CN109061307A - 绝缘电阻检测电路的故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，包括以下步骤：当绝缘电阻检测电路上电后，判断电池的总电压是否大于预设电压；如果是，则分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并分别判断此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压是否趋于稳定；如果是，则根据电池的总电压、第一电压和第二电压对绝缘电阻检测电路进行故障诊断。本发明能够对绝缘电阻检测电路进行准确地故障诊断，提高了绝缘电阻检测电路的可靠性。

Description

绝缘电阻检测电路的故障诊断方法
技术领域
本发明涉及绝缘检测技术领域，特别涉及一种基于绝缘电阻检测电路的故障诊断方法。
背景技术
电动汽车动力电池对地的绝缘性关乎车内成员的安全，其绝缘性的检测至关重要。绝缘电阻作为绝缘性的一个重要指标，国家标准也给出了相应的绝缘电阻测量方法。该测量方法通过采集动力电池直流正极母线对车壳地、直流负极母线对车壳地的电压来计算两侧绝缘电阻中的较小值，以作为动力电池对地的绝缘电阻值。
但是，上述的绝缘电阻测量方法并未对相应的测量电路做故障诊断，导致测量电路的可靠性不高。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，该方法能够对绝缘电阻检测电路进行准确地故障诊断，提高了绝缘电阻检测电路的可靠性。
为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，包括以下步骤：当所述绝缘电阻检测电路上电后，判断电池的总电压是否大于预设电压；如果是，则分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并分别判断此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压是否趋于稳定；如果是，则根据所述电池的总电压、所述第一电压和第二电压对所述绝缘电阻检测电路进行故障诊断。
根据本发明实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，当绝缘电阻检测电路上电后，且电池的总电压是否大于预设电压时，分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并进一步当直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压趋于稳定时，根据电池的总电压、第一电压和第二电压对绝缘电阻检测电路进行准确地故障诊断，从而提高了绝缘电阻检测电路的可靠性。
另外，根据本发明上述实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，根据所述电池的总电压、所述第一电压和第二电压对所述绝缘电阻检测电路进行故障诊断，进一步包括：判断所述电池的总电压与所述第一电压和第二电压之和的差值是否小于预设值；如果是，则分别判断所述第一电压和第二电压是否为零；如果所述第一电压和第二电压不为零，则闭合所述第一开关，并判断所述第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压是否相等；如果不相等，则断开所述第一开关，并闭合所述第二开关，并判断所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压是否相等；如果所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压不相等，则判定所述绝缘电阻检测电路无故障。
在一些示例中，还包括：如果所述电池的总电压与所述第一电压和第二电压之和的差值大于或等于所述预设值，则判定绝缘电阻检测电路存在断路故障。
在一些示例中，还包括：如果判断所述第一电压和第二电压为零，则判定直流母线两侧对地短路或所述绝缘电阻检测电路对地短路。
在一些示例中，还包括：如果所述第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压相等，则判定所述第一开关故障。
在一些示例中，还包括：如果所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压相等，则判定所述第二开关故障。
在一些示例中，还包括：如果判断所述电池的总电压小于或等于所述预设电压，则判定所述绝缘电阻检测电路无效。
在一些示例中，还包括：如果判断所述直流正极母线相对于机壳地的所述第一电压及所述直流负极母线相对于机壳地的所述第二电压不稳定，则延时采样，直至所述直流正极母线相对于机壳地的所述第一电压及所述直流负极母线相对于机壳地的所述第二电压趋于稳定。
在一些示例中，当所述第一电压处于第一预设电压范围时，判定所述第一电压趋于稳定，当所述第二电压处于第二预设电压范围时，判定所述第二电压趋于稳定。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是绝缘电阻检测电路的示意图；
图2是绝缘电阻检测电路的检测原理示意图；
图3是根据本发明一个实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法的详细流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法。
在描述本发明实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法之前，首先结合图1和图2描述所涉及的绝缘电阻检测电路。
图1是国标法测量绝缘电阻的电路示意图，其中R0为固定阻值电阻，R1为直流正极母线对机壳地电压采样电阻，R2为直流负极母线对机壳地电压采样电阻。RP和RN为待测绝缘电阻。
图2是GB/T 18384.1-2015中给定的绝缘电阻测量方法的检测原理图。结合图2所示，绝缘电阻的检测方法包括以下步骤：
a)测量REESS的两个端子和车辆电平台之间的电压。较高的一个定义为U1，较低的一个定义为U1’，相应的两个绝缘电阻定义为Ri1和Ri2＝Ri。
b)添加一个已知的测量电阻R0与Ri1并联，测量U2和U2’。其中，测试期间应该保持稳定的电压。
c)计算绝缘电阻Ri，具体如下：
c1)将R0和三个电压U1，U1’和U2和代入下式：
c2)Ri也可以使用R0和所有四个电压值U1，U1’、U2和U2’代入下式计算：
本发明实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，基于上述的绝缘电阻检测电路，对其进行故障诊断。
具体地，图3是根据本发明一个实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：当绝缘电阻检测电路上电后，判断电池的总电压是否大于预设电压。具体而言，结合图4，即当绝缘电阻检测电路上高压电后，判断电池的总电压U0是否大于预设电压(如10V)。
步骤S2：如果是，则分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并分别判断此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压是否趋于稳定。具体而言，结合图4，即当U0大于预设电压10V时，记录此时的电池总电压U0，并分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，其中，第一开关和第二开关例如为光MOS管；进一步地，分别判断此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2是否趋于稳定。
步骤S3：如果是，则根据电池的总电压、第一电压和第二电压对绝缘电阻检测电路进行故障诊断。也即是说，如果判定此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2均趋于稳定，则根据电池的总电压U0、第一电压U1和第二电压U2对绝缘电阻检测电路进行故障诊断。由于将稳定后的电压值作为判定前提条件，因此，判定准确性高，从而提高了绝缘电阻检测电路的可靠性。
具体地，在本发明的一个实施例中，根据电池的总电压、第一电压和第二电压对绝缘电阻检测电路进行故障诊断，进一步包括：判断电池的总电压与第一电压和第二电压之和的差值是否小于预设值；如果是，则分别判断第一电压和第二电压是否为零；如果第一电压和第二电压不为零，则闭合第一开关，并判断第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压是否相等；如果不相等，则断开第一开关，并闭合第二开关，并判断第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压是否相等；如果第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压不相等，则判定绝缘电阻检测电路无故障。
具体而言，结合图4所示，即当判定此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2均趋于稳定时，记录此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2，并判断总电压U0与第一电压U1和第二电压U2之和(即U1+U2)的差值是否小于预设值(预设值例如为2％U0)，如果是，则分别判断两侧对机壳地(或车壳地)的电压(即U1和U2)是否为0，如果否(即U1和U2不为0)，则闭合直流正极母线对机壳地侧的光MOS管，即闭合第一开关，并判断第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压是否相等，即判断该侧MOS管闭合前后的两个电压值是否相等，如果不相等，则断开直流正极母线对机壳地侧的光MOS管，闭合直流负极母线对机壳地侧的光MOS管，即断开第一开关，并闭合第二开关，并判断第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的两个电压是否相等，如果不相等，则判定绝缘电阻检测电路无故障。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：如果电池的总电压与第一电压和第二电压之和的差值大于或等于预设值，则判定绝缘电阻检测电路存在断路故障。具体而言，结合图4，即如果总电压U0与第一电压U1和第二电压U2之和(即U1+U2)的差值大于或等于预设值(预设值例如为2％U0)，则判定绝缘电阻检测电路存在断路故障。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：如果判断第一电压和第二电压为零，则判定直流母线两侧对地短路或绝缘电阻检测电路对地短路。具体而言，结合图4，即如果判断两侧对机壳地的电压(即U1或U2)为0，则判定该侧直流母线或绝缘电阻检测电路对地短路。也即是说，如果U1为0，则判定直流正极母线或绝缘电阻检测电路对地短路，如果U2为0，则判定直流负极母线或绝缘电阻检测电路对地短路。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：如果第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压相等，则判定第一开关故障，结合图4所示，即直流正极母线对机壳地侧的光MOS管故障。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：如果第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压相等，则判定第二开关故障，结合图4所示，即直流负极母线对机壳地侧的光MOS管故障。
在本发明的一个实施例中，结合图4所示，该方法还包括：如果判断直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2不稳定，则延时采样，直至直流正极母线相对于机壳地的第一电压U1及直流负极母线相对于机壳地的第二电压U2趋于稳定。
其中，在本发明的一个实施例中，当第一电压U1处于预先设定的第一预设电压范围时，判定第一电压U1趋于稳定，当第二电压U2处于预先设定的第二预设电压范围时，判定第二电压U2趋于稳定。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：如果判断电池的总电压小于或等于预设电压，则判定绝缘电阻检测电路无效。具体而言，结合图4，即如果总电压U0小于或等于预设电压10V时，则判定绝缘电阻检测电路无效。
根据本发明实施例的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，当绝缘电阻检测电路上电后，且电池的总电压是否大于预设电压时，分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并进一步当直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压趋于稳定时，根据电池的总电压、第一电压和第二电压对绝缘电阻检测电路进行准确地故障诊断，从而提高了绝缘电阻检测电路的可靠性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
当所述绝缘电阻检测电路上电后，判断电池的总电压是否大于预设电压；
如果是，则分别断开直流正极母线对机壳地侧的第一开关及直流负极母线对机壳地侧的第二开关，并分别判断此时直流正极母线相对于机壳地的第一电压及直流负极母线相对于机壳地的第二电压是否趋于稳定；
如果是，则根据所述电池的总电压、所述第一电压和第二电压对所述绝缘电阻检测电路进行故障诊断。
2.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，根据所述电池的总电压、所述第一电压和第二电压对所述绝缘电阻检测电路进行故障诊断，进一步包括：
判断所述电池的总电压与所述第一电压和第二电压之和的差值是否小于预设值；
如果是，则分别判断所述第一电压和第二电压是否为零；
如果所述第一电压和第二电压不为零，则闭合所述第一开关，并判断所述第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压是否相等；
如果不相等，则断开所述第一开关，并闭合所述第二开关，并判断所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压是否相等；
如果所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压不相等，则判定所述绝缘电阻检测电路无故障。
3.根据权利要求2所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果所述电池的总电压与所述第一电压和第二电压之和的差值大于或等于所述预设值，则判定绝缘电阻检测电路存在断路故障。
4.根据权利要求2所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果判断所述第一电压和第二电压为零，则判定直流母线两侧对地短路或所述绝缘电阻检测电路对地短路。
5.根据权利要求2所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果所述第一开关在闭合前后对应的直流正极母线相对于机壳地的电压相等，则判定所述第一开关故障。
6.根据权利要求2所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果所述第二开关在闭合前后对应的直流负极母线相对于机壳地的电压相等，则判定所述第二开关故障。
7.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果判断所述电池的总电压小于或等于所述预设电压，则判定所述绝缘电阻检测电路无效。
8.根据权利要求1所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，还包括：
如果判断所述直流正极母线相对于机壳地的所述第一电压及所述直流负极母线相对于机壳地的所述第二电压不稳定，则延时采样，直至所述直流正极母线相对于机壳地的所述第一电压及所述直流负极母线相对于机壳地的所述第二电压趋于稳定。
9.根据权利要求8所述的绝缘电阻检测电路的故障诊断方法，其特征在于，当所述第一电压处于第一预设电压范围时，判定所述第一电压趋于稳定，当所述第二电压处于第二预设电压范围时，判定所述第二电压趋于稳定。
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