，则可导出包括在以下方程14中的最后一行的方程。
<方程14>
VBat＝I2RLeak(-)+I3RLeak(+)
上述方程14中包括的最后一行的方程是用于计算阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)的联立电路方程之一。因此，如果通过同时利用方程7中包括的最后一行的方程以及方程14中包括的最后一行的方程来获得阴极端子侧绝缘电阻RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻RLeak(-)的解，则可获得如下的方程15。
<方程15>
∴
∴
∴
∴
在方程15中，电池的电压值VBat，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值以及DC供电单元的电压值VDC是已知的，且第一绝缘检测电压V1和第二绝缘检测电压V2可通过电压检测单元130获得。因此，控制单元140可通过将从电压检测单元130接收的第一绝缘检测电压V1和第二绝缘检测电压V2代入方程15而定量计算电池10的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)中每一个。
如果每个地计算了电池10的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)，则可准确地检测到其中发生绝缘击穿的电极。
优选地，控制单元140将电池10的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)中较小的电阻值确定为最终的绝缘电阻值。而且，控制单元140通过比较绝缘电阻值，通过确定最终的绝缘电阻值是否小于预存的标准绝缘电阻值来确定是否发生绝缘击穿。如上所述，通过基于电池10的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)中较小的电阻值来判断是否发生绝缘击穿，将降低由泄漏电流导致的安全事故风险。
根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100可进一步包括存储单元(未示出)，其存储电池的电压值、DC供电单元的电压值VDC、绝缘电阻测量单元的第一阻值R1和第二阻值R2、以及标准绝缘电阻值。
存储单元可位于控制单元140内部或外部，且可通过公知手段连接至控制单元140。存储单元是被认为是能记录和擦除数据的高容量存储介质，诸如半导体器件或硬盘，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等等，且涵盖不管装置类型如何，但是都能存储信息的任何装置，且不限于特定存储装置。
根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100可进一步包括与外部装置形成通信接口的传输单元(未示出)。在这种情况下，控制单元140将有关是否发生绝缘击穿的信息通过传输单元传输至外部装置。在这种情况下，外部装置可以是电池分析装置或装备有电池的系统的控制装置。
根据本公开的用于测量绝缘电阻的设备100可还包括视觉地或听觉地输出是否发生绝缘击穿的警报单元(未示出)。在这种情况下，当绝缘击穿现象发生时，控制单元140会输出警报信号以通过警报单元视觉地或听觉地通知绝缘击穿的发生。
例如，警报单元可包括发光二极管(LED)，液晶显示器(LCD)，警报器或其组合。在这种情况下，警报单元可通过闪光LED灯、通过LCD输出警报消息或生成警报蜂鸣声向使用者提供由绝缘击穿导致的泄漏电流发生的警报。而且，警报单元可包括在与传输单元连接的外部装置中。但是，本公开不限于这点。而且，LED、LCD以及警报单元仅是警报单元的示例，且对本领域技术人员来说显而易见的是各种类型的视觉地或听觉地警报装置都可用作警报单元。
为了使用上述方程15计算绝缘电阻值并执行各种控制逻辑，控制单元140可包括与本公开相关的本领域中公知的处理器、专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器，数据处理装置等等。而且，当控制逻辑实现为软件时，控制单元140可实现为程序模块的组件。在该示例中，程序模块可以被存储在存储单元中并由处理器执行。
以下描述对应于上述设备的操作机制的测量绝缘电阻的方法。但是，利用图4中所示的用于测量绝缘电阻的设备100提供说明，且这里省略诸如用于测量绝缘电阻的设备100的配置等的重复说明。
图7是图示根据本公开的示例性实施例的测量绝缘电阻的方法的流程图。
首先，在S400中，将电池的电压值VBat、DC供电单元的电压值VDC、绝缘电阻测量单元的第一电阻值R1和第二电阻值R2、以及标准绝缘电阻值存储在存储单元中。存储的值通过与绝缘检测电压一起代入方程15而用于测量绝缘电阻。这里，电池的电压值VBat可以是利用电压检测电路(未示出)测量的值。
随后，在S410中，控制单元140输出开关控制信号。本步骤是将第一和第二绝缘电阻测量单元121和122在不同时间连接至电池的阴极和阳极端子的步骤。如上所述，当控制单元140发送控制信号以在第一开关SW1上执行接通操作以形成第一电路时，控制单元140控制第二开关SW2以执行断开操作。相反，当控制单元140发送控制信号以在第二开关SW2上执行接通操作以形成第二电路时，控制单元140控制第一开关SW1以执行断开操作。
随后，在S420中，对应于施加至各个第二电阻R2的电压，即绝缘检测电压V1和V2的信号，是从电压检测单元130接收的。当第一电路形成时接收的信号是对应于第一绝缘检测电压V1的信号，且当第二电路形成时接收的信号是对应于第二绝缘检测电压V2的信号，且这些信号由控制单元140接收。随后，控制单元140利用接收的第一和第二绝缘检测电压V1和V2从联立电路方程计算阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)。用于计算绝缘电阻值的联立电路方程通过方程1至15被详细描述，且因此在这里省略其重复说明。
在S440中，将S430中计算的阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)中较小的电阻值确定为最终的绝缘电阻值。而且通过比较绝缘电阻值，通过确定最终的绝缘电阻值是否小于预存的标准绝缘电阻值来判断是否发生绝缘击穿。
优选地，当已经发生绝缘击穿时(S440中为是)，进行S450，以将有关是否发生绝缘击穿的信息传输至外部装置，或进行S460，以向使用者提供警报。
上述测量绝缘电阻的方法对应于图3中所示的用于测量绝缘电阻的设备100的方法。具体来说，在S410中，当形成第一电路时，开关单元110控制以将绝缘电阻测量单元120的一端连接至电池的阴极端子并且将绝缘电阻测量单元120的另一端连接至地。而且，当形成第二电路时，开关单元110控制以将绝缘电阻测量单元120的一端连接至电池的阳极端子并且将绝缘电阻测量单元120的另一端连接至DC供电单元。其他步骤基本上相同，且因此在这里省略其重复说明。
根据本公开，可分别获得电池的阴极端子和阳极端子的定量的绝缘电阻值。因此，可确定是否发生电池的绝缘状态的击穿，以及哪个电极发生绝缘击穿现象。而且，可通过将阴极端子和阳极端子的绝缘电阻中较小的绝缘电阻值选择作为最终的绝缘电阻值而防止由泄漏电流导致的安全事故。
同时，在本公开的说明中，图1至6中所示的用于测量绝缘电阻的设备的各个组件应被理解为逻辑组件而非物理上可区分的组件。
即，各个组件都对应于用于实现本公开技术要旨的逻辑组件，且因此，应当理解虽然各个组件是集成或分立的，但是如果由本公开的逻辑组件执行的功能可被实现，则其落入本公开的范围内，且如果它是执行相同或相似的功能的组件，则不管其名称是否相同，其都落入本公开的范围内。
已经详细描述了本公开。但是，应当理解，虽然详细说明和具体示例表示本公开的优选实施例，但是仅借助说明给出，因为从本详细说明中，本公开的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

Claims (13)

1.一种用于测量电池的绝缘电阻的设备，包括：
控制单元；
绝缘电阻测量单元，包括第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元，所述第一绝缘电阻测量单元和所述第二绝缘电阻测量单元分别连接至所述电池的阴极端子和阳极端子，其中，所述第一绝缘电阻测量单元和所述第二绝缘电阻测量单元同样都包括电阻值分别为第一电阻值R1和第二电阻值R2的两个电阻，并且所述第二绝缘电阻测量单元还包括直流供电单元，该直流供电单元的电压值是VDC；
开关单元，包括第一开关和第二开关，在所述控制单元的控制下，在一个时间点利用所述第一开关把所述第一绝缘电阻测量单元连接至所述阴极端子以形成第一电路并且在另外的时间点利用所述第二开关把所述第二绝缘电阻测量单元连接至所述阳极端子而形成第二电路；
电压检测单元，用于当所述第一电路形成后感测施加至所述第一绝缘电阻测量单元的第一绝缘检测电压V1，并且当所述第二电路形成后感测施加至所述第二绝缘电阻测量单元的第二绝缘检测电压V2；以及
存储单元，其存储所述电池的电池电压值VBat，
其中所述绝缘电阻测量单元和所述开关单元被构造成使得当形成所述第一电路和所述第二电路时满足如下以下方程以计算所述阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及所述阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)：
R L e a k ( + ) = ( V B a t - A ) ( V B a t - C ) - A C D ( V B a t - A ) + B C
R L e a k ( - ) = ( V B a i - A ) ( V B a t - C ) - A C B ( V B a t - A ) + A D
∴
∴
∴
∴
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制单元将所计算的阴极端子侧绝缘电阻值以及所计算的阳极端子侧绝缘电阻值中较小的绝缘电阻值确定为最终的绝缘电阻值。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制单元通过将所述最终的绝缘电阻值与预设的标准绝缘电阻值进行比较来判断在所述电池中是否发生绝缘击穿。
4.根据权利要求3所述的设备，
其中，所述存储单元还存储所述DC供电单元的所述电压值、所述第一电阻值、所述第二电阻值、以及所述预设的标准绝缘电阻值。
5.根据权利要求1所述的设备，还包括：
传输单元，其与外部装置形成通信接口，
其中所述控制单元通过所述传输单元将有关是否发生绝缘击穿的信息传输至所述外部装置。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述外部装置是电池分析装置或装备有电池的系统的控制装置。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括：
警报单元，其视觉地或听觉地输出是否发生绝缘击穿，
其中当感测到绝缘击穿时，所述控制单元通过所述警报单元输出警报信号以视觉地或听觉地提供所述绝缘击穿的警报。
8.一种测量电池的绝缘电阻的方法，所述方法利用在不同时间点由分别连接至电池的阴极端子和阳极端子的第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元所检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压，其中，所述第一绝缘电阻测量单元和所述第二绝缘电阻测量单元同样都包括电阻值分别为第一电阻值R1和第二电阻值R2的两个电阻，并且所述第二绝缘电阻测量单元还包括直流供电单元，该直流供电单元的电压值是VDC，所述方法包括：
(a)在存储单元中存储所述电池的电池电压值VBat；
(b)在通过将所述第一绝缘电阻测量单元连接至所述电池的所述阴极端子而形成第一电路之后，感测所述第一绝缘检测电压V1；
(c)在通过将所述第二绝缘电阻测量单元连接至所述电池的所述阳极端子而形成第二电路之后，感测所述第二绝缘检测电压V2；以及(d)根据下述方程计算阴极端子侧绝缘电阻值RLeak(+)以及阳极端子侧绝缘电阻值RLeak(-)：
R L e a k ( + ) = ( V B a t - A ) ( V B a t - C ) - A C D ( V B a t - A ) + B C
R L e a k ( - ) = ( V B a t - A ) ( V B a t - C ) - A C B ( V B a t - A ) + A D
∴
∴
∴
∴
其中，所述第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元及其与所述电池的连接方式被配置成使得满足上述方程。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
(e)将所计算的阴极端子侧绝缘电阻值和所计算的阳极端子侧绝缘电阻值中较小的绝缘电阻值确定为最终的绝缘电阻值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述步骤(e)包括通过将所述最终的绝缘电阻值与预设的标准绝缘电阻值进行比较来判断是否发生绝缘击穿。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤(e)还包括当确定发生绝缘击穿时，将有关是否发生所述绝缘击穿的信息传输至外部装置。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤(e)还包括当确定发生绝缘击穿时，将所述绝缘击穿的发生的视觉或听觉的警报提供给使用者。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤(a)还包括：
存储所述DC供电单元的所述电压值、所述第一电阻值、所述第二电阻值、以及所述预设的标准绝缘电阻值。
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