动力电池漏电电阻、漏电位置检测方法及电子设备
技术领域
本发明涉及电动汽车或电池储能领域,尤其涉及动力电池绝缘检测。
背景技术
参考图1,为电池系统绝缘电阻测量接线图,其将动力电池1、第一开关2、电阻R1、动力车身3、电阻R2、第二开关4依次串联而成的封闭回路,然后使用电压采集模块电阻R11和电阻R12上的电压,通过相应算法就可以求得车身地15相对动力电池11的正极和负极的绝缘电阻阻值(绝缘异常情况下)。电阻R11、电阻R12为测量用的已知阻值的标准电阻。工作原理如下:
当开关S1、S2全部断开,测量正、负母线与外壳/底盘之间的电压分别为U1、U2,由电路定律可以得到:
U1/Rp=U2/Rn
当开关S1闭合、S2断开时,则在正母线与外壳/底盘之间加入了标准偏置电阻R11,测量正、负母线与底盘之间的电压分别为Upp、Unn,同样可以得到:
Upp/(Rp||R11)=Unn/Rn
当开关S1断开、S2闭合时,则在负母线与外壳/底盘之间加入了标准偏置电阻R12,测量正、负母线与底盘之间的电压分别为Upp2、Unn2,同样可以得到:
Upp2/Rp=Unn2/(Rn||R12)
当开关S1闭合、S2闭合时,则在正、负母线与外壳/底盘之间加入了标准偏置电阻R11、R12,测量正、负母线与底盘之间的电压分别为Upp3、Unn3,同样可以得到:
Upp3/Rp=Unn3/(Rn||R12)
通过联立这四个方程,就可以求解出对应的Rp、Rn值,再经过相应的对比判断,就可以达到求解绝缘阻值的目的。这种方法已经在电动汽车绝缘检测过程中得到了大量的运用,可靠性好,可以准确得到电池总正总负端绝缘等效电阻,但无法判断具体的漏电位置,且对应的漏电电阻阻值不准确。而新方法能够比较准确的计算出漏电等效电阻和确定漏电位置。
故需要一种可准确计算出漏电电阻以及漏电位置的检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力电池漏电电阻检测方法,能检测动力电池具体的漏电电阻,检测结果准确。
本发明的另一目的是提供了执行和存储动力电池漏电电阻检测方法的电子设备和计算机可读存储介质。
本发明的又一目的是提供一种动力电池漏电位置检测方法,可准确检测出漏电位置。
本发明的又一目的是提供了执行和存储动力电池漏电位置检测方法的电子设备和计算机可读存储介质。
为了实现上有目的,本发明公开了一种动力电池漏电电阻检测方法,在电池绝缘电阻检测回路中检测动力电池的漏电电阻,所述电池绝缘电阻检测回路为将动力电池正极、第一电阻、第二电阻、动力车身、第三电阻、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动力车身之间的回路串联一第一开关,动力电池的负极与动力车身之间的回路串联一第二开关,所述动力电池漏电电阻检测方法包括:(1)控制所述第一开关和第二开关开闭,采集第一开关闭合且第二开关闭合时第二电阻和第三电阻两端的电压并分别获得第二电阻两端的第一电压值Vp和第三电阻两端的第二电压值Vn,采集第一开关闭合且第二开关断开时第二电阻两端的电压以获得第三电压值Vp1,采集第一开关断开且第二开关闭合时第三电阻两端的电压以获得第四电压值Vn1;(2)依据第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp;(3)依据负极等效漏电电阻Rn和正极等效漏电电阻Rp计算漏电电阻Ri。
与现有技术相比,本发明通过三次采集动作获得的第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1,依据上述数据计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,依据数据Rn1、Rn2、Rp1和Rp2计算得出负极等效漏电电阻Rn和正极等效漏电电阻Rp,从而计算出准确的漏电电阻Ri,以便后续判断动力电池是否漏电。
其中,使用不平衡电桥法并依据第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2。
较佳地,所述步骤(2)中:使用第一公式Rn1=Vn*(R3+R4)/(Vp-Vn)计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1,使用第二公式Rn2=((Vp+Vn-Vp1)*Vp-Vp1*Vn)*(R3+R4)/Vp1/Vn双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2;使用第三公式Rp1=Vp*(R1+R2)/(Vn-Vp)计算单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1,使用第四公式Rp2=((Vp+Vn-Vn1)*Vn-Vn1*Vp)*(R1+R2)/Vn1/Vp计算双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,其中,R1是第一电阻的电阻值,R2是第二电阻的电阻值,R3是第三电阻的电阻值,R4是第四电阻的电阻值。
较佳地,所述步骤(3)中,依据公式:Ri=Rn||Rp计算漏电电阻Ri。
较佳地,所述动力电池漏电电阻检测方法还包括步骤(4),判断所述漏电电阻Ri是否超出预设阈值,若是则判断所述动力电池漏电并输出漏电报警信号。便于相关人员及时发现漏电情况。
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所述动力电池漏电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,其特征在于:所述计算机程序可被处理器执行以所述动力电池漏电电阻检测方法。
本发明还公开了一种动力电池漏电位置检测方法,在电池绝缘电阻检测回路中检测动力电池的漏电位置,所述电池绝缘电阻检测回路为将动力电池正极、第一电阻、第二电阻、动力车身、第三电阻、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动力车身之间的回路串联一第一开关,动力电池的负极与动力车身之间的回路串联一第二开关;所述动力电池漏电位置检测方法包括:(1)控制所述第一开关和第二开关开闭,采集第一开关闭合且第二开关闭合时第二电阻和第三电阻两端的电压并分别获得第二电阻两端的第一电压值Vp和第三电阻两端的第二电压值Vn,采集第一开关闭合且第二开关断开时第二电阻两端的电压以获得第三电压值Vp1,采集第一开关断开且第二开关闭合时第三电阻两端的电压以获得第四电压值Vn1;(2)依据第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp;(3)依据负极等效漏电电阻Rn、正极等效漏电电阻Rp以及动力电池总电压V计算漏电位置。
与现有技术相比,本发明通过三次采集动作获得的第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1,依据上述数据计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,依据数据Rn1、Rn2、Rp1和Rp2计算得出负极等效漏电电阻Rn和正极等效漏电电阻Rp,从而计算判断出漏电位置点,便于修复人员进行修复。
较佳地,所述步骤(3)中,依据公式:Vi=V*Rp/(Rn+Rp)计算漏电位置Vi。
较佳地,所述步骤(2)中:使用第一公式Rn1=Vn*(R3+R4)/(Vp-Vn)计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1,使用第二公式Rn2=((Vp+Vn-Vp1)*Vp-Vp1*Vn)*(R3+R4)/Vp1/Vn计算双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2;使用第三公式Rp1=Vp*(R1+R2)/(Vn-Vp)计算单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1,使用第四公式Rp2=((Vp+Vn-Vn1)*Vn-Vn1*Vp)*(R1+R2)/Vn1/Vp计算双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,其中,R1是第一电阻的电阻值,R2是第二电阻的电阻值,R3是第三电阻的电阻值,R4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所述动力电池漏电位置检测方法的指令。
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,其特征在于:所述计算机程序可被处理器执行以所述动力电池漏电位置检测方法。
附图说明
图1是现有电池系统绝缘电阻测量接线图。
图2是本发明电池系统绝缘电阻测量接线图。
图3是本发明所述动力电池漏电电阻检测方法的流程图。
图4是动力电池漏电示意图。
图5是动力电池漏电等效示意图。
图6是本发明所述动力电池绝缘电阻检测方法的流程图。
图7是本发明所述动力电池漏电位置检测方法的流程图。
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2,电池绝缘电阻检测回路10为将动力电池11、第一开关12、第一电阻13、第二电阻14、动力车身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车身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。其中,本实施例中使用第一AD模块191采集第二电阻14两端的电压,使用第二AD模块192采集第三电阻16两端的电压,当然,采集模块不限于AD模块。动力车身15为以动力电池11为动力源的电动装置的接地外壳,例如电动汽车的车身地。
参考图2和图3,本发明公开了一种动力电池漏电电阻检测方法20,在电池绝缘电阻检测回路10中检测动力电池11的漏电电阻Ri,所述动力电池漏电电阻检测方法20包括:(21)控制第一开关12闭合、第二开关18闭合,(22)采集第二电阻14两端的第一电压值Vp和第三电阻16两端的第二电压值Vn;(23)控制第一开关12闭合,第二开关18断开,(24)采集第二电阻14两端的电压以获得第三电压值Vp1;(25)控制第一开关12断开,第二开关18闭合,(26)采集第三电阻16两端的第四电压值Vn1。(27)依据第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp(如图5所示)。(28)依据负极等效漏电电阻Rn和正极等效漏电电阻Rp计算漏电电阻Ri(如图4所示)。
其中,所述步骤(27)具体包括:(271)使用第一公式Rn1=Vn*(R3+R4)/(Vp-Vn)计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1,使用第二公式Rn2=((Vp+Vn-Vp1)*Vp-Vp1*Vn)*(R3+R4)/Vp1/Vn双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn。(272)使用第三公式Rp1=Vp*(R1+R2)/(Vn-Vp)计算单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1,使用第四公式Rp2=((Vp+Vn-Vn1)*Vn-Vn1*Vp)*(R1+R2)/Vn1/Vp计算双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp。其中,R1是第一电阻13的电阻值,R2是第二电阻14的电阻值,R3是第三电阻16的电阻值,R4是第四电阻17的电阻值。
其中,所述步骤(28)中,依据公式:Ri=Rn||Rp计算漏电电阻Ri。即,Ri=Rn*Rp/(Rn+Rp)。
较佳者,参考图3,动力电池漏电电阻检测方法20还包括步骤(29)依据所述漏电电阻Ri判断所述动力电池是否绝缘,若不绝缘则输出漏电报警信号。即,判断所述漏电电阻Ri是否超出预设阈值,若是则判断所述动力电池漏电并输出漏电报警信号。
更佳者,参考图3,动力电池漏电电阻检测方法20还包括步骤(30)在所述动力电池11漏电(即当动力电池11不绝缘时)时,依据负极等效漏电电阻Rn、正极等效漏电电阻Rp以及动力电池总电压V计算漏电位置。具体的,所述步骤(30)中,依据公式:Vi=V*Rp/(Rn+Rp)计算漏电位置Vi。V是已知电压值。
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所述动力电池漏电电阻检测方法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,其特征在于:所述计算机程序可被处理器执行以所述动力电池漏电电阻检测方法20。
参考图6,本发明还公开了一种动力电池绝缘电阻检测方法300,包括以下步骤:(31)控制第一开关12闭合、第二开关18闭合,(32)采集第二电阻14两端的第一电压值Vp和第三电阻16两端的第二电压值Vn;(33)控制第一开关12闭合,第二开关18断开,(34)采集第二电阻14两端的电压以获得第三电压值Vp1;(35)控制第一开关12断开,第二开关18闭合,(36)采集第三电阻16两端的第四电压值Vn1。在步骤(34)后执行步骤(340):判断所述第一电压值Vp和第二电压值Vn的大小,在步骤(340)、(35)、(36)后执行步骤(350):使用对应的计算公式和第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1、第四电压值Vn1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和电池正极绝缘电阻Rp中较小的值为绝缘电阻R。
其中,当所述第一电压值Vp大于第二电压值Vn时,执行步骤(351)使用第一公式:
Rn=Vn*(R3+R4)/(Vp-Vn),
和第二公式:
Rn=((Vp+Vn-Vp1)*Vp-Vp1*Vn)*(R3+R4)/Vp1/Vn,
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Vp小于第二电压值Vn时,执行步骤(352)使用第三公式:
Rp=Vp*(R1+R2)/(Vn-Vp),
和第四公式:
Rp=((Vp+Vn-Vn1)*Vn-Vn1*Vp)*(R1+R2)/Vn1/Vp,
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。
参考图2和图7,本发明还公开了一种动力电池漏电位置检测方法40,在电池绝缘电阻检测回路10中检测动力电池11的漏电位置Vi,所述动力电池漏电位置检测方法40包括:(41)控制第一开关12闭合、第二开关18闭合,(42)采集第二电阻14两端的第一电压值Vp和第三电阻16两端的第二电压值Vn;(43)控制第一开关12闭合,第二开关18断开,(44)采集第二电阻14两端的电压以获得第三电压值Vp1;(45)控制第一开关12断开,第二开关18闭合,(46)采集第三电阻16两端的第四电压值Vn1。(47)依据第一电压值Vp、第二电压值Vn、第三电压值Vp1和第四电压值Vn1计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1、双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2、单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1和双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp(如图5所示)。(48)依据负极等效漏电电阻Rn、正极等效漏电电阻Rp以及动力电池总电压V计算漏电位置。
具体的,所述步骤(48)中,依据公式:Vi=V*Rp/(Rn+Rp)计算漏电位置Vi。V是已知电压值。。
其中,所述步骤(47)具体包括:(471)使用第一公式Rn1=Vn*(R3+R4)/(Vp-Vn)计算单边动力电池负极绝缘电阻值Rn1,使用第二公式Rn2=((Vp+Vn-Vp1)*Vp-Vp1*Vn)*(R3+R4)/Vp1/Vn双边动力电池负极绝缘电阻值Rn2,取Rn1、Rn2中较小的电阻值为负极等效漏电电阻Rn。(472)使用第三公式Rp1=Vp*(R1+R2)/(Vn-Vp)计算单边动力电池正极绝缘电阻值Rp1,使用第四公式Rp2=((Vp+Vn-Vn1)*Vn-Vn1*Vp)*(R1+R2)/Vn1/Vp计算双边动力电池正极绝缘电阻值Rp2,取Rp1、Rp2中较小的电阻值为正极等效漏电电阻Rp。其中,R1是第一电阻13的电阻值,R2是第二电阻14的电阻值,R3是第三电阻16的电阻值,R4是第四电阻17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所述动力电池漏电位置检测方法40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所述动力电池漏电位置检测方法40。
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。