CN111781424B - 电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质，所述方法包括：确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；根据第一绝缘电压和第二绝缘电压的大小，在正极绝缘电阻或负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；并联测量电阻后，在第一预设时间内对正极绝缘电阻两端的电压和负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定正极绝缘电阻的第一估算电压和负极绝缘电阻的第二估算电压；根据第一绝缘电压、第二绝缘电压、测量电阻、第一估算电压和第二估算电压确定负极绝缘电阻和负极绝缘电阻。本发明实施例通过采样数据求稳态电压估算值，加快了采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。

Description

电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
电动汽车(Battery Electric Vehicle，BEV)是指以车载电池为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规等各项要求的车辆，由于电动汽车对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
由于搭载了车载电池，为了防止车载电池对人体带来伤害，电动汽车的绝缘状态是车辆的一个重要指标。目前，整车绝缘状态一般是由电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)进行实时采集监控的，BMS一般采用非平衡桥电路法测量获取整车绝缘电阻，这种方法需要分别往车载电池正极到地和负极到地之间并联电阻，分别采样并联前后电压值，再通过电路原理计算正负极间的绝缘阻值。
然而，在电动汽车上，车载电池正、负极与车身地都存在Y电容，分别在往电池正、负极回路并联电阻后，电阻与Y电容形成RC充放电电路，造成电压不稳定，为了准确测量并联电阻前后的电压值，需要等待电压平稳后再进行测量，这就使得电压值的测量耗时过长，再加上绝缘值计算和必要的采样滤波时间，绝缘电阻的测量耗时也增加。
发明内容
本发明实施例提供一种电动车绝缘电阻测量方法、装置、车辆及存储介质，以加快采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。
第一方面，本发明实施例提供一种电动车绝缘电阻测量方法，包括：
确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
进一步的，根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻，包括：
若所述第一绝缘电压大于所述第二绝缘电压，则在所述正极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
若所述第一绝缘电压小于所述第二绝缘电压，则在所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻。
进一步的，并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压，包括：
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点；
确定所述多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系和所述多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系；
根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数；
根据所述第一时间常数，将所述第一非线性拟合关系转化为第一线性拟合关系，根据所述第二时间常数，将所述第二非线性拟合关系转化为第二线性拟合关系；
根据所述第一线性拟合关系确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压，根据所述第二线性拟合关系确定所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
进一步的，所述获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点之后，还包括：
对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值。
进一步的，对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值，包括：
滤除采样开始后第二预设时间内获取的正极电压采样点和负极电压采样点；
对于每个正极电压采样点或负极电压采样点，确定其与相邻的预设个数的正极电压采样点或负极电压采样点的均方差，若所述均方差超过预设阈值，则将所述正极电压采样点或负极电压采样点作为异常值滤除。
进一步的，根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数，包括：
通过黄金分割法确定所述多个正极电压采样点对应的相关系数关联函数的第一最小值和所述多个负极电压采样点对应的相关系数关联函数的第二最小值；
根据所述第一最小值确定第一时间常数，根据所述第二最小值确定第二时间常数。
进一步的，根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻，包括：
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻；
根据所述负极绝缘电阻、所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压确定所述正极绝缘电阻。
第二方面，本发明实施例提供一种电动车绝缘电阻测量装置，包括：
绝缘电压确定模块，用于确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
测量电阻配置模块，用于根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
估算电压确定模块，用于并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
绝缘电阻确定模块，用于根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
第三方面，本发明实施例提供一种电动车辆，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例提供的电动车绝缘电阻测量方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例提供的电动车绝缘电阻测量方法。
本发明实施例仅在正负极绝缘电阻中的其中之一的两端并联测量电阻，并在联测量电阻后的第一预设时间内对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样，通过采样数据求稳态电压估算值，而非等待电压自己稳定，从而加快了采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种电动车绝缘电阻测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种电动车绝缘电阻测量方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种电动车绝缘电阻测量装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种电动车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一绝缘电压称为第二绝缘电压，且类似地，可将第二绝缘电压称为第一绝缘电压。第一绝缘电压和第二绝缘电压两者都是绝缘电压，但其不是同一绝缘电压。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电动车绝缘电阻测量方法的流程示意图，本实施例可适用于电动车辆的绝缘电阻检测。如图1所示，本发明实施例一提供的电动车绝缘电阻测量方法包括：
S110、确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压。
具体的，车载电池的正极相对于车身地(车辆电平台)具备一绝缘电阻，称为正极绝缘电阻，车载电池的负极相对于车身地具备一绝缘电阻，称为负极绝缘电阻，正极绝缘电阻和负极绝缘电阻统称为电动车的绝缘电阻，二者需要经过相关测量和计算得出。在未引入任何外加电阻的情况下，车载电池与车身地之间仅包括正极绝缘电阻R1和负极绝缘电阻R2，将此时正极绝缘电阻R1两端的电压称为第一绝缘电压U11，将此时负极绝缘电阻R2两端的电压称为第二绝缘电压U12。对于第一绝缘电压U11和第二绝缘电压U12，可以直接通过传感器测量得到。
S120、根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻。
具体的，测量电动车的绝缘电阻一般采用国标GB/T-18384.1中的非平衡桥电路法，需要分别往车载电池正极到车身地和负极到车身地之间并联电阻，本实施例中，根据第一绝缘电压和第二绝缘电压的大小，仅在车载电池的一个电极到车身地之间并联测量电阻。优选的，选取第一绝缘电压U11和第二绝缘电压U12中较大的一方，在对应的绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻，例如，若第一绝缘电压U11大于第二绝缘电压U12，那么在第一绝缘电压U11对应的正极绝缘电阻R1两端并联预设阻值的测量电阻R0；若第二绝缘电压U12大于第一绝缘电压U11，那么在第二绝缘电压U12对应的负极绝缘电阻R2两端并联预设阻值的测量电阻R0。
S130、并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
具体的，并联测量电阻后，车载电池相对于车身地的电阻值发生了变化，造成车载电池相对于车身地的电流发生变化，从而引起正极绝缘电阻和负极绝缘电阻两端电压的变化，并且，由于Y电容(Y电容是指电动汽车上车载电池高压回路与车身地之间的电容)的存在，在并联测量电阻后的一段时间内，正极绝缘电阻和负极绝缘电阻两端电压会由于RC电路的充放电而不稳定。本实施例中，并联测量电阻后立即在第一预设时间内对正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，第一预设时间是一个极短的采样时间，其通常小于并联测量电阻后正极绝缘电阻和负极绝缘电阻两端电压稳定所需要的时间，例如，第一预设时间为1s。
对正极绝缘电阻R1两端的电压进行采样得到多个正极电压采样点，对负极绝缘电阻两端的电压进行采样得到多个负极电压采样点，其中，采样频率可以根据实际需要的计算精度进行设置，例如，每10ms进行一次采样。将多个正极电压采样点进行非线性拟合，可以估算出正极绝缘电阻R1两端的电压的稳态值，即第一估算电压U21，将多个负极电压采样点进行非线性拟合，可以估算出负极绝缘电阻R2两端的电压的稳态值，即第二估算电压U22。
S140、根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
具体的，并联测量电阻后，车载电池并联测量电阻的电极相对于车身地的绝缘电阻为测量电阻与原绝缘电阻的并联值，而车载电池未并联测量电阻的电极相对于车身地的绝缘电阻保持不变。示例性的，假设正极绝缘电阻R1两端并联测量电阻R0，那么根据测量电阻R0、第一绝缘电压U11、第二绝缘电压U12、第一估算电压U21和第二估算电压U22可得负极绝缘电阻R2，如式(1-1)所示，根据负极绝缘电阻R2、第一绝缘电压U11和第二绝缘电压U12可得正极绝缘电阻R1，如式(1-2)所示。
Figure GDA0003905173830000091
Figure GDA0003905173830000092
本发明实施例一提供的电动车绝缘电阻测量方法仅在正负极绝缘电阻中的其中之一的两端并联测量电阻，并在联测量电阻后的第一预设时间内对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样，通过采样数据求稳态电压估算值，而非等待电压自己稳定，从而加快了采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种电动车绝缘电阻测量方法的流程示意图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图2所示，本发明实施例二提供的电动车绝缘电阻测量方法包括：
S210、确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压。
具体的，车载电池的正极相对于车身地(车辆电平台)具备一绝缘电阻，称为正极绝缘电阻，车载电池的负极相对于车身地具备一绝缘电阻，称为负极绝缘电阻，正极绝缘电阻和负极绝缘电阻统称为电动车的绝缘电阻，二者需要经过相关测量和计算得出。在未引入任何外加电阻的情况下，车载电池与车身地之间仅包括正极绝缘电阻R1和负极绝缘电阻R2，将此时正极绝缘电阻R1两端的电压称为第一绝缘电压U11，将此时负极绝缘电阻R2两端的电压称为第二绝缘电压U12。对于第一绝缘电压U11和第二绝缘电压U12，可以直接通过传感器测量得到。
S220、根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻。
具体的，测量电动车的绝缘电阻一般采用国标GB/T-18384.1中的非平衡桥电路法，需要分别往车载电池正极到车身地和负极到车身地之间并联电阻，本实施例中，根据第一绝缘电压和第二绝缘电压的大小，仅在车载电池的一个电极到车身地之间并联测量电阻。优选的，选取第一绝缘电压U11和第二绝缘电压U12中较大的一方，在对应的绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻，例如，若第一绝缘电压U11大于第二绝缘电压U12，那么在第一绝缘电压U11对应的正极绝缘电阻R1两端并联预设阻值的测量电阻R0；若第二绝缘电压U12大于第一绝缘电压U11，那么在第二绝缘电压U12对应的负极绝缘电阻R2两端并联预设阻值的测量电阻R0。
S230、并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点。
具体的，第一预设时间是一个极短的采样时间，其通常小于并联测量电阻后正极绝缘电阻和负极绝缘电阻两端电压稳定所需要的时间，例如，第一预设时间为1s。对正极绝缘电阻R1两端的电压进行采样得到多个正极电压采样点，记为(t+i，U+i)，i＝1、2、3……n(后续表达中，i的取值范围均表示从1至n的整数)，t+i表示第i个正极采样点的采样时间，U+i表示第i个正极采样点的采样电压；对负极绝缘电阻两端的电压进行采样得到多个负极电压采样点，记为(t-i，U-i)，i＝1、2、3……n(后续表达中，i的取值范围均表示从1至n的整数)，t-i表示第i个负极采样点的采样时间，U-i表示第i个负极采样点的采样电压。其中，采样频率可以根据实际需要的计算精度进行设置，例如，每10ms进行一次采样。
进一步的，对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样之后，还可以包括：对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值。具体的，由于本实施例是在并联测量电阻后的第一预设时间内立即对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样，采样获得的数据可能存在异常，因此，可对采样后的数据进行过滤处理，滤除异常值，使得后续所使用的采样数据更加准确，从而能得到更加准确的计算结果。
进一步的，滤除异常值的方法可以包括：滤除采样开始后第二预设时间内获取的正极电压采样点和负极电压采样点；对于每个正极电压采样点或负极电压采样点，确定其与相邻的预设个数的正极电压采样点或负极电压采样点的均方差，若所述均方差超过预设阈值，则将所述正极电压采样点或负极电压采样点作为异常值滤除。第一方面，采样开始时，采样开关动作可能引起一定的电压误差，因此，将样开始后第二预设时间内获取的采样点滤除，以消除采样开关动作引起的电压误差，第二预设时间远小于第一预设时间，例如，第二预设时间取第一预设时间的十分之一，第一预设时间为1s，则第二预设时间为0.1s。第二方面，采样过程中获取的采样点也可能存在异常值，对于每一个采样点，若其与周围采样点的误差较大，那么可以认为其是异常点，将其滤除，本实施例中，若一采样点与其相邻的预设个数的采样点的均方差超过预设阈值，则认为该采样点为异常点，将其滤除，其中，与其相邻的预设个数的采样点可以根据所需消除误差的精度设置，例如，若一采样点与其相邻的五个采样点的均方差超过预设阈值，则认为该采样点为异常点。
进一步的，还可以采用滑动滤波法滤除异常数据。此外，正极电压采样点和负极电压采样点的个数还可以根据后续进行非线性拟合或线性拟合的拟合精度来确定，可从全部采样点中提取一定迭代次数内满足拟合精度所需的最少数据量的采样点。
S240、确定所述多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系和所述多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系。
具体的，式(2-1)示出了RC充放电回路中电压U变化特性。
Figure GDA0003905173830000121
其中，t表示时间，τ为时间常数，τ＝RC，R表示RC电路中的电阻，C表示RC电路中的电容，A、B为常数。当时间t趋于无穷大时，电压U＝A，也即，RC充放电回路的稳态电压为A，因此，只需求出A，即可得RC充放电回路的稳态电压。
本实施例中，车载电池的正负极相对于车身地各具有一绝缘电阻，故车载电池正极相对于车身地可组成一RC充放电回路，车载电池负极相对于车身地也可组成一RC充放电回路。
示例性的，假设正极绝缘电阻R1两端并联测量电阻R0，对于车载电池正极相对于车身地组成的RC充放电回路(简称正极回路)，根据式(2-1)可得：
Figure GDA0003905173830000131
式(2-2)便表示了多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系，其中，U’21表示正极绝缘电阻R1两端的电压，τ21为正极回路的时间常数，τ21＝R21C1，R21表示正极回路中的电阻(正极绝缘电阻R1与测量电阻R0的并联值)，C1表示正极回路中的Y电容，A21、B21为常数。正极绝缘电阻R1两端的电压稳态值为A21，也即，正极绝缘电阻R1对应的第一估算电压U21＝A21。
对于车载电池负极相对于车身地组成的RC充放电回路(简称负极回路)，根据式(2-1)可得：
Figure GDA0003905173830000132
式(2-3)便表示了多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系，其中，U’22表示负极绝缘电阻R1两端的电压，τ22为负极回路的时间常数，τ22＝R22C2，R22表示负极回路中的电阻(负极绝缘电阻R2)，C2表示负极回路中的Y电容，A22、B22为常数。负极绝缘电阻R1两端的电压稳态值为A22，也即，负极绝缘电阻R1对应的第二估算电压U22＝A22。
S250、根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数。
具体的，令：
Figure GDA0003905173830000133
那么式(2-1)可转化为：
U＝A+B*Z (2-5)
对于式(2-5)，U、Z之间的相关系数取决于τ，将U、Z之间的相关系数记为r(τ)(相关系数通过协方差进行计算，可参考现有技术)，那么|r(τ)|＜1。由于A、B为常数，那么U、Z之间应该是线性关系，U、Z之间的相关系数应为1，故在实际采样过程中，r(τ)的极大值应接近1，设函数f(τ)＝1-|r(τ)|，f(τ)称为相关系数关联函数，那么f(τ)在一给定区间(τ′1，τ’2)中的最小值就是|r(τ)|在区间(τ′1，τ’2)中的最大值，此时的τ＝τ0，τ0应满足使U、Z之间成线性关系，那么τ0即为RC充放电电路中的时间常数。
因此，对于多个正极电压采样点(t+i，U+i)，确定其对应的函数f1(τ)的最小值，便可根据f1(τ)的最小值确定对应的第一时间常数τ21，对于多个负极电压采样点(t-i，U-i)，确定其对应的函数f2(τ)的最小值，便可根据f2(τ)的最小值确定对应的第二时间常数τ22。
进一步的，确定第一时间常数和第二时间常数的方法包括：通过黄金分割法确定所述多个正极电压采样点对应的相关系数关联函数的第一最小值和所述多个负极电压采样点对应的相关系数关联函数的第二最小值；根据所述第一最小值确定第一时间常数，根据所述第二最小值确定第二时间常数。
具体的，黄金分割法又称0.618法，是区间消去法的一种，它是对单峰函数，取搜索区间长度的0.618倍，按对称规则进行搜索的方法，每次的试验点均取在区间的0.618倍处，其不断缩减区间进行搜索的过程又称为迭代过程，搜索的次数称为迭代次数。对多个正极电压采样点(t+i，U+i)或多个负极电压采样点(t-i，U-i)使用0.618法进行迭代时，首先要确定初始迭代区间，对于电动车首次进行绝缘电阻测量，其初始迭代区间可以设定一个较大的范围(可以根据电动车实际运行数据积累获得)，这个范围设置的数量级大概正确即可，只作为迭代初值的范围，估算出第一个极值点τ’。对于电动车再次进行绝缘电阻测量(除首次测量外)，每一次进行绝缘电阻测量时初始迭代区间在τ’的基础上一定程度的扩大，如设定为(k1τ’，k2τ’)，则当前拟合循环可以减少迭代次数，进一步提升计算速度，提升拟合精度。
0.618法迭代终止的条件，可以通过预先设置迭代次数来控制，也可以设置当搜索得到的数据满足条件即可停止迭代，例如，当|τ’1-τ’2|＜p1(τ’1表示搜索区间的左端点，τ’2表示搜索区间的右端点，p1表示搜索区间的长度)和|f(τ′1)-f(τ’2)|＜p2(f(τ′1)表示函数f(τ)在搜索区间左端点处的值，f(τ’2)表示函数f(τ)在搜索区间右端点的值，p2表示函数f(τ)在搜索区间两端点的差值)中的任一条件满足时则停止迭代。
对于多个正极电压采样点(t+i，U+i)，根据0.618法进行迭代搜索，确定f1(τ)min，得到第一时间常数τ21；对于多个负极电压采样点(t-i，U-i)，根据0.618法进行迭代搜索，确定f2(τ)min，得到第二时间常数τ22。
S260、根据所述第一时间常数，将所述第一非线性拟合关系转化为第一线性拟合关系，根据所述第二时间常数，将所述第二非线性拟合关系转化为第二线性拟合关系。
具体的，将步骤S250得到的第一时间常数τ21带入式(2-2)，便可得到多个正极电压采样点(t+i，U+i)的第一非线性拟合关系的表达式，然后结合式(2-4)和式(2-5)，可将多个正极电压采样点(t+i，U+i)的第一非线性拟合关系转为第一线性拟合关系，表示为(Z+i，U+i)。
将步骤S250得到的第二时间常数τ22带入式(2-3)，便可得到多个负极电压采样点(t-i，U-i)的第二非线性拟合关系的表达式，然后结合式(2-4)和式(2-5)，可将多个负极电压采样点(t-i，U-i)的第二非线性拟合关系转为第二线性拟合关系，表示为(Z-i，U-i)。
S270、根据所述第一线性拟合关系确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压，根据所述第二线性拟合关系确定所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
具体的，如式(2-6)和式(2-7)所示，采用最小二乘法线性拟合的方式分别求取正极绝缘电阻所对应的A21、B21和负极绝缘电阻所对应的A22、B22，最终可得第一估算电压U21＝A21，第二估算电压U22＝A22。
Figure GDA0003905173830000161
Figure GDA0003905173830000162
其中，
Figure GDA0003905173830000163
均表示对应数据的均值。
将第一线性拟合关系的多个正极电压采样点(Z+i，U+i)带入式(2-6)和式(2-7)可计算得到B21和A21，从而可得第一估算电压U21＝A21。将第二线性拟合关系的多个负极电压采样点(Z-i，U-i)带入式(2-6)和式(2-7)可计算得到B22和A22，从而可得第二估算电压U22＝A22。
S280、根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻。
S290、根据所述负极绝缘电阻、所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压确定所述正极绝缘电阻。
具体的，根据式(1-1)可得负极绝缘电阻R2，根据式(1-2)可得正极绝缘电阻R1。
本发明实施例二提供的电动车绝缘电阻测量方法仅在正负极绝缘电阻中的其中之一的两端并联测量电阻，并在联测量电阻后的第一预设时间内对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样，通过采样数据求稳态电压估算值，而非等待电压自己稳定，从而加快了采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。本发明实施例无需测量Y电容，且无论处于何种工况，都可以大大缩短绝缘采样周期，提高采样效率。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种电动车绝缘电阻测量装置的结构示意图，本实施例可适用于电动车辆的绝缘电阻检测。本发明实施例三提供的电动车绝缘电阻测量装置能够实现本发明任意实施例提供的电动车绝缘电阻测量方法，具备实现方法的相应功能结构和有益效果，本发明实施例中未描述的内容可参考本发明任意方法实施例的描述。
如图3所示，本发明实施例三提供的电动车绝缘电阻测量装置包括：绝缘电压确定模块310、测量电阻配置模块320、估算电压确定模块330和绝缘电阻确定模块340，其中：
绝缘电压确定模块310用于确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
测量电阻配置模块320用于根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
估算电压确定模块330用于并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
绝缘电阻确定模块340用于根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
进一步的，测量电阻配置模块320具体用于：
若所述第一绝缘电压大于所述第二绝缘电压，则在所述正极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
若所述第一绝缘电压小于所述第二绝缘电压，则在所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻。
进一步的，估算电压确定模块330包括：
电压采样单元，用于并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点；
非线性拟合单元，用于确定所述多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系和所述多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系；
时间常数确定单元，用于根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数；
线性拟合单元，用于根据所述第一时间常数，将所述第一非线性拟合关系转化为第一线性拟合关系，根据所述第二时间常数，将所述第二非线性拟合关系转化为第二线性拟合关系；
电压估算单元，用于根据所述第一线性拟合关系确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压，根据所述第二线性拟合关系确定所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
进一步的，估算电压确定模块330还包括：
过滤单元，用于对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值。
进一步的，所述过滤单元具体用于：
滤除采样开始后第二预设时间内获取的正极电压采样点和负极电压采样点；
对于每个正极电压采样点或负极电压采样点，确定其与相邻的预设个数的正极电压采样点或负极电压采样点的均方差，若所述均方差超过预设阈值，则将所述正极电压采样点或负极电压采样点作为异常值滤除。
进一步的，所述时间常数确定单元具体用于：
通过黄金分割法确定所述多个正极电压采样点对应的相关系数关联函数的第一最小值和所述多个负极电压采样点对应的相关系数关联函数的第二最小值；
根据所述第一最小值确定第一时间常数，根据所述第二最小值确定第二时间常数。
进一步的，绝缘电阻确定模块340包括：
负极绝缘电阻确定单元，用于根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻；
正极绝缘电阻确定单元，用于根据所述负极绝缘电阻、所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压确定所述正极绝缘电阻。
本发明实施例三提供的电动车绝缘电阻测量装置通过绝缘电压确定模块、测量电阻配置模块、测量电阻配置模块和绝缘电阻确定模块，并在联测量电阻后的第一预设时间内对正负极绝缘电阻两端的电压进行采样，通过采样数据求稳态电压估算值，而非等待电压自己稳定，从而加快了采样速度，降低绝缘电阻的测量耗时。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种电动车辆的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电动车辆412的框图。图4显示的电动车辆412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电动车辆412以通用电动车辆的形式表现。电动车辆412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器416，存储装置428，连接不同系统组件(包括存储装置428和处理器416)的总线418。
总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储装置总线或者存储装置控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry SubversiveAlliance，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
电动车辆412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电动车辆412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储装置428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)430和/或高速缓存存储器432。电动车辆412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘，例如只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM),数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储装置428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储装置428中，这样的程序模块442包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电动车辆412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向终端、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电动车辆412交互的终端通信，和/或与使得该电动车辆412能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且，电动车辆412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network，LAN)，广域网(Wide Area Network，WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器420通过总线418与电动车辆412的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电动车辆412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、终端驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器416通过运行存储在存储装置428中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明任意实施例所提供的电动车辆绝缘电阻测量方法，该方法可以包括：
确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的电动车绝缘电阻测量方法，该方法可以包括：
确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电动车绝缘电阻测量方法，其特征在于，包括：
确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻；
在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压，包括：
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点；
确定所述多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系和所述多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系；
根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数；
根据所述第一时间常数，将所述第一非线性拟合关系转化为第一线性拟合关系，根据所述第二时间常数，将所述第二非线性拟合关系转化为第二线性拟合关系；
其中，将所述第一时间常数带入公式(1)，得到多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系的表达式，然后结合公式(3)和公式(4)，将多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系转为第一线性拟合关系；将所述第二时间常数带入公式(2)，得到多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系的表达式，然后结合公式(3)和公式(4)，将多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系转为第二线性拟合关系；
公式(1)包括：
Figure FDA0003905173820000021
式中，U’21表示正极绝缘电阻R1两端的电压，t表示时间，τ21为第一时间常数，τ21＝R21C1，R21表示正极回路中的电阻，C1表示正极回路中的电容，A21、B21为常数；
公式(2)包括：
Figure FDA0003905173820000022
式中，U’22表示负极绝缘电阻R1两端的电压，t表示时间，τ22为第二时间常数，τ22＝R22C2，R22表示负极回路中的电阻，C2表示负极回路中的电容，A22、B22为常数；
公式(3)包括：
Figure FDA0003905173820000023
式中，t表示时间，τ为时间常数；
公式(4)包括：
U＝A+B*Z
式中，U为RC充放电回路中的电压，A、B为常数；
根据所述第一线性拟合关系确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压，根据所述第二线性拟合关系确定所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻，包括：
若所述第一绝缘电压大于所述第二绝缘电压，则在所述正极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
若所述第一绝缘电压小于所述第二绝缘电压，则在所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点之后，还包括：
对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点进行过滤，以滤除所述多个正极电压采样点和所述多个负极电压采样点中的异常值，包括：
滤除采样开始后第二预设时间内获取的正极电压采样点和负极电压采样点；
对于每个正极电压采样点或负极电压采样点，确定其与相邻的预设个数的正极电压采样点或负极电压采样点的均方差，若所述均方差超过预设阈值，则将所述正极电压采样点或负极电压采样点作为异常值滤除。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数，包括：
通过黄金分割法确定所述多个正极电压采样点对应的相关系数关联函数的第一最小值和所述多个负极电压采样点对应的相关系数关联函数的第二最小值；
根据所述第一最小值确定第一时间常数，根据所述第二最小值确定第二时间常数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻，包括：
根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻；
根据所述负极绝缘电阻、所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压确定所述正极绝缘电阻。
7.一种电动车绝缘电阻测量装置，其特征在于，包括：
绝缘电压确定模块，用于确定车载电池的正极绝缘电阻的第一绝缘电压和负极绝缘电阻的第二绝缘电压；
测量电阻配置模块，用于根据所述第一绝缘电压和所述第二绝缘电压的大小，在所述正极绝缘电阻或所述负极绝缘电阻两端并联预设阻值的测量电阻；
估算电压确定模块，用于并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压；
绝缘电阻确定模块，用于根据所述第一绝缘电压、所述第二绝缘电压、所述测量电阻、所述第一估算电压和所述第二估算电压确定所述负极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻；
在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，以确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压和所述负极绝缘电阻的第二估算电压，包括：
并联测量电阻后，在第一预设时间内对所述正极绝缘电阻两端的电压和所述负极绝缘电阻两端的电压进行采样，获得多个正极电压采样点和多个负极电压采样点；
确定所述多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系和所述多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系；
根据所述多个正极电压采样点确定第一时间常数，根据所述多个负极电压采样点确定第二时间常数；
根据所述第一时间常数，将所述第一非线性拟合关系转化为第一线性拟合关系，根据所述第二时间常数，将所述第二非线性拟合关系转化为第二线性拟合关系；
其中，将所述第一时间常数带入公式(1)，得到多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系的表达式，然后结合公式(3)和公式(4)，将多个正极电压采样点的第一非线性拟合关系转为第一线性拟合关系；将所述第二时间常数带入公式(2)，得到多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系的表达式，然后结合公式(3)和公式(4)，将多个负极电压采样点的第二非线性拟合关系转为第二线性拟合关系；
公式(1)包括：
Figure FDA0003905173820000051
式中，U’21表示正极绝缘电阻R1两端的电压，t表示时间，τ21为第一时间常数，τ21＝R21C1，R21表示正极回路中的电阻，C1表示正极回路中的电容，A21、B21为常数；
公式(2)包括：
Figure FDA0003905173820000061
式中，U’22表示负极绝缘电阻R1两端的电压，t表示时间，τ22为第二时间常数，τ22＝R22C2，R22表示负极回路中的电阻，C2表示负极回路中的电容，A22、B22为常数；
公式(3)包括：
Figure FDA0003905173820000062
式中，t表示时间，τ为时间常数；
公式(4)包括：
U＝A+B*Z
式中，U为RC充放电回路中的电压，A、B为常数；
根据所述第一线性拟合关系确定所述正极绝缘电阻的第一估算电压，根据所述第二线性拟合关系确定所述负极绝缘电阻的第二估算电压。
8.一种电动车辆，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一项所述的电动车绝缘电阻测量方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的电动车绝缘电阻测量方法。
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