CN110108939B - 基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置。本发明实施例中，在交流电机分别处于非工作状态与工作状态时，分别通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，然后，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗，之后，根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

Description

基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置

【技术领域】

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置。

【背景技术】

电动汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势，动力电池的续行里程、使用寿命及使用安全等对电动汽车的使用都显得尤为重要。而绝缘性能作为安全性能的评价指标之一，是动力电池中必不可少的检测项目。在交流电机运行过程中，由于电磁力，机械力，电化学等多种因素的联合作用影响，会使得交流电机的绝缘性能降低，甚至引起交流电机的绝缘故障。这会对交流电机的正常启动、工作甚至乘车人的人身安全以及低压系统造成重大的安全隐患。因此对交流电机进行绝缘阻抗的检测是保护人身安全以及低压系统区安全的必要手段。

交流电机绕组的绝缘阻值的高低是评定交流电机绝缘性能和工艺处理的指标之一，能够为交流电机进行各部分的耐压试验，绕组匝间的短时升高电压试验等提供可靠性数据。其中，绝缘性能的好坏跟每两相绕组、每相绕组以及与机壳之间的绝缘阻值大小有关，绝缘阻值越大，性能越好。

目前，一般通过电阻分压法来获取绝缘阻值。具体的，通过在电池包的主正与主负之间串联兆欧级电阻，从而，通过分压的方式来计算绝缘阻值。

但是，在整车运行过程中，电池包与交流电机之间连接有逆变器，逆变器中包含多个开关管，多个开关管会按照预设的频率通断。那么，当开关管的通断切换速度较快时，使得无法采集到交流端交流电机的绝缘电阻，从而，无法获取到交流电机的绝缘阻抗，进而，在交流电机发生绝缘故障时无法及时进行处理，高电压和大电流将会危及车上乘客的人身安全，同时还会影响低压电器和车辆控制器的正常工作，并且，可能会导致低压区的供电系统出现击穿的现象，存在较大的安全性风险。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法及装置，用以解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法，包括：

在交流电机分别处于非工作状态与工作状态时，通过绝缘阻抗获取电路采集电信号；

根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗；

根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗，包括：

当所述交流电机处于非工作状态时，获取第一并联等效阻抗，其中，所述第一并联等效阻抗为：电池包的正极对地等效阻抗与所述电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；

当所述交流电机处于工作状态时，获取第二并联等效阻抗，其中，所述第二并联等效阻抗为：所述交流电机的对地等效阻抗、所述电池包的正极对地等效阻抗与所述电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗，包括：

根据所述第一并联等效阻抗与所述第二并联等效阻抗，获取所述交流电机的对地等效阻抗，以作为所述交流电机的绝缘阻抗。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗，包括：

根据采集到的所述电信号，获取在该状态下所述绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的相移；

根据采集到的所述电信号与该状态下的所述相移，获取该状态对应的并联等效阻抗。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述绝缘阻抗获取电路包括：

逆变器，包括：N个并联的逆变臂，每个所述逆变臂包括两个串联连接的开关管，N为大于1的整数；

所述交流电机，包括M根相线，所述M根相线分别连接于所述N个并联的逆变臂的中点，其中，所述中点为相互串联的两个开关管之间的位置；

电池包，连接于所述逆变器中每个所述逆变臂的两端；

保护电容，与所述电池包并联；

隔离电容，所述隔离电容的第一端连接于所述电池包的正极；

信号合成器，所述信号合成器的第一端接地；

采样电阻，连接于所述隔离电容的第二端与所述信号合成器的第二端之间；

第一采样组件，连接至所示采样电阻的第一端；

第二采样组件，连接至所示采样电阻的第二端。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一采样组件，包括：

第一滤波电阻，所述第一滤波电阻的第一端与所述采样电阻的第一端连接；

第一滤波电容，所述第一滤波电容的第一端与所述第一滤波电阻的第二端连接，所述第一滤波电容的第二端接地；

第一电压跟随器，所述第一电压跟随器的第一输入端与所述第一滤波电容的第一端、所述第一滤波电阻的第二端均连接，所述第一电压跟随器的第二输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接；

第一模数转换器，连接至所述第一电压跟随器的输出端。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第二采样组件，包括：

第二滤波电阻，所述第二滤波电阻的第一端与所述采样电阻的第二端连接；

第二滤波电容，所述第二滤波电容的第一端与所述第二滤波电阻的第二端连接，所述第二滤波电容的第二端接地；

第二电压跟随器，所述第二电压跟随器的第一输入端与所述第二滤波电容的第一端、所述第二滤波电阻的第二端均连接，所述第二电压跟随器的第二输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接；

第二模数转换器，连接至所述第二电压跟随器的输出端。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，包括：

通过所述第一采样组件与所述第二采样组件，分别采集所述绝缘阻抗获取电路中所述采样电阻两端的电压信号。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例中，在交流电机处于非工作状态时，交流电机不工作，交流电机的对地等效阻抗为无穷大，此时，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；而在交流电机处于工作状态时，交流电机的对地等效阻抗不为零，那么，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为：交流电机的对地等效阻抗、电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；从而，基于这两种状态下得到的并联等效阻抗，就可以获取到交流电机的绝缘阻抗。本发明实施例并未直接测量交流端的绝缘电阻，而是通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，然后基于得到的电信号最终得到交流电机的绝缘阻抗，即使逆变器中各开关管的通断速度较快，也不影响低频信号注入后对电信号的采集工作，从而通过采集到的电信号得到交流电机的绝缘阻抗，避免了现有技术中由于无法获知交流电机绝缘故障而导致的低压供电电路异常甚至损坏的问题。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

另一方面，本发明实施例提供了一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置，包括：

绝缘阻抗获取电路，用于在交流电机处于分别处于非工作状态与工作状态时，采集电信号；

处理器，用于根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗；

所述处理器，还用于根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗。

再一方面，本发明实施例提供了一种电池管理装置，包括：如上所述的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置。

再一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被运行时执行如上所述任一种实现方式的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例中，在交流电机处于非工作状态时，交流电机不工作，交流电机的对地等效阻抗为无穷大，此时，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；而在交流电机处于工作状态时，交流电机的对地等效阻抗不为零，那么，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为：交流电机的对地等效阻抗、电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；从而，基于这两种状态下得到的并联等效阻抗，就可以获取到交流电机的绝缘阻抗。本发明实施例并未直接测量交流端的绝缘电阻，而是通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，然后基于得到的电信号最终得到交流电机的绝缘阻抗，即使逆变器中各开关管的通断速度较快，也不影响低频信号注入后对电信号的采集工作，从而通过采集到的电信号得到交流电机的绝缘阻抗，避免了现有技术中由于无法获知交流电机绝缘故障而导致的低压供电电路异常甚至损坏的问题。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例所提供的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法的流程示意图；

图2是本发明实施例所提供的绝缘阻抗获取电路的结构示意图；

图3是图2所示的绝缘阻抗获取电路在交流电机处于非工作状态时的等效电路图；

图4是图2所示的绝缘阻抗获取电路在交流电机处于工作状态时的等效电路图；

图5是本发明实施例所提供的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置的结构示意图；

图6是本发明实施例所提供的电池管理装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述并联等效阻抗等，但这些并联等效阻抗不应限于这些术语。这些术语仅用来将并联等效阻抗彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一并联等效阻抗也可以被称为第二并联等效阻抗，类似地，第二并联等效阻抗也可以被称为第一并联等效阻抗。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

实施例一

本发明实施例给出一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法。

首先，请参考图1，其为本发明实施例所提供的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

S101，在交流电机分别处于非工作状态与工作状态时，通过绝缘阻抗获取电路采集电信号。

本发明实施例所涉及的交流电机可以包括但不限于：交流发电机或者交流电动机。

S102，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗。

S103，根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取交流电机的绝缘阻抗。

其中，交流电机的绝缘阻抗指电机控制器到交流电机的高压回路相对于低压地的绝缘阻抗。

本发明实施例中，绝缘阻抗获取电路用于向电池包注入低频交流信号。

本发明实施例中，交流电机的工作状态可以包括正常工作状态或者异常工作状态。通过如上所述图1所示的方法，在交流电机的不同工作状态下均能实现对电机绝缘阻抗的获取。也就是说，本发明实施例对于交流电机的工作状态是否正常无特别限定。

其中，交流电机处于非工作状态时，交流电机不工作，M(M为大于1的整数，表示交流电机中相线的总数目)根相线的绝缘阻抗为无穷大；当交流电机处于工作状态时，交流电机运转，M根相线产生绝缘阻抗，此时产生的绝缘阻抗可以为一个固定的数值，也可能为一个变化的数值，本发明实施例对此无限定。

在一个实现场景中，本发明实施例所涉及的交流电机可以为多相交流电机；更常用的实现场景中，一般可以为三相交流电机，此时，N＝3。

为了便于说明本方案，本发明实施例给出如下一种绝缘阻抗获取电路的实现方式：请参考图2，其为本发明实施例所提供的绝缘阻抗获取电路的结构示意图，该绝缘阻抗获取电路200包括：

逆变器210，包括：N个并联的逆变臂，每个逆变臂包括两个串联连接的开关管(211～216)，其中，N为大于1的整数，在如图2所示的电路结构中，N＝3；

交流电机220，包括M根相线(图2中表示为三相交流电机，各相线分别表示为U、V、W)，M根相线分别连接于N个并联的逆变臂的中点，其中，中点为相互串联的两个开关管之间的位置；

电池包230，连接于逆变器210中每个逆变臂的两端；

保护电容240，与电池包230并联；

隔离电容250，隔离电容250的第一端连接于电池包230的正极(+)；

信号合成器260，信号合成器260的第一端接地(GND)；

采样电阻270，连接于隔离电容250的第二端与信号合成器260的第二端之间；

第一采样组件280，连接至采样电阻270的第一端；

第二采样组件290，连接至采样电阻270的第二端。

其中，图2中R_P表示电池包230的正极对地等效阻抗，R_N表示电池包230的负极对地等效阻抗，C_P表示电池包230的正极等效电容，C_N表示电池包230的负极等效电容；R_U、R_V与R_W用于表征交流电机的M根相线各自的对地等效阻抗。这些对地等效阻抗、对地等效电容等均为了进行等效示意，并非实际电器件。

其中，图2中的逆变器210中，开关管可以为继电器。在一个具体的实现过程中，可以为：绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。

如图2所示，在交流电机220处于工作状态时，逆变器210中至少存在一个逆变臂导通，使得交流电机220能够与电池的供电主回路(+)导通；反之，当交流电机220处于非工作状态时，逆变器210中任意逆变器均断开，交流电机220与电池的供电主回路(+)断开，交流电机220不工作。

其中，信号合成器260可以为直接数字式频率合成器(Direct DigitalSynthesizer，DDS)，用于输出低频信号。并且，在实际实现过程中，信号合成器260于何时输出低频信号，受到处理器的控制。

图2中，保护电容240用于保护电池包230，避免逆变器210中的开关管闭合时对电池包210造成损坏，提高电池包210的安全性能。

在一个具体的应用场景中，如图2所示，第一采样组件280可以包括但不限于：

第一滤波电阻281，第一滤波电阻281的第一端与采样电阻270的第一端连接；

第一滤波电容282，第一滤波电容282的第一端与第一滤波电阻281的第二端连接，第一滤波电容282的第二端接地；

第一电压跟随器283，第一电压跟随器283的第一输入端与滤波电容282的第一端、滤波电阻281的第二端均连接，第一电压跟随器283的第二输入端与第一电压跟随器283的输出端连接；

第一模数转换器284，连接至第一电压跟随器283的输出端。

其中，滤波电阻281与滤波电容282共同构成滤波电路，对采集的电信号起到滤波作用，能够在一定程度上提高采样精度，并进而提高获取到的交流电机的绝缘阻抗的精度。

在通过上述第一采样组件280进行电信号采集时，由于第一采样组件280中的滤波电阻281与滤波电容282构成一阶RC滤波电路，相较于未加入一阶RC电路，如图2所示的第一采样组件280会引起相移及幅值的变化，由于在加入一阶RC电路，相当于在电路中并入了电阻和电容，因此，会使得由此得到的等效阻值变小，等效电容值变大，因此，会导致相移变大。因此，为了降低一阶RC电路对绝缘阻值的精度的影响，在设置一阶RC电路时，可以选用较大的滤波电阻281与较小的滤波电容282，从而，可以提高绝缘阻值的测量精度。

在一个具体的应用场景中，一阶RC电路中滤波电阻281与滤波电容282可以满足如下条件：

其中，f1为信号合成器260输出信号的频率，f2为交流端逆变器210中开关管的通断切换频率，R表示滤波电阻281的阻值，C表示滤波电容282的容值。

在具体的应用场景中，第一采样组件280与第二采样组件290的组成结构可以相同，也可以不同。

在一个具体的应用场景中，如图2所示的绝缘阻抗获取电路200中，第二采样组件290与第一采样组件280的结构相同，包括：

第二滤波电阻291，第二滤波电阻291的第一端与采样电阻270的第二端连接；

第二滤波电容292，第二滤波电容292的第一端与第二滤波电阻291的第二端连接，第二滤波电容292的第二端接地；

第二电压跟随器293，第二电压跟随器293的第一输入端与滤波电容292的第一端、第二滤波电阻291的第二端均连接，第二电压跟随器293的第二输入端与第二电压跟随器293的输出端连接；

第二模数转换器294，连接至第二电压跟随器293的输出端。

基于如图2所示的绝缘阻抗获取电路，在实现上述S101步骤时，只需要在交流电机分别处于非工作状态与工作状态时，通过该绝缘阻抗获取电路100中的第一采样组件280与第二采样组件290，分别采集采样电阻两端的电压信号即可。

基于此，在执行S102步骤时，可以采用如下实现方式获取每种状态下的并联等效阻抗：

根据采集到的电信号，获取在该状态下绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的相移；

根据采集到的电信号与该状态下的相移，获取该状态对应的并联等效阻抗。

以下，为了具体说明本方案，以图2所示的绝缘阻抗获取电路为例，对S102步骤的实现方式进行具体说明。

在交流电机220处于非工作状态时，在S102中通过采集电信号得到的并联等效阻抗为第一并联等效阻抗(R_np1)，其中，第一并联等效阻抗(R_np1)为：电池包的正极对地等效阻抗(R_P)与电池包的负极对地等效阻抗(R_N)之间的并联值。

此时，请参考图3，其为图2所示的绝缘阻抗获取电路在交流电机处于非工作状态时的等效电路图。如图3所示，R_P表示电池包230的正极对地等效阻抗、R_N表示电池包230的负极对地等效阻抗，C_P表示电池包230的正极等效电容，C_N表示电池包230的负极等效电容。

此时，执行S102中获取第一并联等效阻抗(R_np1)时，可以通过以下公式实现：

其中，θ1表示非工作状态下绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的相移，M表示偏置电压，u表示隔离电容与采样电阻的电压，U表示绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的交流源电压，R_np1表示第一并联阻抗，R1表示采样电阻的电阻值，w表示低频交流信号的角频率，C1表示隔离电容的容值。

在交流电机220处于工作状态时，在S102中通过采集电信号得到的并联等效阻抗为第二并联等效阻抗(R_np2)，其中，第二并联等效阻抗(R_np2)为：交流电机的对地等效阻抗(R_U、R_V、R_W)、电池包的正极对地等效阻抗(R_P)与电池包的负极对地等效阻抗(R_N)之间的并联值。

如图2所示，基于隔离电容250具备隔直通交的作用，因此，当交流电机220处于工作状态时，逆变器工作，将交流电机220的绝缘阻抗并入整个回路。由于绝缘阻抗获取电路中向高压侧注入了正弦波小信号，正弦波小信号交流通路时，直流源相当于短路，也就是电池包电压相当于短路，因此，图2所示的绝缘阻抗获取电路可以等效为图4所示的等效电路图。

请参考图4，其为图2所示的绝缘阻抗获取电路在交流电机处于工作状态时的等效电路图。如图4所示，R_P表示电池包230的正极对地等效阻抗、R_N表示电池包230的负极对地等效阻抗，C_P表示电池包230的正极等效电容，C_N表示电池包230的负极等效电容；R_U、R_V与R_W用于表征交流电机的M根相线各自的对地等效阻抗。

此时，执行S102中获取第二并联等效阻抗(R_np2)时，可以通过以下公式实现：

其中，θ2表示工作状态下绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的相移，M表示偏置电压，u表示隔离电容与采样电阻的电压，U表示绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的交流源电压，R_np2表示第二并联阻抗，R1表示采样电阻的电阻值，w表示低频交流信号的角频率，C1表示隔离电容的容值。

基于上述步骤，执行S103中根据每种状态对应的并联等效阻抗，获取交流电机的绝缘阻抗的方法可以为：

根据第一并联等效阻抗与第二并联等效阻抗，获取交流电机的对地等效阻抗的并联值，以作为交流电机的绝缘阻抗。

此时，基于并联特性，对地等效阻抗的并联值一定小于每根相线各自的对地等效阻抗，而在对交流电机的绝缘性能进行评价时，需要知道每根相线的最小对地等效阻抗，因此，本发明实施例中获取交流电机的对地等效阻抗的并联值以作为交流电机的绝缘阻抗。

基于并联连接的特性，此时，根据第一并联等效阻抗与第二并联等效阻抗，获取交流电机的M根相线对地等效阻抗的并联值的方式可以通过如下公式表示：

其中，R_np表示交流电机的对地等效阻抗的并联值，R_np1为第一并联等效阻抗，R_np2为第二并联等效阻抗。

基于如上所述的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机可执行指令，当计算机可执行指令被运行时执行如上所述任一种实现方式的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置。

该计算机可读存储介质可以设置于处理器中。其中，处理器可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。

处理器可以与图2所示的绝缘阻抗获取电路200中第一采样组件280的另一端、第二采样组件290的另一端，如此，第一采样组件280与第二采样组件290采集到的电信号传递至处理器，由处理器基于这些电信号进行后续交流电机的绝缘阻抗的获取。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例中，在交流电机处于非工作状态时，交流电机不工作，交流电机的对地等效阻抗为无穷大，此时，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；而在交流电机处于工作状态时，交流电机的对地等效阻抗不为零，那么，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为：交流电机的对地等效阻抗、电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；从而，基于这两种状态下得到的并联等效阻抗，就可以获取到交流电机的绝缘阻抗。本发明实施例并未直接测量交流端的绝缘电阻，而是通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，然后基于得到的电信号最终得到交流电机的绝缘阻抗，即使逆变器中各开关管的通断速度较快，也不影响绝缘阻抗获取电路对电信号的采集工作，从而得到交流电机的绝缘阻抗，避免了现有技术中由于无法获知交流电机绝缘故障而导致的低压供电电路异常甚至损坏的问题。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

实施例二

基于上述实施例一所提供的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法，本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。

本发明实施例提供了一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置。请参考图5，其为本发明实施例所提供的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置的结构示意图。该基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置500包括：

绝缘阻抗获取电路200，用于在交流电机处于分别处于非工作状态与工作状态时，采集电信号；

处理器510，用于根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗；

处理器510，还用于根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取交流电机的绝缘阻抗。

本发明实施例提供了一种电池管理装置。请参考图6，其为本发明实施例所提供的电池管理装置的结构示意图。该电池管理装置600包括：基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置500。

由于本实施例中的各单元能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例中，在交流电机处于非工作状态时，交流电机不工作，交流电机的对地等效阻抗为无穷大，此时，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；而在交流电机处于工作状态时，交流电机的对地等效阻抗不为零，那么，通过绝缘阻抗获取电路采集到的电信号得到的并联等效阻抗为：交流电机的对地等效阻抗、电池包的正极对地等效阻抗与电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；从而，基于这两种状态下得到的并联等效阻抗，就可以获取到交流电机的绝缘阻抗。本发明实施例并未直接测量交流端的绝缘电阻，而是通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，然后基于得到的电信号最终得到交流电机的绝缘阻抗，即使逆变器中各开关管的通断速度较快，也不影响绝缘阻抗获取电路对电信号的采集工作，从而得到交流电机的绝缘阻抗，避免了现有技术中由于无法获知交流电机绝缘故障而导致的低压供电电路异常甚至损坏的问题。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决现有技术中的绝缘检测方法无法获取到交流交流电机的绝缘阻抗的问题以及进一步导致的安全性风险问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取方法，其特征在于，包括：

在交流电机处于非工作状态与工作状态时，分别通过绝缘阻抗获取电路采集电信号；

根据采集到的所述电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗；

根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗；

所述绝缘阻抗获取电路包括：

逆变器，包括：N个并联的逆变臂，每个所述逆变臂包括两个串联连接的开关管，N为大于1的整数；

所述交流电机，包括M根相线，所述M根相线分别连接于所述N个并联的逆变臂的中点，其中，所述中点为相互串联的两个开关管之间的位置；

电池包，连接于所述逆变器中每个所述逆变臂的两端；

保护电容，与所述电池包并联；

隔离电容，所述隔离电容的第一端连接于所述电池包的正极；

信号合成器，所述信号合成器的第一端接地；

采样电阻，连接于所述隔离电容的第二端与所述信号合成器的第二端之间；

第一采样组件，连接至所述采样电阻的第一端；

第二采样组件，连接至所述采样电阻的第二端；

所述交流电机的绝缘阻抗包括电机控制器到交流电机的高压回路相对于低压地的绝缘阻抗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗，包括：

当所述交流电机处于非工作状态时，获取第一并联等效阻抗，其中，所述第一并联等效阻抗为：电池包的正极对地等效阻抗与所述电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值；

当所述交流电机处于工作状态时，获取第二并联等效阻抗，其中，所述第二并联等效阻抗为：所述交流电机的对地等效阻抗、所述电池包的正极对地等效阻抗与所述电池包的负极对地等效阻抗之间的并联值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗，包括：

根据所述第一并联等效阻抗与所述第二并联等效阻抗，获取所述交流电机的对地等效阻抗，以作为所述交流电机的绝缘阻抗。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗，包括：

根据采集到的所述电信号，获取在该状态下所述绝缘阻抗获取电路注入的低频交流信号的相移；

根据采集到的所述电信号与该状态下的所述相移，获取该状态对应的并联等效阻抗。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一采样组件，包括：

第一滤波电阻，所述第一滤波电阻的第一端与所述采样电阻的第一端连接；

第一滤波电容，所述第一滤波电容的第一端与所述第一滤波电阻的第二端连接，所述第一滤波电容的第二端接地；

第一电压跟随器，所述第一电压跟随器的第一输入端与所述第一滤波电容的第一端、所述第一滤波电阻的第二端均连接，所述第一电压跟随器的第二输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接；

第一模数转换器，连接至所述第一电压跟随器的输出端。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二采样组件，包括：

第二滤波电阻，所述第二滤波电阻的第一端与所述采样电阻的第二端连接；

第二滤波电容，所述第二滤波电容的第一端与所述第二滤波电阻的第二端连接，所述第二滤波电容的第二端接地；

第二电压跟随器，所述第二电压跟随器的第一输入端与所述第二滤波电容的第一端、所述第二滤波电阻的第二端均连接，所述第二电压跟随器的第二输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接；

第二模数转换器，连接至所述第二电压跟随器的输出端。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过绝缘阻抗获取电路采集电信号，包括：

通过所述第一采样组件与所述第二采样组件，分别采集所述绝缘阻抗获取电路中所述采样电阻两端的电压信号。

8.一种基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置，其特征在于，包括：

绝缘阻抗获取电路，用于在交流电机分别处于非工作状态与工作状态时，采集电信号；

处理器，用于根据采集到的电信号，获取该状态对应的并联等效阻抗；

所述处理器，还用于根据工作状态对应的并联等效阻抗与非工作状态对应的并联等效阻抗，获取所述交流电机的绝缘阻抗；

所述绝缘阻抗获取电路包括：

逆变器，包括：N个并联的逆变臂，每个所述逆变臂包括两个串联连接的开关管，N为大于1的整数；

所述交流电机，包括M根相线，所述M根相线分别连接于所述N个并联的逆变臂的中点，其中，所述中点为相互串联的两个开关管之间的位置；

电池包，连接于所述逆变器中每个所述逆变臂的两端；

保护电容，与所述电池包并联；

隔离电容，所述隔离电容的第一端连接于所述电池包的正极；

信号合成器，所述信号合成器的第一端接地；

采样电阻，连接于所述隔离电容的第二端与所述信号合成器的第二端之间；

第一采样组件，连接至所述采样电阻的第一端；

第二采样组件，连接至所述采样电阻的第二端；

所述交流电机的绝缘阻抗包括电机控制器到交流电机的高压回路相对于低压地的绝缘阻抗。

9.一种电池管理装置，其特征在于，包括：如权利要求8所述的基于交流注入法的交流电机绝缘阻抗获取装置。

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