CN111579872A - 汽车绝缘电阻实时监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车绝缘电阻实时监测系统和方法，其系统包括电压偏置单元，包括多组正极偏置电阻件和多组负极偏置电阻件；每一正极偏置电阻件包括第一电阻和第一开关，第一电阻与第一开关串联后接于动力电池组正极和车体之间；每一负极偏置电阻件包括第二电阻和第二开关，第二电阻与第二开关串联后接于动力电池组负极和车体之间；主控单元，其输出端与第一开关的被控端和第二开关的被控端电连接；主控单元根据其输入端响应到的偏置电阻调整信号控制每一第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。以上方案能够适应各类车型，且每一类车型的绝缘电阻检测结果都更加准确。

Description

汽车绝缘电阻实时监测系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车安全开发技术领域，具体涉及一种汽车绝缘电阻实时监测系统和方法。

背景技术

随着石油资源日益缺乏和人们对环保要求的日益提高以及大容量、长寿命动力电池技术的发展和高效电机技术的发展，纯电动汽车和插电式混合动力汽车被广泛关注。长续航里程、快速充电等技术的进步也使得电动汽车逐渐得到了普通消费者的认可，市场保有量显著提高。然而，对于带有高压能量系统的车辆来说，高压安全始终摆在第一位。在此情况下，车辆的高压电源部分与车体之间的绝缘性检测就变得至关重要。而现有技术中车辆绝缘电阻检测方法中，通过在动力电池组正极与车体之间、动力电池组负极与车体之间接入固定的偏置电阻得到检测电路，先在平衡状态下测量检测电路中各节点的电压值，之后通过接入正极偏置电阻或负极偏置电阻使检测电路正负极对地电阻失衡，之后再测量电路中各节点的电压值，根据平衡状态和失衡状态下各个节点的电压值变化情况确定正负极对地绝缘电阻。发明人在实现本发明的过程中发现，现有方案中，由于所接入的偏置电阻是固定值，因此其只针对一部分车型(绝缘电阻在一定范围内)具有较准确的测量结果，而针对其他车型(绝缘电阻偏离一定范围)的测量结果准确度较差。因此，现有技术中的绝缘电阻监测方法还存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在提供一种电动汽车用绝缘电阻实时监测系统和方法，以实现能够对接入偏置电阻进行适应性调节，使其适应更多类车型的绝缘电阻检测，都能够得到准确的检测结果。

为此，本发明一个方面的实施例提供一种汽车绝缘电阻实时监测系统，包括：

电压偏置单元，包括多组正极偏置电阻件和多组负极偏置电阻件；每一正极偏置电阻件包括第一电阻和第一开关，所述第一电阻与所述第一开关串联后接于动力电池组正极和车体之间；每一负极偏置电阻件包括第二电阻和第二开关，所述第二电阻与所述第二开关串联后接于动力电池组负极和车体之间；

主控单元，其输出端与所述第一开关的被控端和所述第二开关的被控端电连接；所述主控单元根据其输入端响应到的偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统，还包括：

电压平衡检测单元，包括正极分压电阻和负极分压电阻；所述正极分压电阻串接于动力电池组正极和车体之间；所述负极分压电阻串接于动力电池组负极和车体之间；

所述主控单元的第一输入端与所述电压平衡检测单元的正极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元正极部分的对地电压作为第一电压值；

所述主控单元的第二输入端与所述电压平衡检测单元的负极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值；

所述主控单元根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到偏置电阻调整信号；其中，1＜Ratio₁＜Ratio₂。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统中：

所述主控单元，在1＜V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在Ratio₁≤V_ratio＜Ratio₂时，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在V_ratio≥Ratio₂时，控制所有正极偏置电阻件的第一开关导通。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统中：

所述主控单元，在1＜1/V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在Ratio₁≤1/V_ratio＜Ratio₂时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在1/V_ratio≥Ratio₂时，控制所有负极偏置电阻件的第二开关导通。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统，所述电压偏置单元中：

所述正极偏置电阻件包括两个，两个所述正极偏置电阻件中第一电阻的电阻值不同；所述负极偏置电阻件包括两个，两个所述负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值不同；

其中，一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同；另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与另一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统，一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值是另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值的二倍；一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值是另一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值的二倍。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统：

所述正极分压电阻包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联连接，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点与所述主控单元的第一输入端连接；

所述负极分压电阻包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联连接，且所述第三分压电阻和所述第四分压电阻的连接点与所述主控单元的第二输入端连接；

所述主控单元根据第一输入端检测到的电压值以及第一分压电阻的电阻值与第二分压电阻的电阻值之比确定第一电压值；所述主控单元根据第二输入端检测到的电压值以及第三分压电阻的电阻值与第四分压电阻的电阻值之比确定第二电压值。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测系统，所述电压平衡检测单元还包括第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容连接于所述动力电池组正极和所述车体之间；所述第二滤波电容连接于所述动力电池组负极和所述车体之间。

本发明另一方面的实施例提供一种基于以上任一项所述汽车绝缘电阻实时监测系统的汽车绝缘电阻实时监测方法，包括如下步骤：

主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关断开，控制每一第二开关断开；主控单元获取动力电池组正极对地电压初始值和负极对地电压初始值；

所述主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值为变换后正极偏置电阻值，控制每一第二开关导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值为后变换后负极偏置电阻值；主控单元获取动力电池组正极对地电压变换值和负极对地电压变换值；

所述主控单元根据正极对地电压初始值、负极对地电压初始值、变换后正极偏置电阻值、变换后负极偏置电阻值、正极对地电压变换值和负极对地电压变换值得到正极对地绝缘电阻值和负极对地绝缘电阻值。

可选地，上述的汽车绝缘电阻实时监测方法，还包括如下步骤：

主控单元获取电压平衡检测单元正极部分的对地电压作为第一电压值；获取电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值；根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到；

主控单元根据所述偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。

与现有技术相比，本发明实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：

本发明提供的汽车绝缘电阻实时监测系统和方法，主控单元能够控制电压偏置单元中多个第一开关和第二开关的导通或断开，从而能够调节正极偏置电阻的电阻值和负极偏置电阻的电阻值，实现多种偏置电阻的组合，能够使绝缘电阻的检测范围更大，对于不同车型可以选择不同的偏置电阻相配合，不但适应更多类车型的绝缘电阻检测，而且能确保针对每一种车型的绝缘电阻检测都能够得到准确的检测结果。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述汽车绝缘电阻实时监测系统的硬件连接关系示意图；

图2为本发明另一个实施例所述汽车绝缘电阻实时监测系统的硬件连接关系示意图；

图3为本发明一个实施例汽车绝缘电阻实时监测系统上电后所述汽车绝缘电阻实时监测方法的流程图；

图4为本发明一个实施例所述汽车绝缘电阻实时监测系统下电后绝缘电阻计算及存储流程图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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，可以是两个组件内部的连通。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。

本发明提供的以下实施例中的各个技术方案，除非彼此之间相互矛盾，否则不同技术方案之间可以相互组合，不同方案中的技术特征可以相互替换。

本发明以下实施例涉及到的一些参数所表示的含义为：

R_iso+，R_iso-:待检测车辆的正极对地绝缘电阻和负极对地绝缘电阻。

R+_bias1，R+_bias2:正极偏置电阻件中两个不同支路的第一电阻，S1，S2为分别控制两个第一电阻的第一开关；R-_bias1，R-_bias2:负极偏置电阻件中两个不同支路的第负二电阻，S3，S4为分别控制两个第二电阻的第二开关；根据经验，阻值分别设定为：R+_bias1和R-_bias1为1兆欧姆，R+_bias2和R-_bias2为0.5兆欧姆。

R1，R3：第一分压电阻和第二分压电阻，根据经验，阻值分别为60K欧姆和6M欧姆。

R2，R4：第三分压电阻和第四分压电阻，阻值分别为60K欧姆和6M欧姆。

C：电压平衡及检测单元中的滤波电容。

V_positive：第一电压值/正极对地电压；V_negative：第二电压值/负极对地电压。

V_ratio＝V_positive/V_negative：双极对地电压比值。

Ratio_normal：判断绝缘电阻情况是否异常的比例阈值，当V_ratio小于该值可认为绝缘电阻状态正常，持续跟踪即可。

Ratio_max：判断绝缘电阻是否严重异常进而影响人身安全的判定阈值，当V_ratio大于该值可认为绝缘电阻状态严重异常，需要采取紧急措施。

Ratio₁，Ratio₂：偏置电阻接入策略判断的第一阈值和第二阈值，通过比较V_ratio与Ratio₁，Ratio₂的大小关系，进而判定如何接入偏置电阻。Ratio1 Ratio2在车辆开发过程中均可调整，而不是固定数值，具体值需要根据不同车辆的实际水平、通过多次试验来选择最佳值。因为偏置电阻的选取以及不同车辆的车辆绝缘电阻不同，该值也会有少许不同。

本发明一部分实施例提供一种汽车绝缘电阻实时监测系统，如图1所示，包括：

电压偏置单元，包括多组正极偏置电阻件和多组负极偏置电阻件；每一正极偏置电阻件包括第一电阻和第一开关，所述第一电阻与所述第一开关串联后接于动力电池组正极和车体之间；每一负极偏置电阻件包括第二电阻和第二开关，所述第二电阻与所述第二开关串联后接于动力电池组负极和车体之间。本实施例中以两个正极偏置电阻件和两个负极电阻件为例进行说明，第一个正极偏置电阻件中包括第一电阻R+_bias1(以下简称电阻R+_bias1)和第一开关S1(以下简称开关S1)，第二个正极偏置电阻件中包括第一电阻R+_bias2(以下简称电阻R+_bias2)和第一开关S2(以下简称开关S2)。第一个负极偏置电阻件中包括第二电阻R-_bias1(以下简称电阻R-_bias1)和第二开关S3(以下简称开关S3)，第二个负极偏置电阻件中包括第二电阻R-_bias2(以下简称电阻R-_bias2)和第二开关S4(以下简称开关S4)。

主控单元，其输出端与所述第一开关的被控端和所述第二开关的被控端电连接；所述主控单元根据其输入端响应到的偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。主控单元通过控制S1、S2、S3和S4的导通或断开，能够控制正极偏置电阻和负极偏置电阻的多种组合形式，从而能够使绝缘电阻实时监测系统适应多种车型的不同电阻范围的监测，且在不同电阻范围监测情况下通过调节偏置电阻的大小与电阻范围相适配，能够提高绝缘电阻检测结果的精度。

如图2所示，以上汽车绝缘电阻实时监测系统还可以包括：

电压平衡检测单元，包括正极分压电阻和负极分压电阻；所述正极分压电阻串接于动力电池组正极和车体之间；所述负极分压电阻串接于动力电池组负极和车体之间；所述主控单元的第一输入端与所述电压平衡检测单元的正极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元正极部分的对地电压V_P作为第一电压值；所述主控单元的第二输入端与所述电压平衡检测单元的负极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值V_N；所述主控单元根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到偏置电阻调整信号；其中，1＜Ratio₁＜Ratio₂也即，本方案中，偏置电阻的接入方式是由主控单元根据正负极对地电压的比值进行确定的，正负极对地电压的比值能够反映正极对地绝缘电阻和负极对地绝缘电阻之间的比值，根据该比值控制接入的正极偏置电阻和负极偏置电阻的大小，能够有效第保持正负极两端对地电阻的平衡。具体地，在R_normal和R_max之间设定两个不同的可标定阈值分别是Ratio₁和Ratio₂，可以通过如下方式来控制偏置电阻接入方式：

所述主控单元，在1＜V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；所述主控单元，在Ratio₁≤V_ratio＜Ratio₂时，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；所述主控单元，在V_ratio≥Ratio₂时，控制所有正极偏置电阻件的第一开关导通。以图2所示电路结构为例进行说明，如果V_ratio＝VP/VN＝V_positive/V_negative大于1，则说明正极对地电压高于负极对地电压，正极对地绝缘电阻大于负极对地绝缘电阻，则此时采取在正极支路并入偏置电阻的方式来计算绝缘电阻。当V_ratio＝V_positive/V_negative小于Ratio₁，则说明整车绝缘电阻变化较小，整车绝缘电阻仍然在较高级别，则通过MOS开关S1并入一个较大阻值的偏置电阻R+_bias1进行计算。如果双极对地电压的比值V_ratio偏大，大于或等于Ratio₁但是小于Ratio₂，则说明整车绝缘电阻降低较多，则通过MOS开关S2选择并入一个较小阻值的偏置电阻R+_bias2。进一步的，如果双极对地电压的比值V_ratio特大，大于或等于Ratio₂，说明整车绝缘电阻降低非常严重，则通过MOS开关S1和S2同时并入两个偏置电阻R+_bias1、R+_bias2，由于两个偏置电阻为并联方式，则等同于并入一个更小阻值的偏置电阻。本实施例的以上方案，通过并入更小的正极偏置电阻实现较大的母线电压幅值变化，从而能够更精确的计算出整车绝缘阻值。

另一方面，所述主控单元，在1＜1/V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；所述主控单元，在Ratio₁≤1/V_ratio＜Ratio₂时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；所述主控单元，在1/V_ratio≥Ratio₂时，控制所有负极偏置电阻件的第二开关导通。依然以图2所示电路结构进行说明，如果V_ratio小于1，则说明负极电压高于正极电压，负极对地绝缘电阻大于正极对地绝缘电阻。采取在负极支路并入偏置电阻的方式来计算绝缘电阻。对V_ratio取倒数，根据1/V_ratio与Ratio₁和Ratio₂的大小关系比较，通过开关S3和S4控制接入合适的偏置电阻R-_bias1或R-_bias2，其控制原理与正极偏置电阻接入控制方式相同。本实施例的以上方案，通过并入更小的负极偏置电阻实现较大的母线电压幅值变化，从而能够更精确的计算出整车绝缘阻值。

进一步地，以上方案中，所述电压偏置单元中，两个所述正极偏置电阻件中第一电阻的电阻值不同；所述负极偏置电阻件包括两个，两个所述负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值不同；其中，一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同；另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与另一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同。正极偏置电阻和负极偏置电阻的接入值相同能够使电路结构维持在平衡状态，计算过程更简单。而两个第一电阻不同，两个第二电阻不同，能够使正极偏置电阻和负极偏置电阻都至少呈现三种不同的接入电阻值，丰富了电路的形式。

进一步地，一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值是另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值的二倍；一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值是另一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值的二倍。例如：R+_bias1和R-_bias1为1兆欧姆，R+_bias2和R-_bias2为。这样，正极偏置电阻和负极偏置电阻分别有1兆欧姆、0.5兆欧姆以及1兆欧姆与0.5兆欧姆并联电阻这三种结果。

上述方案中，主控单元选择的是单片机、PLC模块等芯片时，其接入端能够承受的电阻一般在5v或者更低，此时，如果动力电池组本身电压值很高，容易对主控单元造成冲击，因此，如图2所示：

所述正极分压电阻包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R3，所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R3串联连接，且所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R3的连接点与所述主控单元的第一输入端连接；所述负极分压电阻包括第三分压电阻R2和第四分压电阻R4，所述第三分压电阻R2和第四分压电阻R4串联连接，且所述第三分压电阻R2和第四分压电阻R4的连接点与所述主控单元的第二输入端连接；所述主控单元根据第一输入端检测到的电压值V1以及第一分压电阻R1的电阻值与第二分压电阻R3的电阻值之比确定第一电压值VP；所述主控单元根据第二输入端检测到的电压值V2以及第三分压电阻R2的电阻值与第四分压电阻R4的电阻值之比确定第二电压值VN。

采用图2所示电路，电压平衡及检测单元在接入偏置电阻之前读取到正负极电压分别为U_P和U_N，在接入合适的偏置电阻后，读取到平稳状态下的正负极电压分别是U_P0和U_N0，基于这4个电压值，根据GB/T18384的绝缘电阻计算公式，可以计算出车辆实际绝缘电阻阻值。

如果V_ratio大于1，则说明负极支路绝缘电阻较低，定义为整车绝缘电阻。计算公式为：R_iso＝R_bias*(U_N0/U_P0-U_N/U_P)；如果V_ratio小于1，则说明正极支路绝缘电阻较低，定义为整车绝缘电阻。计算公式为：R_iso＝R_bias*(U_P0/U_N0-U_P/U_N)；R_bias为R+_bias1或者R+_bias2或者他们的并联值。

以上方案，通过实时在线监测双极对地电压的比值的变化情况，做出合理的响应策略，并基于该比值，合理的控制接入不同阻值的偏置电阻或电阻组合，适应了整车绝缘电阻在较大变化范围的情况，规避了整车绝缘电阻较低时，绝缘电阻计算误差较大的弊端，极大的提高了绝缘电阻计算的精确度。以上方案，不仅满足了法规的要求，还极大的提高了人车安全性。

进一步地，以上方案中所述电压平衡检测单元还包括第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容连接于所述动力电池组正极和所述车体之间；所述第二滤波电容连接于所述动力电池组负极和所述车体之间。第一滤波电容和第二滤波电容的电容值C相等。通过滤波电容的设置能够确保电路信号的稳定性，降低噪声的影响。

本发明另一方面的实施例还提供一种基于以上所述汽车绝缘电阻实时监测系统的汽车绝缘电阻实时监测方法，包括如下步骤：

主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关断开，控制每一第二开关断开；主控单元获取动力电池组正极对地电压初始值和负极对地电压初始值；所述主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值为变换后正极偏置电阻值，控制每一第二开关导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值为后变换后负极偏置电阻值；主控单元获取动力电池组正极对地电压变换值和负极对地电压变换值；所述主控单元根据正极对地电压初始值、负极对地电压初始值、变换后正极偏置电阻值、变换后负极偏置电阻值、正极对地电压变换值和负极对地电压变换值得到正极对地绝缘电阻值和负极对地绝缘电阻值。

优选地，以上方法还可以包括如下步骤：主控单元获取电压平衡检测单元正极部分的对地电压作为第一电压值；获取电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值；根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到；主控单元根据所述偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。

如图3和图4给出了上述系统上电和下电时得到正负极对地绝缘电阻的方法步骤：

S101：系统上电；

S102：初始化操作，读取上次系统下电后存储的绝缘阻值等信息。

S103：进行第一电压值和第二电压值的检测(正极对地以及负极对地的电压检测)；

S104：进正负极对地电压比例计算，如果计算比值V_ratio小于1，则取其倒数，确保其值大于1。。如果大于或等于Rmax则执行步骤S106；如果小于或等于Rnormal则返回，持续对电压值比值进行检测；如果在Rnormal和Rmax之间则执行步骤S105；

S105：进行对应的绝缘电阻阻值精确计算并发送到总线上。

S106：认为车辆高压系统单侧绝缘电阻严重异常，系统紧急下电并通知到车辆驾驶员。

如图4所示，给出了车辆系统下电后的控制流程图

S201：系统响应到下电信号；

S202：进行双极对地电压的检测；

S203：计算双极对地电压比值；

S204：计算双极对地绝缘电阻；

S205：存储步骤S204计算得到的电阻值。

以上方案的有益效果是明显的，主要包括：车辆绝缘电阻状态实时检测，绝缘状态异常时可以快速通知整车高压控制系统切断高压电以保障人身安全；绝缘电阻精确计算功能可以定期精确计算并发送整车绝缘电阻情况及变化趋势，当车辆绝缘状态变差后可以第一时间通知驾驶员维修车辆，提高安全性。高精度的计算结果不仅可以准确计算车辆绝缘电阻正常情况下的绝缘阻值，也可以精确计算车辆异常情况下，绝缘电阻变小后的绝缘阻值，进一步满足了国家相关法规的要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于，包括：

电压偏置单元，包括多组正极偏置电阻件和多组负极偏置电阻件；每一正极偏置电阻件包括第一电阻和第一开关，所述第一电阻与所述第一开关串联后接于动力电池组正极和车体之间；每一负极偏置电阻件包括第二电阻和第二开关，所述第二电阻与所述第二开关串联后接于动力电池组负极和车体之间；

主控单元，其输出端与所述第一开关的被控端和所述第二开关的被控端电连接；所述主控单元根据其输入端响应到的偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。

2.根据权利要求1所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于，还包括：

电压平衡检测单元，包括正极分压电阻和负极分压电阻；所述正极分压电阻串接于动力电池组正极和车体之间；所述负极分压电阻串接于动力电池组负极和车体之间；

所述主控单元的第一输入端与所述电压平衡检测单元的正极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元正极部分的对地电压作为第一电压值；

所述主控单元的第二输入端与所述电压平衡检测单元的负极部分电连接，获取所述电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值；

所述主控单元根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到偏置电阻调整信号；其中，1＜Ratio₁＜Ratio₂。

3.根据权利要求2所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于：

所述主控单元，在1＜V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在Ratio₁≤V_ratio＜Ratio₂，控制至少一个正极偏置电阻件的第一开关导通，至少一个正极偏置电阻件中的第一开关断开，且处于断开状态的正极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的正极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在V_ratio≥Ratio₂时，控制所有正极偏置电阻件的第一开关导通。

4.根据权利要求2所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于：

所述主控单元，在1＜1/V_ratio＜Ratio₁时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值小于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在Ratio₁≤1/V_ratio＜Ratio₂时，控制至少一个负极偏置电阻件的第二开关导通，至少一个负极偏置电阻件中的第二开关断开，且处于断开状态的负极偏置电阻件的并联电阻值大于处于导通状态的负极偏置电阻件的并联电阻值；

所述主控单元，在1/V_ratio≥Ratio₂时，控制所有负极偏置电阻件的第二开关导通。

5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于，所述电压偏置单元中：

所述正极偏置电阻件包括两个，两个所述正极偏置电阻件中第一电阻的电阻值不同；所述负极偏置电阻件包括两个，两个所述负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值不同；

其中，一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同；另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值与另一个负极偏置电阻件中第二电阻的电阻值相同。

6.根据权利要求5所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于：

一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值是另一个正极偏置电阻件中的第一电阻的电阻值的二倍；

一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值是另一个负极偏置电阻件中的第二电阻的电阻值的二倍。

7.根据权利要求2-4任一项所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于：

所述正极分压电阻包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联连接，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点与所述主控单元的第一输入端连接；

所述负极分压电阻包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联连接，且所述第三分压电阻和所述第四分压电阻的连接点与所述主控单元的第二输入端连接；

所述主控单元根据第一输入端检测到的电压值以及第一分压电阻的电阻值与第二分压电阻的电阻值之比确定第一电压值；所述主控单元根据第二输入端检测到的电压值以及第三分压电阻的电阻值与第四分压电阻的电阻值之比确定第二电压值。

8.根据权利要求7所述的汽车绝缘电阻实时监测系统，其特征在于：

所述电压平衡检测单元还包括第一滤波电容和第二滤波电容；所述第一滤波电容连接于所述动力电池组正极和所述车体之间；所述第二滤波电容连接于所述动力电池组负极和所述车体之间。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述汽车绝缘电阻实时监测系统的汽车绝缘电阻实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关断开，控制每一第二开关断开以获取动力电池组正极对地电压初始值和负极对地电压初始值；

所述主控单元控制电压偏置单元中的每一第一开关导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值为变换后正极偏置电阻值，控制每一第二开关导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值为后变换后负极偏置电阻值；主控单元获取动力电池组正极对地电压变换值和负极对地电压变换值；

所述主控单元根据正极对地电压初始值、负极对地电压初始值、变换后正极偏置电阻值、变换后负极偏置电阻值、正极对地电压变换值和负极对地电压变换值得到正极对地绝缘电阻值和负极对地绝缘电阻值。

10.根据权利要求9所述的汽车绝缘电阻实时监测方法，其特征在于，还包括如下步骤：

主控单元获取电压平衡检测单元正极部分的对地电压作为第一电压值；获取电压平衡检测单元负极部分的对地电压作为第二电压值；根据所述第一电压值与所述第二电压值的比值得到双极对地电压比值V_ratio；根据V_ratio与第一阈值Ratio₁和第二阈值Ratio₂的关系得到；

主控单元根据所述偏置电阻调整信号控制每一所述第一开关的导通或断开以控制正极偏置电阻的电阻值，控制每一所述第二开关的导通或断开以控制负极偏置电阻的电阻值。

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