CN107860975A - 动力电池绝缘电阻检测方法、绝缘预警方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池绝缘电阻检测方法，在电池绝缘检测回路中检测动力电池至壳身地的绝缘电阻，包括：(1)控制相关继电器开闭并采记录一预设时间内的两分压电路输出端的多个采集电压值以及对应的时间点以获得对应的多个第一电压数据和第二电压数据，所述预设时间大于0小于电压稳定时刻；(2)判断第一电压数据和第二电压数据符合放电特性或充电特性，并依据对应的放电特性或充电特性拟合计算获得电压稳定时的第一电压值V1和第二电压值V2；(3)依据第一电压值V1和第二电压值V2计算绝缘电阻R。本发明采集未稳定时有限的采集电压值，通过充放电特性拟合估算最终电压值，快速准确的计算出绝缘电阻R，便于及时发现故障，进行绝缘保护。

Description

动力电池绝缘电阻检测方法、绝缘预警方法及电子设备

技术领域

本发明涉及动力电池应用领域或储能领域，尤其涉及电动设备的绝缘保护以及绝缘预警。

背景技术

在电动设备绝缘监测过程中，参考图1，其电池绝缘检测回路为将动力电池11、第一开关12、第一电阻13、第二电阻14、壳身地15、第三电阻16、第四电阻17、第二开关18依次串联而成的封闭回路，然后使用AD模块191和192采集相应第二电阻14和第三电阻16上的电压，通过相应算法就可以求得壳身地15相对动力电池11的正极111和负极112的绝缘电阻阻值(绝缘异常情况下)，然而当壳身地15与动力电池正极或负极之间由于某种原因，使得第二电阻14和第三电阻16所处的电路中存在RC充放电特性时，使得第二电阻14和第三电阻16上的电位不能够很迅速的稳定下来，从而造成第一AD模块191和第二AD模块192从第二电阻14、第三电阻16上采集到的模拟量数值不等于电路稳定时模拟量值，最终将影响绝缘阻值计算结果的准确性。

为此，本领域技术人员让AD模块191和192在第一开关12和第二开关18闭合后等待一段时间再采集的方法，这种方法主要是存在等待时间不确定性的问题，造成结果时好时坏，且等待时间过长。或者通过监控第二电阻14和第三电阻16上每隔一段时间前后电位变化量，并在变化量小于一定阀值再去采集的方法，这种方法的缺陷是当变化量需要很长时间才能到达阀值时或者其他干扰导致无法到达阀值，将会严重影响绝缘求解过程，甚至导致绝缘误报发生。

故，急需一种可以快速准确采集动力电池绝缘电阻以及对使用动力电池的动力设备进绝缘保护的方法和设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池绝缘电阻检测方法，可以快速准确的检测预估处绝缘电阻值，便于及时发现故障，进行绝缘保护。

本发明的另一目的是提供一种电子设备和计算机可读存储介质，可以快速准确的检测预估处绝缘电阻值，便于及时发现故障，进行绝缘保护。

本发明的另一目的是提供一种电动设备绝缘预警方法，可以快速准确的检测预估处绝缘电阻值，并在绝缘电阻异常时断开电动设备的动力电池，以确保动力汽车安全。

为了实现上有目的，本发明公开了一种动力电池绝缘电阻检测方法，在电池绝缘检测回路中检测动力电池至壳身地的绝缘电阻，所述电池绝缘检测回路为将动力电池正极、第一电阻、第一分压电路、壳身地、第二分压电路、第四电阻、动力电池负极依次串联而成的封闭回路，其中动力电池的正极与壳身地之间的回路串联一第一开关，动力电池的负极与壳身地之间的回路串联一第二开关，所述动力电池绝缘电阻检测方法包括：(1)控制所述第一开关和第二开关开闭，采集并记录一预设时间内的第一分压电路和第二分压电路输出端的M个采集电压值以及对应的时间点，依据第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值以及对应的时间点获得按照时间顺序排列的第一分压电路的N个第一电压数据和第二分压电路的N个第二电压数据，N大于等于2，M大于等于N，所述预设时间大于0小于电压稳定时刻；(2)判断所述第一电压数据符合放电特性或充电特性，并依据对应的放电特性或充电特性和第一电压数据拟合计算获得电压稳定时的第一电压值V1；判断所述第二电压数据为放电特性或充电特性，并依据对应的放电特性或充电特性和第二电压数据拟合计算获得电压稳定时的第二电压值V2；(3)依据所述第一电压值V1和第二电压值V2计算绝缘电阻R。

与现有技术相比，本发明依据大量的采集电压值进行分析，确定其采集电压值满足RC充放电特性，故本发明无需等待第一分压电路、第二分压电路输出端的电压值稳定，直接采集未稳定时的若干个采集电压值(采集有限的采集电压值)，通过充电特性或者放电特性对应拟合估算最终的电压值，从而快速准确的计算出绝缘电阻R，以便于绝缘保护设备及时发现故障，进行绝缘保护。其中，本发明的动力电池可应用于电动汽车等电动设备中。

较佳地，所述步骤(2)中判断所述第一电压数据和第二电压数据为放电特征或者充电特性的方法为：分别判断所述第一电压数据和第二电压数据中的电压为递增还是递减变化，若为递增变化则判断对应的所述第一电压数据或第二电压数据符合充电特性，若为递减变化则判断对应的所述第一电压值和第二电压值符合放电特性。可通过采集电压值开始的几组数据快速判断出充放电，使得后续绝缘电阻的计算更加快速。

较佳地，获得第一电压数据和第二电压数据的方法为：将第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值按照时间点的顺序分成N组，计算每一组的平均电压值，以获得按照时间排序的N组平均电压值，从而获得对应的N个第一电压数据和第二电压数据，有效减少计算量，且增加绝缘电阻估算的准确性。

较佳地，所述充电特性对应的充电特性方程为：Vt＝V0+(Vc-V0)*[1-exp(-t/RC1)]；所述放电特性对应的放电特性方程为：Vt＝E*exp(-t/RC2)+Vc，其中V0为第一个第一电压数据中的第一电压值或第一个第二电压数据中的第二电压值，Vt为任意时刻t的第一电压数据中的第一电压值或第二电压数据中的第二电压值，Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值，RC1为充电特性系数，RC2为放电特性系数，E为从开始放电到放电结束总的放电量，Vc依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和对应的充电特性方程或放电特性方程进行拟合运算获得。其中，RC1、RC2、E也依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和对应的充电特性方程或放电特性方程进行拟合运算获得。

较佳地，依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和充电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点充电特性曲线，假设Vc的取值区间[V(n-1)，X*V(n-1)]，V(n-1)为第N个第一电压数据中的第一电压值或第N个第二电压数据中的第二电压值，X为大于等于2的正整数，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节充电特性系数RC1，依据最小二乘法对所述采集点充电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc；依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和放电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点放电特性曲线，假设Vc的取值区间[0，V0]，E＝V0-Vc，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节放电特性系数RC2，依据最小二乘法自动调节放电特性系数RC2并对所述采集点放电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc。

更佳地，确定若干个假设Vc值的具体步骤为：将所述Vc的取值区间分成L等分，L为大于等于2的整数，取每一等分的中间值为假设Vc值。

较佳地，所述步骤(1)中使用第一AD模块采集第一分压电路输出端的采集电压值，使用第二AD模块采集第二分压电路输出端的采集电压值。

其中，所述第一分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一分压电路输出端位于所述第一电阻和第二电阻之间；所述第二分压电路包括第三电阻和第四电阻，所述第二分压电路输出端位于所述第三电阻和第四电阻之间。

较佳地，所述步骤(1)中，控制所述第一开关和第二开关开闭的具体步骤为：控制第一开关闭合、第二开关闭合，分别采集第一电压数据和第二电压数据后，依据步骤(2)计算第一电压值ADP和第二电压值ADN；控制第一开关闭合，第二开关断开，采集第一电压数据后，依据步骤(2)计算第一电压值ADP1；控制第一开关断开，第二开关闭合，采集第二电压数据后，依据步骤(2)计算第二电压值ADN1；所述步骤(3)中，判断所述第一电压值ADP和第二电压值ADN的大小，以使用对应的计算公式和第一电压值ADP、第二电压值ADN、第一电压值ADP1、第二电压值ADN1计算电池负极绝缘电阻RN和电池正极绝缘电阻RP，取电池负极绝缘电阻RN或电池正极绝缘电阻RP中较小的值为绝缘电阻R。

其中，当所述第一电压值ADP大于第二电压值ADN时，使用第一公式：

RN＝ADN*(Rd+Rb)/(ADP-ADN)，

和第二公式：

RN＝((ADP+ADN-ADP1)*ADP-ADP1*ADN)*(Rd+Rb)/ADP1/ADN，

计算所述电池负极绝缘电阻RN，取所述第一公式和第二公式计算获得的较小的电池负极绝缘电阻RN为绝缘电阻R；当所述第一电压值ADP小于第二电压值ADN时，使用第三公式：

RP＝ADP*(Ra+Rc)/(ADN-ADP)，

和第四公式：

RP＝((ADP+ADN-ADN1)*ADN-ADN1*ADP)*(Ra+Rc)/ADN1/ADP，

计算所述电池正极绝缘电阻RP，取所述第三公式和第四公式计算获得的较小的电池正绝缘电阻RP为绝缘电阻R，其中，Ra是第一电阻的电阻值，Rc是第二电阻的电阻值，Rd是第三电阻的电阻值，Rb是第四电阻的电阻值。

本发明还公开了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的动力电池绝缘电阻检测方法的指令。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以上所述的动力电池绝缘电阻检测方法。

本发明还公开了一种电动设备绝缘预警方法，包括步骤：计算电动设备的绝缘电阻R，判断所述绝缘电阻R是否超出预设值，若是则断开电动设备主回路的动力电池；计算所述电动设备的绝缘电阻R的方法为如上所述的动力电池绝缘电阻检测方法。

与现有技术相比，本发明依据大量的采集电压值进行分析，确定其采集电压值满足第一分压电路或者第二分压电路的充放电特性，故本发明无需等待第一分压电路、第二分压电路两端的电压值稳定，直接采集未稳定时的若干个采集电压值(采集有限的采集电压值)，通过充电特性或者放电特性对应拟合估算最终的电压值，从而快速准确的计算出绝缘电阻R，并在绝缘电阻异常时断开电动设备动力电池，以确保动力汽车安全。

本发明还公开了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的电动设备绝缘预警方法的指令。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可被处理器执行以如上所述的电动设备绝缘预警方法。

附图说明

图1是电池绝缘检测回路的结构图。

图2是本发明所述动力电池绝缘电阻检测方法的流程图。

图3是本发明另一实施例中所述动力电池绝缘电阻检测方法的部分流程图。

图4是本发明采集电压值的放电曲线图。

图5是本发明采集电压值的充电曲线图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图1，电池绝缘检测回路10为将动力电池11、第一开关12、第一电阻13、第二电阻14、壳身地15、第三电阻16、第四电阻17、第二开关18依次串联而成的封闭回路。其中，本实施例中，所述第一开关12和第二开关18均为继电器开关，可接于动力电池11的正负极，也可以分别接于第一电阻13、第二电阻14之间、第三电阻16、第四电阻17之间等其他动力电池正负极与壳身15之间。当然第一开关12和第二开关18也可以选用其他开关。壳身地15为以动力电池11为动力源的电动设备的接地外壳，例如动力汽车的车身地。第一电阻13、第二电阻14构成第一分压电路140，第三电阻16、第四电阻17构成第二分压电路160。

参考图2，本发明公开了一种动力电池绝缘电阻检测方法20，在电池绝缘检测回路10中检测电动设备的壳身15至动力电池11的绝缘电阻R，其包括：(21)控制所述第一开关12和第二开关18开闭并执行步骤(22)和步骤(26)。(22)采集并记录一预设时间内的第一分压电路140输出端的M个采集电压值以及对应的时间点，依据第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值以及对应的时间点获得按照时间顺序排列的第一分压电路140的N个第一电压数据；(23)判断所述第一电压数据符合放电特性或充电特性；(24)若第一电压数据符合放电特性，则依据放电特性和第一电压数据拟合计算获得电压稳定时的第一电压值V1；(25)若第一电压数据符合充电特性，则依据充电特性和第一电压数据拟合计算获得电压稳定时的第一电压值V1。(26)采集并记录一预设时间内的第二分压电路160输出端的M个采集电压值以及对应的时间点，依据第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值以及对应的时间点获得按照时间顺序排列的第二分压电路160的N个第二电压数据；(27)判断所述第二电压数据符合放电特性或充电特性；(28)若第二电压数据符合放电特性，则依据放电特性和第二电压数据拟合计算获得电压稳定时的第二电压值V2；(29)若第二电压数据符合充电特性，则依据充电特性和第二电压数据拟合计算获得电压稳定时的第二电压值V2。计算获得第一电压值V1和第二电压值V2后，执行步骤(30)依据所述第一电压值V1和第二电压值V2计算绝缘电阻R。其中，N大于等于2，M大于等于N，所述预设时间大于0小于电压稳定时刻。其中，第一电压数据包括N个第一电压值和对应的时刻t，第二电压数据包括N个第二电压值和对应的时刻t，t大于0小于电压稳定时间的时间点。

当然，N也可以大于等于3，例如可以为4、5、6、7、8、9、10等等，可以按照实际情况确定。

其中，所述步骤(23)、(27)中判断所述第一电压数据和第二电压数据为放电特征或者充电特性的方法为：分别判断所述第一电压数据为递增还是递减变化，若第一电压数据为递增变化则判断对应的所述第一电压数据符合充电特性，若第一电压数据为递减变化则判断对应的所述第一电压值符合放电特性，若第二电压数据为递增变化则判断对应的所述第二电压数据符合充电特性，若第二电压数据为递减变化则判断对应的所述第二电压值符合放电特性。

其中，第一电压数据或第二电压数据符合充电特性时，使用充电特性对应的充电特性方程计算第一电压值V1或者第二电压值V2：Vt＝V0+(Vc-V0)*[1-exp(-t/RC1)]，V0为初始电压值(即第一个第一电压值或者第一个第二电压值)，Vt为任意时刻t的第一电压值或第二电压值，Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值，RC1为充电特性系数，Vc依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和充电特性方程进行拟合运算获得。第一电压数据或者第二电压数据符合放电特性时，使用放电特性方程计算第一电压值V1或者第二电压值V2：Vt＝E*exp(-t/RC2)+Vc，其中Vt为任意时刻t采集的电压值，Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值，RC2为放电特性系数，E为从开始放电到放电结束总的放电量，Vc依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和放电特性方程进行拟合运算获得。其中，RC1、RC2、E也依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和对应的充电特性方程或放电特性方程进行拟合运算获得。

其中，拟合运算采用预设算法进行。例如，获取实际采集到的第一电压数据或第二电压数据并形成充电特性曲线或者放电特性曲线，当形成充电特性曲线时，假设一条模拟的充电特性曲线，不断地调整模拟的充电特性曲线上Vc、RC1值(或者假设出一系列的Vc、RC1值)，利用相关算法(例如最小二乘法)求解获得最佳的Vc、RC1值为最后的Vc、RC1，其中Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值。当形成放电特性曲线时，假设一条模拟的放电特性曲线，不断的调整模拟的放电特性曲线上的Vc、RC2、E值，利用相关算法(例如最小二乘法)求解获得最佳的Vc、RC2、E值为最后的Vc、RC2、E，其中Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值。具体如下：

依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和充电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点充电特性曲线，假设Vc的取值区间[V(n-1)，X*V(n-1)]，V(n-1)为第N个第一电压数据中的第一电压值或第N个第二电压数据中的第二电压值，X为大于等于2的正整数，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节充电特性系数RC1，依据最小二乘法对所述采集点充电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc；依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和放电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点放电特性曲线，假设Vc的取值区间[0，V0]，V0为第一个第一电压数据中的第一电压值或第一个第二电压数据中的第二电压值，E＝V0-Vc，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节放电特性系数RC2，依据最小二乘法自动调节放电特性系数RC2并对所述采集点放电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc。

较佳者，确定若干个假设Vc值的具体步骤为：将所述Vc的取值区间分成L等分，L为大于等于2的整数，取每一等分的中间值为假设Vc值。其中，L可以为其他值，例如3、4、5、甚至10、20，L越大可以越增加拟合的准确度和精度，L可依据实际情况选取。

其中，获得第一电压数据和第二电压数据的方法为：将第一分压电路140和第二分压电路160的M个采集电压值按照时间点的顺序分成N组，计算每一组的平均电压值，以获得按照时间排序的N组平均电压值，从而获得对应的N个第一电压数据和N个第二电压数据，有效减少计算量，且增加绝缘电阻估算的准确性。此时，V0为初始时采集的第一组采集电压值的平均值。更佳者，所述M大于等于60。N大于等于2。例如M可以是70、80、90、120等数值，M取值越大，拟合结果越准确，M值可依据实际情况设定。

本实施例中，M等于120，N等于6。其中，N个第一电压数据和第二电压数据其具体电压值对应的时间取每组采集电压值对应时间点的中间时刻。当然，M也可以等于N，此时获得第一电压数据和第二电压数据的方法直接为将M个采集电压值按照时间点排序以生成M个第一电压数据和第二电压数据，或者将M个采集电压值按照时间点排序后进行数值矫正处理以生成M个第一电压数据和第二电压数据。

其中，所述步骤(1)中使用第一AD模块191采集第一分压电路140的采集电压值，使用第二AD模块192采集第二分压电路160的采集电压值。

较佳地，所述步骤(21)、(22)、(26)中，控制所述第一开关12和第二开关18开闭并采集对应的数据的步骤分别为：(31)控制第一开关12闭合、第二开关18闭合，(32)采集获得第一电压数据和第二电压数据后，计算第一电压值ADP和第二电压值ADN；(33)控制第一开关12闭合，第二开关18断开，(34)采集获得第一电压数据后计算第一电压值ADP1；(35)控制第一开关12断开，第二开关18闭合，(36)采集第二电压数据后计算第二电压值ADN1。获得第一电压值ADP、第二电压值ADN、第一电压值ADP1、第二电压值ADN1后执行步骤(341)，判断所述第一电压值ADP和第二电压值ADN的大小，以(350)使用对应的计算公式和第一电压值ADP、第二电压值ADN、第一电压值ADP1、第二电压值ADN1计算电池负极绝缘电阻RN和电池正极绝缘电阻RP，(360)取电池负极绝缘电阻RN或电池正极绝缘电阻RP中较小的值为绝缘电阻R。

其中，当所述第一电压值ADP大于第二电压值ADN时，执行步骤(351)，使用第一公式：

RN＝ADN*(Rd+Rb)/(ADP-ADN)，

和第二公式：

RN＝((ADP+ADN-ADP1)*ADP-ADP1*ADN)*(Rd+Rb)/ADP1/ADN，

计算所述电池负极绝缘电阻RN，(361)取所述第一公式和第二公式计算获得的较小的电池负极绝缘电阻RN为绝缘电阻R。

当所述第一电压值ADP小于第二电压值ADN时，执行步骤(352)，使用第三公式：

RP＝ADP*(Ra+Rc)/(ADN-ADP)，

和第四公式：

RP＝((ADP+ADN-ADN1)*ADN-ADN1*ADP)*(Ra+Rc)/ADN1/ADP，

计算所述电池正极绝缘电阻RP，(362)取所述第三公式和第四公式计算获得的较小的电池正绝缘电阻RP为绝缘电阻R，其中，Ra是第一电阻的电阻值，Rc是第二电阻的电阻值，Rd是第三电阻的电阻值，Rb是第四电阻的电阻值。

本发明还公开了一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的动力电池绝缘电阻检测方法20的指令。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以上所述的动力电池绝缘电阻检测方法20。

本发明还公开了一种电动设备绝缘预警方法，包括步骤：依据动力电池绝缘电阻检测方法20计算电动设备的绝缘电阻R，判断所述绝缘电阻R是否超出预设值，若是则断开电动设备主回路的动力电池。

本发明还公开了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的电动设备绝缘预警方法的指令。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可被处理器执行以如上所述的电动设备绝缘预警方法。

图4为第一分压电路140或者第二分压电路160上采集的采集电压值满足放电特性时的放电曲线图，C点为采集电压值最终稳定后的电压值大小，即第一电压值V1或者第二电压值V2，AB段为本发明从起始到所述预设时间内采集到的M个样本数据，每一样本数据均包括采集电压值和对应的时间点。本实施例中，采集120个样本数目，当然，采集的样本数目并不限制在120个，可依据实际需要设定。

图5为第一分压电路140或者第二分压电路160上采集的采集电压值满足充电特性时的充电曲线图，C点采集电压值最终稳定后的电压值大小，即第一电压值V1或者第二电压值V2，AB段为本发明从起始到所述预设时间内采集到的M个样本数据，每一样本数据均包括采集电压值和对应的时间点。本实施例中，采集120个样本数目，当然，采集的样本数目并不限制在120个，可依据实际需要设定。

因此，通过图4、图5放电曲线图、充电曲线图前120个数据的AB段、充电特性方程、放电特性方程，即可快速预估出最终充放电结束后最终的电压值。只用采集120个样本点数据的时间完成了实际要用更多样本点时间才能得出正确AD结果的工作量，同时保证了相对准确的采样结果，效率更高。采集样本的时间处于起始时间点和电压最终时间点之间，放电时，起始时间点(0时刻)至电压稳定时刻之间的时段为放电时间段，充电时，起始时间点(0时刻)至电压稳定时刻之间的时段为充电时间段。本实施例中采集样本的时间以起始时间点至五分之一的放电时间段之间的时间，即采样所花时间为五分之一的放电时间段(如图4所示，预设时间等于五分之一的放电时间段)。当然，该预设时间也可以为三分之一的放电时间段，或者位于十分之一的放电时间段至三分之一的放电时间段之间的一个数值，可由技术人员依据实际需要设定。当然，也可以以充电时间段进行限定，例如预设时间以十分之一的充电时间(如图5所示)等等。

参考图1至图5，描述本发明所述动力电池绝缘电阻检测方法检测获得绝缘电阻R的具体步骤：

参考图1，处理器首先控制第一开关12闭合、第二开关18闭合，使得第一AD模块191从第一分压电路140上读取120个样本数据(样本数据包括采集电压值和对应的时间点，当然，采集的样本数目并不限制在120个，可依据实际需要设定)，如图4或图5的AB段样本值，第二AD模块192从第二分压电路160上读取120个样本数据(样本数据包括采集电压值和对应的时间点，当然，采集的样本数目并不限制在120个，可依据实际需要设定)。将此时第二分压电路160上的120个样本数据平均分成6组(当然也可以分为其他数目的组数，例如两组、三组、四组、五组、七组等等)，求每组样本数据中采集电压值的平均电压值，这样就得到了6个平均电压值(即按照时间排列的6个第二电压数据的第二电压值)，命名为a1、a2、a3、a4、a5，a6。对这六个平均电压值起始的前三个值a1，a2，a3进行比较，当a1<a2<a3时确定当前第二分压电路160上的电压变化满足充电特性，当a1>a2>a3时可以肯定当前第二分压电路160上的电压变化满足放电特性。当6个平均电压值满足充电特性时，通过充电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定充电特性方程的系数Vc就是当前第二分压电路160上电压稳定时的第二电压值V2；当6个平均电压值满足放电特性时，通过放电特性方程拟合这6个平均电压值，从而确定放电特性方程的系数Vc就是当前第二分压电路160上电压稳定时的第二电压值V2，将这个第二电压值V2取名为ADN。同理，对此时第一分压电路140上的120个样本数据平均分成6组，求每组样本数据中采集电压值的平均电压值(即按照时间排列的6个第一电压数据的第一电压值)，这样就得到了6个平均电压值，命名为b1，b2，b3，b4，b5，b6。对这六个平均电压值起始的前三个值b1，b2，b3进行比较，当b1<b2<b3时可以肯定当前第一分压电路140上的电压变化满足充电特性，当b1>b2>b3时可以肯定当前第一分压电路140上的电压变化满足放电特性。当6个平均电压值满足充电特性时，通过充电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定充电特性方程的系数Vc就是当前第一分压电路140上电压稳定时的第一电压值V1；当6个平均电压值满足放电特性时，通过放电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定的放电特性方程系数Vc就是当前第一分压电路140上电压稳定时的第一电压值V1。将这个第一电压值V1取名为ADP。

然后，处理器控制第一开关12闭合，第二开关18断开。通过第一AD模块191采集第一分压电路140上的120个样本数据，将120个样本数据按照实际平均分成6组，求每组样本数据中采集电压值的平均电压值，这样就得到了6个平均电压值(即按照时间排列的6个第一电压数据的第一电压值)，命名为c1，c2，c3，c4，c5，c6。对这六个平均电压值起始的前三个值c1，c2，c3进行比较，当c1<c2<c3时可以肯定当前第一分压电路140上的电压变化满足充电特性，当c1>c2>c3时可以肯定当前第一分压电路140上的电压变化满足放电特性。当6个平均电压值满足充电特性时，通过充电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定的充电特性方程的系数Vc就是当前第一分压电路140上电压稳定时的第一电压值V1；当6个平均电压值满足放电特性时，通过放电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定的放电特性方程的系数Vc就是当前第一分压电路140上电压稳定时的第一电压值V1。将这个第一电压值V1取名为ADP1。

最后，处理器控制第一开关12断开，第二开关18闭合。通过第二AD模块192采集第二分压电路160上的120个样本数据，将120个样本数据按照实际平均分成6组，求每组样本数据中采集电压值的平均电压值，这样就得到了6个平均电压值(即按照时间排列的6个第二电压数据的第二电压值)，命名为d1，d2，d3，d4，d5，d6。对这六个平均电压值起始的前三个值d1，d2，d3进行比较，当d1<d2<d3时可以肯定当前第二分压电路160上的电压变化满足充电特性，当d1>d2>d3时可以肯定当前第二分压电路160上的电压变化满足放电特性。当6个平均电压值满足充电特性时，通过充电特性方程去拟合这6个平均电压值数据点，从而确定的充电特性方程的系数Vc就是当前第二分压电路160上电压稳定时的第二电压值V2；当6个平均电压值满足放电特性时，通过放电特性方程拟合这6个平均电压值数据点，从而确定的放电特性方程的系数Vc就是当前第二分压电路160上电压稳定时的第二电压值V2。将这个第二电压值V2取名为ADN1。

然后通过下面四个公式(第一公式至第四公式)，结合上面的4个值(第一电压值ADP、第二电压值ADN、第一电压值ADP1、第二电压值ADN1)和相应判断方法，分别可以求得动力电池11与壳身地15之间中绝缘电阻存在一个或同时存在(此时取较小的电阻值作为电路最终绝缘阻值)时电路中最终的绝缘阻值。

当所述第一电压值ADP大于第二电压值ADN时，使用第一公式和第二公式计算得到两个电池负极绝缘电阻RN，取所述第一公式和第二公式计算获得的较小的电池负极绝缘电阻RN为绝缘电阻R。

当所述第一电压值ADP小于第二电压值ADN时，使用第三公式和第四公式计算得到两个电池正极绝缘电阻RP，取所述第三公式和第四公式计算获得的较小的电池正绝缘电阻RP为绝缘电阻R。

选择绝缘电阻R，作为等效绝缘电阻的结果。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种动力电池绝缘电阻检测方法，在电池绝缘检测回路中检测动力电池至壳身地的绝缘电阻，所述电池绝缘检测回路为将动力电池正极、第一分压电路、壳身地、第二分压电路、动力电池负极依次串联而成的封闭回路，其中动力电池的正极与壳身地之间的回路串联一第一开关，动力电池的负极与壳身地之间的回路串联一第二开关，其特征在于：包括：

(1)控制所述第一开关和第二开关开闭，采集并记录一预设时间内的第一分压电路和第二分压电路输出端的M个采集电压值以及对应的时间点，依据第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值以及对应的时间点获得按照时间顺序排列的第一分压电路的N个第一电压数据和第二分压电路的N个第二电压数据，N大于等于2，M大于等于N，所述预设时间大于0小于电压稳定时刻；

(2)判断所述第一电压数据符合放电特性或充电特性，并依据对应的放电特性或充电特性和第一电压数据拟合计算获得电压稳定时的第一电压值V1；判断所述第二电压数据为放电特性或充电特性，并依据对应的放电特性或充电特性和第二电压数据拟合计算获得电压稳定时的第二电压值V2；

(3)依据所述第一电压值V1和第二电压值V2计算绝缘电阻R。

2.如权利要求1所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中判断所述第一电压数据和第二电压数据为放电特征或者充电特性的方法为：分别判断所述第一电压数据和第二电压数据中的电压为递增还是递减变化，若为递增变化则判断对应的所述第一电压数据或第二电压数据符合充电特性，若为递减变化则判断对应的所述第一电压值和第二电压值符合放电特性。

3.如权利要求1所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：获得第一电压数据和第二电压数据的方法为：

将第一分压电路和第二分压电路的M个采集电压值按照时间点的顺序分成N组，计算每一组的平均电压值，以获得按照时间排序的N个平均电压值，从而获得对应的N个第一电压数据和第二电压数据。

4.如权利要求1所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：所述充电特性对应的充电特性方程为：Vt＝V0+(Vc-V0)*[1-exp(-t/RC1)]；所述放电特性对应的放电特性方程为：Vt＝E*exp(-t/RC2)+Vc，其中V0为第一个第一电压数据中的第一电压值或第一个第二电压数据中的第二电压值，Vt为任意时刻t的第一电压数据中的第一电压值或第二电压数据中的第二电压值，Vc为电压稳定时的第一电压值或者第二电压值，RC1为充电特性系数，RC2为放电特性系数，E为从开始放电到放电结束总的放电量，Vc依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和对应的充电特性方程或放电特性方程进行拟合运算获得。

5.如权利要求4所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和充电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：

依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点充电特性曲线，假设Vc的取值区间[V(n-1)，X*V(n-1)]，V(n-1)为第N个第一电压数据中的第一电压值或第N个第二电压数据中的第二电压值，X为大于等于2的正整数，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节充电特性系数RC1，依据最小二乘法对所述采集点充电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc；

依据对应的N个第一电压数据或第二电压数据和放电特性方程进行拟合运算获得Vc的步骤为：

依据N个第一电压数据或第二电压数据形成对应的采集点放电特性曲线，假设Vc的取值区间[0，V0]，E＝V0-Vc，在所述Vc的取值区间内确定若干个假设Vc值，自动调节放电特性系数RC2，依据最小二乘法自动调节放电特性系数RC2并对所述采集点放电特性曲线进行拟合以确定最优的假设Vc值为电压稳定时的Vc。

6.如权利要求5所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：确定若干个假设Vc值的具体步骤为：将所述Vc的取值区间分成L等分，L为大于等于2的整数，取每一等分的中间值为假设Vc值。

7.如权利要求1所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，控制所述第一开关和第二开关开闭的具体步骤为：控制第一开关闭合、第二开关闭合，分别采集第一电压数据和第二电压数据后，依据步骤(2)计算第一电压值ADP和第二电压值ADN；控制第一开关闭合，第二开关断开，采集第一电压数据后，依据步骤(2)计算第一电压值ADP1；控制第一开关断开，第二开关闭合，采集第二电压数据后，依据步骤(2)计算第二电压值ADN1；

所述步骤(3)中，判断所述第一电压值ADP和第二电压值ADN的大小，以使用对应的计算公式和第一电压值ADP、第二电压值ADN、第一电压值ADP1、第二电压值ADN1计算电池负极绝缘电阻RN和电池正极绝缘电阻RP，取电池负极绝缘电阻RN或电池正极绝缘电阻RP中较小的值为绝缘电阻R。

8.如权利要求7所述的动力电池绝缘电阻检测方法，其特征在于：所述第一分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一分压电路输出端位于所述第一电阻和第二电阻之间；所述第二分压电路包括第三电阻和第四电阻，所述第二分压电路输出端位于所述第三电阻和第四电阻之间，当所述第一电压值ADP大于第二电压值ADN时，使用第一公式RN＝ADN*(Rd+Rb)/(ADP-ADN)和第二公式RN＝((ADP+ADN-ADP1)*ADP-ADP1*ADN)*(Rd+Rb)/ADP1/ADN计算所述电池负极绝缘电阻RN，取所述第一公式和第二公式计算获得的较小的电池负极绝缘电阻RN为绝缘电阻R；当所述第一电压值ADP小于第二电压值ADN时，使用第三公式RP＝ADP*(Ra+Rc)/(ADN-ADP)和第四公式RP＝((ADP+ADN-ADN1)*ADN-ADN1*ADP)*(Ra+Rc)/ADN1/ADP计算所述电池正极绝缘电阻RP，取所述第三公式和第四公式计算获得的较小的电池正绝缘电阻RP为绝缘电阻R，其中，Ra是第一电阻的电阻值，Rc是第二电阻的电阻值，Rd是第三电阻的电阻值，Rb是第四电阻的电阻值。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-8中任一项所述的动力电池绝缘电阻检测方法的指令。

10.一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可被处理器执行以如权利要求1-8中任一项所述的动力电池绝缘电阻检测方法。

11.一种电动设备绝缘预警方法，包括步骤：计算电动设备的绝缘电阻R，判断所述绝缘电阻R是否超出预设值，若是则断开电动设备主回路的动力电池；其特征在于：计算所述电动设备的绝缘电阻R的方法如权利要求1-8中任一项所述。

12.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求11中任一项所述的电动设备绝缘预警方法的指令。

13.一种计算机可读存储介质，包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可被处理器执行以如权利要求11中任一项所述的电动设备绝缘预警方法。