CN109884395A - 电动汽车高压绝缘电阻检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车高压绝缘电阻检测领域，公开了一种电动汽车高压绝缘电阻检测方法，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法包括：预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。该电动汽车高压绝缘电阻检测方法还包括：通过云平台和无线通讯对建立的测量点数值与绝缘电阻阻值间的对应关系表进行修正，解决因高压系统的电气参数老化，无法确保绝缘电阻测量精度的问题。

Description

电动汽车高压绝缘电阻检测方法和系统

技术领域

本发明涉及电动汽车高压绝缘电阻检测领域，具体地，涉及电动汽车高压绝缘电阻检测方法和系统。

背景技术

在全球能源危机和环境保护等问题的巨大挑战下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛的共识。目前我国已经出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，以加速提高国内电动汽车产业的竞争力，缩短其成熟期。

电动汽车是一种复杂的机电一体化产品，其内部包含很多高压部件。为保障整车使用安全，这些高压部件必须具有良好的绝缘性能。汽车工作环境比较复杂和恶劣，振动、冲击、酸碱气体腐蚀、温度和湿度的变化等影响，都有可能造成动力电缆及其它高压部件的绝缘材料迅速老化甚至破损，极大地降低了其绝缘性能，严重危及人身安全。因此电动汽车必须配置整车绝缘电阻监测系统，以确保车辆的运行安全。

目前国内外对电动汽车绝缘电阻的监测方法有：①平衡桥法和非平衡桥法。这两种方法电路和算法容易实现，但测量绝缘阻值精度受电机控制器、DCDC电压变换器、高压空调压缩机等部件内部功率变换单元的影响较大，容易发生整车绝缘故障漏报或误报的问题，所以只能用在车辆静态或停止状态下的整车绝缘电阻监测，不能在行车过程中实现对整车绝缘电阻的实时准确监测。②高压信号注入法。该方法会增大直流电压的纹波，影响供电质量，且影响负载内部功率器件的耐压等级。③交流信号注入法。该方法在整车停止和运行时都能进行绝缘电阻实时监测，所以是当前广泛采用的方法。但整车高压系统的电气参数会直接影响绝缘电阻测量精度，而且整车高压系统的电气参数会因高压部件的老化而变化，从而导致交流信号注入方法测量的绝缘电阻精度越来越差。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车高压绝缘电阻检测方法和系统，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法可解决因高压系统的电气参数老化，无法确保绝缘电阻测量精度的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动汽车高压绝缘电阻检测方法，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法包括：

预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。

优选地，预设连接有绝缘电阻的测量电路，包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

优选地，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表，包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定。

优选地，在对虚拟的绝缘电阻阻值进行修正之后，还包括：

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

优选地，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法还包括：

实时修正关系表；

该实时修正关系表的方法包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。

本发明还提供一种电动汽车高压绝缘电阻检测系统，该电动汽车高压绝缘电阻检测系统包括：

测量电路，预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

修正电路，将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。

优选地，所述测量电路，包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

优选地，所述测量电路，包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定。

优选地，该系统还包括提醒模块，

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

优选地，还包括实时修正关系表的关系表修正电路，该关系表修正电路包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。

通过上述技术方案，能实时根据电动汽车高压电气状态，修正绝缘电阻计算的相关参数，提高电动汽车在全生命周期内的绝缘电阻检测精度和抗干扰性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的一种电动汽车高压绝缘电阻检测系统的结构框图；以及

图2是本发明提供的一种测量电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种电动汽车高压绝缘电阻检测方法，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法包括：

预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。

通过上述技术方案，能实时根据电动汽车高压电气状态，修正绝缘电阻计算的相关参数，提高电动汽车在全生命周期内的绝缘电阻检测精度和抗干扰性。

其中，测量电路可以预先设定好，便于能够对绝缘电阻进行测量，另外，通过对应的关系表可以实现对于绝缘电阻阻值的修正的测量。

在本发明的一种具体实施方式中，预设连接有绝缘电阻的测量电路，可以包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

通过上述的测量电路，可以实现将电压值标定到电阻值之上。从而便于对电阻值进行标定。

在该种实施方式中，为了实现关系表的建立，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表，包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定的带关系表。

具体工作原理如图2所示，绝缘检测电路包含高压正极低频注入电阻R1、高压正极隔离电容C1、高压负极低频注入电阻R2、高压负极隔离电容C2、电压采样电路。所述高压正极隔离电容C1一端连接高压正极母线，然后依次串连高压正极低频注入电阻R1、高压负极低频注入电阻R2、高压负极隔离电容C2，最后连接到高压负极母线。高压正极低频注入电阻R1与高压正极隔离电容C1的连接点为电压采样电路的电压信号采样点A。高压正极低频注入电阻R1与高压负极低频注入电阻R2的连接点即为低频电压信号的注入点D。在电压信号采样点A注入低频交流电压，该交流电压通过高压正极低频注入电阻R1、动力电池内阻RB和高压正极绝缘电阻Rp给高压正极隔离电容C1充电，在高压正极隔离电容C1与高压正极母线连接点B形成相对于车身地的电位V1；该低频交流电压通过高压正极低频注入电阻R2、动力电池内阻RB和高压负极绝缘电阻Rn给高压负极隔离电容C2充电，在高压负极隔离电容C2与高压负极母线连接点C形成相对于车身地的电位V2。在整车静态、停止或行驶过程中，当绝缘电阻Rp的阻值下降比例大于Rn的阻值下降比例时，Rp上的分压变小使得B点相对于车身地的电位V1减小，从而A点电位也跟随减小偏离正常范围，此时隔离电容C2向隔离电容C1充电，使A点电位值恢复到正常范围；当绝缘电阻Rp的阻值下降比例小于Rn的阻值下降比例时，Rp上的分压变大使得B点相对于车身地的电位V1增大，从而A点电位也跟随增大偏离正常范围，此时隔离电容C1向隔离电容C2充电，使A点电位值恢复到正常范围。

在本发明的一种具体实施方式中，为了实现保养检修的提醒，在实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量之后，还可以包括：

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

通过上述的方法，可以实现保养检修的提醒。

在本发明的一种具体实施方式中，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法还包括：

实时修正关系表；

该实时修正关系表的方法包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。

在本发明中，如图2所示，在A点电压恢复到正常范围后，通过电压采集电路获取A点电压值并将采集到的电压值送入主控芯片内部的AD采样模块，接着将采集的电压AD值与采样回路中实际的绝缘电阻值R标定,做出AD值与R的对应关系表，最终通过计算查表实现对电动汽车高压绝缘电阻的检测。

除上述所述，本发明还提供一种电动汽车高压绝缘电阻检测系统，该电动汽车高压绝缘电阻检测系统可以包括：

测量电路，预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

修正电路，将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，对虚拟的绝缘电阻阻值进行修正。

在本发明的一种具体实施方式中，所述测量电路可以包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

在该种实施方式中，所述测量电路可以包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定。

在该种实施方式中，该系统还可以包括提醒模块，

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

在该种实施方式中，还包括实时修正关系表的关系表修正电路，该关系表修正电路包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。

除上述所述，系统软件还可实现远程升级，实现电动汽车在全生命周期内实时、准确、可靠地监测其高压绝缘电阻大小的要求。

电动汽车高压绝缘电阻检测系统包括：电源管理模块、芯片供电电源、交流信号产生电路、电动汽车高压系统、绝缘检测电路、电压采样电路、芯片基本外设电路模块、标定设备接口、4G通讯模块、远程大数据云平台。

电源管理模块将来自整车12V电源的低压直流电进行稳压、滤波处理，为交流信号产生电路和芯片供电电源提供直流电。

芯片供电电源将来自电源管理模块的直流电转换为主控芯片正常工作所需的纯净的5V直流电；所述芯片基本外设电路模块(晶振、看门狗、复位)、芯片供电电源和主控芯片(MC9S12)共同构成单片机的最小系统。

主控芯片通过4G通讯模块与远程大数据云平台进行远程无线数据交互，所述4G通信模块与主控芯片之间利用SPI通信进行数据传输。主控芯片能够通过4G无线通讯将采集到的整车电气参数和绝缘电阻参数实时或固定时间周期地上传至远程大数据云平台，当整车电气参数发生变化时，远程数据平台修正绝缘电阻计算的相关参数，更新软件算法，并通过软件远程在线更新技术(OTA)对绝缘检测模块的主控芯片软件进行在线更新。

远程数据平台保存电动汽车在全生命周期内绝缘电阻参数，并根据电动汽车绝缘电阻的动态数据形成电动汽车绝缘性能随车辆使用时间增长的趋势图，为车主提供车辆高压绝缘状态信息，并在车辆绝缘性能即高压绝缘电阻发生明显下降时(如在动力电池最高工作电压的情况下，绝缘阻值≥500Ω/V的要求不满足)提醒车主去专业维修机构保养检修车辆。

交流信号产生电路接收来自主控芯片发出的PWM激励信号，从而产生低频电压信号，并且将此低频电压信号通过绝缘检测电路注入到电动汽车高压系统的正、负高压母线上。

电动汽车高压系统包含动力电池和高压负载(包括驱动电机及其控制器、DCDC转换器、高压电动空调、PTC控制器等车载高压部件)。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电动汽车高压绝缘电阻检测方法，其特征在于，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法包括：

预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压绝缘电阻检测方法，其特征在于，预设连接有绝缘电阻的测量电路，包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

3.根据权利要求2所述的电动汽车高压绝缘电阻检测方法，其特征在于，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表，包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定。

4.根据权利要求1所述的电动汽车高压绝缘电阻检测方法，其特征在于，在实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量之后，还包括：

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

5.根据权利要求1所述的电动汽车高压绝缘电阻检测方法，其特征在于，该电动汽车高压绝缘电阻检测方法还包括：

实时修正关系表；

该实时修正关系表的方法包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。

6.一种电动汽车高压绝缘电阻检测系统，其特征在于，该电动汽车高压绝缘电阻检测系统包括：

测量电路，预设连接有绝缘电阻的测量电路，建立测量点数值与绝缘电阻的阻值之间的对应关系表；

修正电路，将测量电路安装于高压绝缘电阻回路中，根据实际测得的测量点数值，从所述关系表中对应得出绝缘电阻的阻值，实现对虚拟的绝缘电阻阻值的测量。

7.根据权利要求6所述的电动汽车高压绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述测量电路，包括：

并联于所述绝缘电阻预设在高压正极和高压负极上相串联的第一隔离电容和第二隔离电容；在所述第一隔离电容和所述第二隔离电容之间设置有正极低频注入电阻和负极低频注入电阻。

8.根据权利要求7所述的电动汽车高压绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述测量电路，包括：

实时检测第一隔离电容和正极低频注入电阻之间的电位值，并检测同时刻下的绝缘电阻的阻值，将电位值和阻值进行标定。

9.根据权利要求6所述的电动汽车高压绝缘电阻检测系统，其特征在于，该系统还包括提醒模块，

判定绝缘电阻的阻值低于预设阻值的情况下，发出保养检修提醒。

10.根据权利要求6所述的电动汽车高压绝缘电阻检测系统，其特征在于，还包括实时修正关系表的关系表修正电路，该关系表修正电路包括：

接收云平台通过实验测得的电动汽车使用时长所属的阈值范围、测量点数值与绝缘电阻三者的实际关系表，通过实际关系表对关系表进行修正。