CN111060748A - 一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统 - Google Patents

一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统，其通过高压动力电池和其配电系统及分压电路测量电动车的电池系统的电池总电压的正极对地电压和负极对地电压，并计算电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值，以及负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值，计算得到的等效绝缘电阻阻值与预先设定的最小绝缘电阻阻值比较，判定是否发生绝缘故障。可以准确对电动车的电池系统正、负极对地绝缘电阻和负载系统正、负极对地绝缘电阻进行检测和定位，并且整个过程有控制系统自动完成，提高了检测的效率和准确度。解决了现有技术中电池系统和不同负载系统绝缘检测采样方式复杂和不具有选择性的问题。

Description

一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电动车绝缘检测技术领域，具体涉及一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统。
背景技术
电动汽车作为一种绿色环保的交通工具，得到了越来越多应用，很多国家和地方都对电动车的推广和使用在政策上进行支持，未来的市场份额将越来越大。作为电动车的动力电池系统，不同车型的差异较大，但是都已经超过了安全电压范围，如果动力电压绝缘下降发生触电故障，则直接危害人员生命和设备安全，因此在电动车运行中，必须实时对绝缘状态进行检测，当其中的部件绝缘下降时，要能够及时的进行识别，将异常部件信息反馈给用户，提醒用户及时进行更换。
现有的对电动车的电池绝缘和负载绝缘检测采用两套独立的采样回路或采样方式复杂，而且通常将所有的负载作为一个整体检测，对不同负载部件绝缘电阻的有效检测不具有选择性。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，该方法包括：
S1，通过高压动力电池和其配电系统及分压电路测量电动车的电池系统的电池总电压的正极对地电压Up和负极对地电压Un，并计算出所述电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和Rn；
S2，将所述等效绝缘电阻阻值Rp和所述等效绝缘电阻阻值Rn分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1进行比较，判定电池系统是否发生绝缘故障，若发生故障进行故障报警，若未发生绝缘故障进行下一步检测；
S3，通过所述高压动力电池和其配电系统及分压电路检测电动车的至少一个负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2进行比较，判定负载系统是否发生绝缘故障。
作为本发明进一步的改进，所述高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，所述电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，所述电感L1和所述电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个所述负载系统连接，所述电感L1和所述电感L2分别与所述电池系统的正极和负极连接。
作为本发明进一步的改进，S1包括：
S11，闭合所述开关K1和所述开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值V1和电压值V2；
S12，闭合所述开关K1，断开所述开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值V3；
S13，断开所述开关K1，闭合所述开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值V4；
S14，根据所述电压值V1、所述电压值V2、所述电压值V3和所述电压值V4，计算出所述等效绝缘电阻阻值Rp和所述等效绝缘电阻阻值Rn。
作为本发明进一步的改进，S3包括：
S31，闭合所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S32，分别测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，并根据测量的电压值计算出所有负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定是否有负载系统发生绝缘故障。
作为本发明进一步的改进，S3中若有负载系统发生绝缘故障，还包括：
S33，断开所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S34，闭合一个负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S35，分别测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，根据测量的电压值计算出该负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定该负载系统是否发生绝缘故障；
S36，重复S34和S35完成多个负载系统的绝缘故障的判定。
作为本发明进一步的改进，测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值的方法为：
S321，闭合所述开关K1和所述开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值Vi1和电压值Vi2；
S322，闭合所述开关K1，断开所述开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值Vi3；
S323，断开所述开关K1，闭合所述开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值Vi4；
S324，根据所述电压值Vi1、所述电压值Vi2、所述电压值Vi3和所述电压值Vi4，计算出所述等效绝缘电阻阻值Rpi和所述等效绝缘电阻阻值Rni。
作为本发明进一步的改进，S2中，当所述等效绝缘电阻阻值Rp和/或所述等效绝缘电阻阻值Rn小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1时，判定所述电池系统发生绝缘故障。
作为本发明进一步的改进，S3中，当所述负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni小于设定的最小绝缘电阻阻值Rset2时，判定所述负载系统发生故障。
本发明还提供了一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统，该系统包括：
高压动力电池和其配电系统及分压电路，其用于与电动车的电池系统和至少一个负载系统连接；
信号采集单元，其用于采集高压动力电池和其配电系统及分压电路中分压电阻Rs1和电阻Rs2的电压值；
控制单元，其用于根据所述信号采集单元采集到的电压值，计算出所述电池系统以及所述负载系统的等效绝缘电阻阻值，并判定所述电池系统和所述负载系统是否发生绝缘故障，同时输出输出驱动单元的开关控制信号；
输出驱动单元，其用于根据所述开关控制信号驱动所述电动车绝缘电阻检测系统中的开关；
显示单元，其用于显示所述控制单元的绝缘故障判定结果。
作为本发明进一步的改进，所述高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，所述电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，所述电感L1和所述电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个所述负载系统连接，所述电感L1和所述电感L2分别与所述电池系统的正极和负极连接。
本发明的有益效果：
(1)通过该具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统和检测方法，电动车的电池系统和负载系统的绝缘电阻值检测通过同一组信号采集单元完成，不仅可以准确的检测出电动车电池系统总电压正、负极的对地绝缘电阻，还可以检测出负载系统正、负极对地的绝缘电阻，当检测到绝缘电阻值低于一定值时，可以及时的报警，实现电动车对地绝缘的有效检测。
(2)通过选择性检测，可以准确检测出各系统的对地绝缘电阻，当有绝缘故障发生时，通过显示单元可以显示具体的故障单元，方便售后人员的维修。而且通过选择性的策略，分别在不同负载部件连通或者未连通时检测系统的绝缘电阻，有效地实现对不同负载部件正极、负极对地的绝缘电阻值的检测，并自动定位绝缘故障发生位置。
(3)整个过程由控制系统自动完成，避免了现有检测方法需要通过手动方式逐个进行排查的现状，提高了检测的效率和准确度。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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他的附图。
图1是本发明一实施例中一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法的流程图；
图2是本发明一实施例中一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法的检测电路示意图；
图3是本发明一实施例中一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统的系统结构示意图；
图4是本发明一实施例中负载系统未工作时的等效电路示意图
图5是本发明一实施例中电池系统与电机控制系统的等效电路示意图；
图6是本发明一实施例中电池系统与三合一控制系统的等效电路示意图；
图7是本发明一实施例中电池系统与空调控制系统的等效电路示意图；
图8是本发明一实施例中电池系统和负载系统的等效电路示意图；
图9是本发明一实施例中电池系统的绝缘故障判断逻辑示意图；
图10是本发明一实施例中负载系统的绝缘故障判断逻辑示意图；
图11是本发明一实施例中一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法的绝缘电阻检测逻辑流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员以使得本发明所属技术领域的技术人员能够容易实施。正如本发明所属技术领域的技术人员能够容易理解，将在后面描述的实施例在不脱离本发明的概念和范围的基础上可变形为多种形式。在附图中尽量将相同或相似的部分用相同的附图标记表示。
在此使用的专业术语只是用来说明特定实施例而提供的，并不是用来限制本发明。在此使用的单数形式在没有表示明确的相反含义的情况下也包含复数形式。在说明书中使用的“包含”的具体化了特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素及/或成分，并不排除其他特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。
将下面使用的技术用语及科学用语包括在内的所有用语具有与本发明所属技术领域的技术人员一般理解的含义相同的含义。在词典中所定义的用语被补充解释为与相关技术文献和当前公开的内容相符的含义，在没有定义的情况下，不能被解释为具有非常正式的含义。
本发明的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，首先通过高压动力电池和其配电系统及分压电路测量电动车的电池系统的电池总电压的正极对地电压Up和负极对地电压Un，并计算出电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和Rn。然后将等效绝缘电阻阻值Rp和等效绝缘电阻阻值Rn分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1进行比较，判定电池系统是否发生绝缘故障，若发生故障进行故障报警，若未发生绝缘故障进行下一步检测；判定逻辑如图9所示；最后通过高压动力电池和其配电系统及分压电路检测电动车的至少一个负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2进行比较，判定负载系统是否发生绝缘故障。判定逻辑如图10所示。
其中高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，所述电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，电感L1和电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个所述负载系统连接，电感L1和电感L2分别与电池系统的正极和负极连接。
通过高压动力电池和其配电系统及分压电路对电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和Rn的进行计算，采用的方法如下：首先闭合开关K1和开关K2，得到电阻Rs1和电阻Rs2的电压值V1和电压值V2。然后闭合开关K1，断开开关K2，得到电阻Rs1的电压值V3；断开开关K1，闭合开关K2，得到电阻Rs2的电压值V4。最后根据电压值V1、电压值V2、电压值V3和电压值V4，计算出电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和所述等效绝缘电阻阻值Rn。当等效绝缘电阻阻值Rp或所述等效绝缘电阻阻值Rn或同时小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1时，判定所述电池系统发生绝缘故障并报警。
通过高压动力电池和其配电系统及分压电路对负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni的进行计算，采用的方法如下：首先闭合所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；然后分别测量电阻Rs1和电阻Rs2的电压值，并根据测量的电压值计算出所有负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定是否有负载系统发生绝缘故障。若有负载系统发生绝缘故障，则断开所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2，同时闭合任意一个负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2，再分别测量电阻Rs1和电阻Rs2的电压值，测量方法如下：首先闭合所述开关K1和所述开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值Vi1和电压值Vi2；然后闭合所述开关K1，断开所述开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值Vi3；断开所述开关K1，闭合所述开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值Vi4；根据测量的电压值Vi1、电压值Vi2、电压值Vi3和电压值Vi4计算出该负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定该负载系统是否发生绝缘故障。当任意一个负载系统的正极等效绝缘电阻阻值Rpi或负极对地的等效绝缘电阻阻值Rni或同时小于设定的最小绝缘电阻阻值Rset2时，判定该负载系统发生故障并报警。
本发明的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统，如图3所示，包括控制单元、信号采集单元、输出驱动单元、高压动力电池和其配电系统及分压电路和显示单元；高压动力电池和其配电系统及分压电路用于与电动车的电池系统和至少一个负载系统连接；信号采集单元用于采集高压动力电池和其配电系统及分压电路中分压电阻Rs1和电阻Rs2的电压值；控制单元用于根据所述信号采集单元采集到的电压值，计算出电池系统以及负载系统的等效绝缘电阻阻值，并判定电池系统和负载系统是否发生绝缘故障，同时输出输出驱动单元的开关控制信号；输出驱动单元用于根据控制单元输出的开关控制信号驱动电动车绝缘电阻检测系统中开关的闭合和断开；显示单元用于显示所述控制单元的绝缘故障判定结果。其中，高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，电感L1和电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个负载系统连接，电感L1和电感L2分别与电池系统的正极和负极连接。电感L1、电阻Rf1、开关K1和电阻Rs1组成的电池总电压正极信号的检测电路，电感L2、电阻Rf2、开关K2和电阻Rs2组成的电池总电压负极信号的检测电路。
检测时，信号采集单元采集在高压动力电池和其配电系统及分压电路中电阻Rs1和电阻Rs2的电压，得到电池系统的电池总电压正极对地电压Up和负极对地电压Un；根据得到电压值Up和Un，控制单元计算出所述电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和Rn；将等效绝缘电阻阻值Rp和Rn分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1进行比较，判定电池系统是否发生绝缘故障，若发生绝缘故障，则进行故障报警，同时显示单元显示绝缘故障。若未发生绝缘故障进行下一步检测，闭合所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2，分别测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，并根据测量的电压值计算出所有负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定是否有负载系统发生绝缘故障，若有负载系统发生绝缘故障，则继续判定是哪个负载系统发生了绝缘故障，具体操作是：断开所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2后，闭合其中一个负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2，分别测量此时电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，根据测量的电压值计算出该负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定该负载系统是否发生绝缘故障；重复上述对单个负载系统的检测方式，可以完成多个负载系统的绝缘故障的判定。计算得到的等效绝缘电阻阻值小于预先设定的最小绝缘电阻阻值时，判定为发生绝缘故障。
其中，对电池系统正极和负极对地的等效绝缘电阻值Rp和Rn进行计算时，具体操作如下：首先闭合开关K1和开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值V1和电压值V2；然后闭合开关K1，断开开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值V3；断开开关K1，闭合开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值V4；根据电压值V1、电压值V2、电压值V3和电压值V4，计算出等效绝缘电阻阻值Rp和等效绝缘电阻阻值Rn。
对电池系统正极和负极对地的等效绝缘电阻值Rpi和Rni进行计算时，具体操作如下：首先闭合开关K1和开关K2，得到电阻Rs1和电阻Rs2的电压值Vi1和电压值Vi2；然后，闭合开关K1，断开开关K2，得到电阻Rs1的电压值Vi3；断开开关K1，闭合开关K2，得到电阻Rs2的电压值Vi4；最后根据电压值Vi1、电压值Vi2、电压值Vi3和电压值Vi4，计算出等效绝缘电阻阻值Rpi和等效绝缘电阻阻值Rni。
示例性实施例：
基于上述检测方法和检测系统，结合实例进行进一步说明，如图2所示，本实例的负载系统包括电机控制系统、三合一控制系统和空调控制系统。图2中：B1、B2、Bn-1、Bn为单电芯；Ubus为电池的总电压，BAT+为总电压的正极端，BAT-为总电压的负极端；Up、Un分别为电池系统的电池总电压的正极、负极对地的电压，Rp、Rn分别为电池总电压的正极、负极对地电阻；Us1、Us2分别为电池系统的电池总电压正极和负极对地电压值，L1、Rf1、K1、Rs1构成Us1电压信号的检测电路，当K1闭合后可以检测正极对地电压，K1断开后无法对电压进行检测，L2、Rf2、K2、Rs2构成Us2电压信号的检测电路，当K2闭合后可以检测负极对地电压，K2断开后无法对电压进行检测；L1、L2为感性器件，可以有效地防止采用回路电流突变，防止器件损坏；K11、K12为电机控制系统的电池的正、负控制开关，当K11、K12同时闭合后，电机控制系统得电，当K11、K12同时断开，或者其中任意一个断开后，电机控制系统掉电；K21、K22为三合一控制系统的电池的正、负控制开关，当K21、K22同时闭合后，三合一控制系统得电，当K21、K22同时断开，或者其中任意一个断开后，三合一控制系统掉电；K31、K32为空调控制系统的电池的正、负控制开关，当K31、K32同时闭合后，空调控制系统得电，当K31、K32同时断开，或者其中任意一个断开后，空调控制系统掉电；Rp1、Rn1分别为电机控制系统总电压的正极、负极对地电阻；Rp2、Rn2分别为三合一控制系统总电压的正极、负极对地电阻；Rp3、Rn3分别为空调控制系统总电压的正极、负极对大电阻。
具体检测时，按如图11所示的检测逻辑，依次对负载系统供电前的电池系统的正、负极对地绝缘电阻进行检测，以及负载系统供电后各负载系统的正、负极对地绝缘电阻进行检测。
1)闭合K11、K12、K21、K22、K31、K32，所有系统均得电，此时等效电路如图8所示，具体检测时：整个系统的正极对地绝缘电阻由4个部分组成，正、负极对地等效绝缘电阻分别记为Rpz和Rnz，此时等效绝缘电阻和各部分绝缘电阻之间的关系如下：
Figure BDA0002302944510000101
Figure BDA0002302944510000102
首先闭合K1、K2，通过控制单元检测到此时的电压Us1、Us2分别记为Vz1，Vz2，此时的Up、Un值分别记为Upz0、Unz0，总电压Ubus记为Ubusz；然后，闭合K1，断开关K2，此时检测到的Us1电压记为Vz3，Up值记为Upz1，Un值记为Unz1；断开K1，闭合K2，此时的Up值记为Upz2；此时检测到的Us2电压记为Vz4，Un记为Unz2。系统正极、负极的对地等效绝缘电阻分别为Rpz、Rnz，对应的关系有：
Figure BDA0002302944510000103
Figure BDA0002302944510000111
Ubusz＝Upz0+Unz0 (5)
Figure BDA0002302944510000112
Figure BDA0002302944510000113
Unz1＝Ubusz-Upz1 (8)
Upz2＝Ubusz-Unz2 (9)
Figure BDA0002302944510000114
Figure BDA0002302944510000115
当所有负载系统均工作时，控制单元根据预先设定的电池系统的正、负极对地的最小绝缘电阻Rset1，以及各个负载系统的正、负极对地最小绝缘电阻Rset2，当检测的对地绝缘电阻小于对应的设定绝缘电阻阻值时，判定为发生绝缘故障，否则无绝缘故障，当判定为没有绝缘故障发生时，整个系统无绝缘故障，结束检测；如果有绝缘故障，进一步定位绝缘故障发生位置，继续进行下一步检测。
2)断开K11、K12、K21、K22、K31、K32，此时的等效电路图如图4所示，具体检测时：
首先，闭合K1、K2，通过控制单元检测到此时的电压Us1、Us2分别记为V01，V02，对应的Up、Un值分别记为Up00、Un00，则有如下关系：
Figure BDA0002302944510000116
Figure BDA0002302944510000117
则总电压的值Ubus可以根据公式(3)计算得到：
Ubus＝Up00+Un00 (14)
然后，闭合K1，断开关K2，此时检测到的Us1电压记为V03，此时的Up记为Up01，由于此时K2断开，无法通过Us2检测Un的值，此时的Un值记为Un01；断开K1，闭合K2，由于此时K1断开，无法通过Us1检测Up的值，此时的Up值记为Up02；此时检测到的Us2电压记为V04，Un记为Un02。此时对应的关系有：
Figure BDA0002302944510000121
Figure BDA0002302944510000122
Un01＝Ubus-Up01 (17)
Up02＝Ubus-Un02 (18)
记此时电池系统总线正极、负极的对地的等效绝缘电阻分别Rpz、Rnz，可以通过公式(8)、(9)计算出：
Figure BDA0002302944510000123
Figure BDA0002302944510000124
当Rpz或Rnz的值小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1，则报电池系统绝缘故障；如果没有绝缘故障，继续进行后续检测。
3)电机控制系统得电，即闭合K11、K12，断开关K21、K22、K31、K32，此时等效电路变换为如图5所示，具体检测时：
同计算负载未工作时Up、Un的方法相同，首先闭合K1、K2，通过控制单元检测到此时的电压Us1、Us2分别记为V11，V12，总电压Ubus记为Ubus1，此时的Up、Un值分别记为Up10、Un10；
然后，闭合K1，断开关K2，此时检测到的Us1电压记为V13，Up值记为Up11，Un值记为Un11；断开K1，闭合K2，此时的Up值值记为Up12；此时检测到的Us2电压记为V14，Un记为Un12。此时系统正极、负极的对地等效绝缘电阻分别为Rpz1、Rnz1，对应的关系有：
Figure BDA0002302944510000125
Figure BDA0002302944510000126
Ubus1＝Up10+Un10 (23)
Figure BDA0002302944510000127
Figure BDA0002302944510000128
Un11＝Ubus1-Up11 (26)
Up12＝Ubus1-Un12 (27)
Figure BDA0002302944510000131
Figure BDA0002302944510000132
此时电机控制系统的正、负极对地电阻分别记为Rp1、Rn1，则有：
Figure BDA0002302944510000133
Figure BDA0002302944510000134
当Rp1或Rn1的值小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2，则报电机控制系统绝缘故障；如果没有绝缘故障，继续进行后续检测。
4)三合一控制系统得电，即闭合K21、K22，断开K11、K12、K31、K32，此时等效电路变换为如图6所示，具体检测时：
同负载未工作时Up、Un的方法相同，首先闭合K1、K2，通过控制单元检测到此时的电压Us1、Us2分别记为V21，V22，此时的Up、Un值分别记为Up20、Un20，总电压Ubus记为Ubus2；
然后，闭合K1，断开关K2，此时检测到的Us1电压记为V23，Up值记为Up21，Un值记为Un21；断开K1，闭合K2，此时的Up值值记为Up22；此时检测到的Us2电压记为V24，Un记为Un22。系统正极、负极的对地等效绝缘电阻分别为Rpz2、Rnz2，对应的关系有：
Figure BDA0002302944510000135
Figure BDA0002302944510000136
Ubus2＝Up20+Un20 (34)
Figure BDA0002302944510000137
Figure BDA0002302944510000138
Un21＝Ubus2-Up21 (37)
Up22＝Ubus2-Un22 (38)
Figure BDA0002302944510000141
Figure BDA0002302944510000142
三合一控制系统的正、负极对地电阻分别记为Rp2、Rn2，则有：
Figure BDA0002302944510000143
Figure BDA0002302944510000144
当Rp2或Rn2的值小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2，则报三合一控制系统绝缘故障；如果没有绝缘故障，继续进行后续检测。
5)空调控制系统得电，即闭合K31、K32，断开K11、K12、K21、K22，此时等效电路变换为如图7所示，具体检测时：同负载未工作时Up、Un的方法相同，首先闭合K1、K2，通过控制单元检测到此时的电压Us1、Us2分别记为V31，V32，此时的Up、Un值分别记为Up30、Un30，总电压Ubus记为Ubus3；
然后，闭合K1，断开关K2，此时检测到的Us1电压记为V33，Up值记为Up31，Un值记为Un31；断开K1，闭合K2，此时的Up值值记为Up32；此时检测到的Us2电压记为V34，Un记为Un32。系统正极、负极的对地等效绝缘电阻分别为Rpz3、Rnz3，对应的关系有：
Figure BDA0002302944510000145
Figure BDA0002302944510000146
Ubus3＝Up30+Un30 (45)
Figure BDA0002302944510000147
Figure BDA0002302944510000148
Un31＝Ubus3-Up31 (48)
Up32＝Ubus3-Un32 (49)
Figure BDA0002302944510000149
Figure BDA00023029445100001410
空调控制系统的正、负极对地电阻分别记为Rp3、Rn3，则有：
Figure BDA0002302944510000151
Figure BDA0002302944510000152
当Rp3或Rn3的值小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2，则报空调控制系统绝缘故障；如果没有绝缘故障，输出绝缘阻值后结束本次检测程序。
可以按照重复上述检测方式，持续的对电动车是否发生绝缘故障进行检测和定位绝缘故障发生位置。增加负载数量时，只需再增加新增负载的检测逻辑，并将其并入到上述检测过程中即可。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，包括：
S1，通过高压动力电池和其配电系统及分压电路测量电动车的电池系统的电池总电压的正极对地电压Up和负极对地电压Un，并计算出所述电池系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rp和Rn；
S2，将所述等效绝缘电阻阻值Rp和所述等效绝缘电阻阻值Rn分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1进行比较，判定电池系统是否发生绝缘故障，若发生故障进行故障报警，若未发生绝缘故障进行下一步检测；
S3，通过所述高压动力电池和其配电系统及分压电路检测电动车的至少一个负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset2进行比较，判定负载系统是否发生绝缘故障。
2.如权利要求1所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，所述电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，所述电感L1和所述电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个所述负载系统连接，所述电感L1和所述电感L2分别与所述电池系统的正极和负极连接。
3.如权利要求2所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，S1包括：
S11，闭合所述开关K1和所述开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值V1和电压值V2；
S12，闭合所述开关K1，断开所述开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值V3；
S13，断开所述开关K1，闭合所述开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值V4；
S14，根据所述电压值V1、所述电压值V2、所述电压值V3和所述电压值V4，计算出所述等效绝缘电阻阻值Rp和所述等效绝缘电阻阻值Rn。
4.如权利要求2所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，S3包括：
S31，闭合所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S32，分别测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，并根据测量的电压值计算出所有负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定是否有负载系统发生绝缘故障。
5.如权利要求4所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，若有负载系统发生绝缘故障，还包括：
S33，断开所有负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S34，闭合一个负载系统对应连接的开关Ki1和开关Ki2；
S35，分别测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值，根据测量的电压值计算出该负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni，并分别与预先设定的最小绝缘电阻阻值进行比较，判定该负载系统是否发生绝缘故障；
S36，重复S34和S35完成多个负载系统的绝缘故障的判定。
6.如权利要求4或5所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，测量所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值的方法为：
S321，闭合所述开关K1和所述开关K2，得到所述电阻Rs1和所述电阻Rs2的电压值Vi1和电压值Vi2；
S322，闭合所述开关K1，断开所述开关K2，得到所述电阻Rs1的电压值Vi3；
S323，断开所述开关K1，闭合所述开关K2，得到所述电阻Rs2的电压值Vi4；
S324，根据所述电压值Vi1、所述电压值Vi2、所述电压值Vi3和所述电压值Vi4，计算出所述等效绝缘电阻阻值Rpi和所述等效绝缘电阻阻值Rni。
7.如权利要求1所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，S2中，当所述等效绝缘电阻阻值Rp和/或所述等效绝缘电阻阻值Rn小于预先设定的最小绝缘电阻阻值Rset1时，判定所述电池系统发生绝缘故障。
8.如权利要求1所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，其特征在于，S3中，当所述负载系统的正极和负极对地的等效绝缘电阻阻值Rpi和Rni小于设定的最小绝缘电阻阻值Rset2时，判定所述负载系统发生故障。
9.一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统，其特征在于，采用如权利要求1-8中任意一项所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法，包括：
高压动力电池和其配电系统及分压电路，其用于与电动车的电池系统和至少一个负载系统连接；
信号采集单元，其用于采集高压动力电池和其配电系统及分压电路中分压电阻Rs1和电阻Rs2的电压值；
控制单元，其用于根据所述信号采集单元采集到的电压值，计算出所述电池系统以及所述负载系统的等效绝缘电阻阻值，并判定所述电池系统和所述负载系统是否发生绝缘故障，同时输出输出驱动单元的开关控制信号；
输出驱动单元，其用于根据所述开关控制信号驱动所述电动车绝缘电阻检测系统中的开关；
显示单元，其用于显示所述控制单元的绝缘故障判定结果。
10.如权利要求9所述的一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述高压动力电池和其配电系统及分压电路包括：依次串接的电感L1、电阻Rf1、开关K1、电阻Rs1、电阻Rs2、开关K2、电阻Rf2和电感L2，所述电阻Rs1和电阻Rs2的中间节点接地，所述电感L1和所述电感L2分别通过开关Ki1和开关Ki2与至少一个所述负载系统连接，所述电感L1和所述电感L2分别与所述电池系统的正极和负极连接。
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