CN111796204A - 新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统，基于本发明的信号注入测量系统，通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0，并使用一个环形数据记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，则电压稳定，本发明中BMS采用小信号注入号法进行绝缘检测时，能够快速检测出漏电电阻和漏电位置，整车采样此种方法进行绝缘检测时，能够实现快速上电，提升用户体验。

Description

新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统
技术领域
本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统。
背景技术
新能源汽车的电池管理系统控制中，绝缘检测由于非常重要，一直是在持续改进的技术。现有产品主要是通过非平衡桥的方法进行绝缘检测，该方法在电池正负两端各并联一个带开关的采样电阻，通过开关闭合与开启来实现检测。另一种方法是小信号注入法，通过注入小信号来进行绝缘检测。
然而上述方法存在如下问题：
1.采用非平衡桥方法不能检测电池组漏电位置。
2.采用非平衡桥方法上电快检检测的是电池组单端漏电，如果双端漏电电阻相当也无法检测。
3.小信号注入法理论上能有效的解决以上两个问题，但是小信号电压稳定的判断缺少有效的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统，通过在小信号注入中电压稳定的有效判断，能够快速检测出漏电电阻和漏电位置。
根据本发明的实施例，本发明提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，该方法应用于信号注入法测量系统，所述系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，信号输入源Vi，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，绝缘电阻RX以及寄生电容CX，该方法包括，通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0，并使用一个环形数据记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，则电压稳定。
进一步的，所述通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0还包括，在输入低频方波小信号的过程中，不等待电压稳定时就进行采样电阻RS两端电压V0的实时采集。
进一步的，所述方法还包括，所述信号输入源Vi由MCU控制以输入低频方波小信号。
进一步的，采集延时不超过100ms。
进一步的，所述预设值设置为AD转换器精度的1-2倍。
根据本发明的实施例，本发明还提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统，所述系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，基于MCU控制的信号输入源Vi以输入低频方波信号，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，绝缘电阻RX以及寄生电容CX，通过输入的低频方波信号来进行电压稳定的判断。
进一步的，所述系统还包括一工作继电器RELAY。
进一步的，所述分压电阻R0的阻值为1.5MΩ，所述采样电阻的阻值为100KΩ。
本发明提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统，基于本发明的信号注入测量系统，通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0，并使用一个环形数据记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，则电压稳定，本发明中电池管理系统BMS采用小信号注入号法进行绝缘检测时，能够快速检测出漏电电阻和漏电位置，整车采样此种方法进行绝缘检测时，能够实现快速上电，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明提出的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统原理图。
图2为本发明提出的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法及系统一实施例图。
具体实施方式
为便于理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，应用于信号注入法测量系统，如图1所示，所述系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，信号输入源Vi，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，绝缘电阻RX以及寄生电容CX，该方法包括，通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0，并使用一个环形数据记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，则电压稳定。
根据本发明的实施例，普通的电压稳定检测方法是，等待一个较长的时间，认为V0肯定稳定了再去采集V0。这样的结果是绝缘检测时间太长，不利于整车快速上电，也不能快速反应绝缘电阻的变化。而在本发明中，在输入低频方波小信号的过程中，不等待电压稳定时就进行采样电阻RS两端电压V0的实时采集。
根据本发明的实施例，在本发明中，信号输入源Vi由MCU控制以输入低频方波小信号。
根据本发明的实施例，在进行电压的采集过程中，采集延时不超过100ms。
根据本发明的实施例，本发明中通过设置环形数组，记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，在实际工作中，将该预设值设置为AD转换器精度的1-2倍。
如图1所示，本发明提出了一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统，该系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，基于微控制单元MCU控制的信号输入源Vi以输入低频方波信号，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，以及等效为漏电位置的绝缘电阻RX、寄生电容CX，通过输入的低频方波信号来进行电压稳定的判断。
根据本发明的实施例，本发明的系统还包括一工作继电器RELAY，位于信号输入源Vi与并联的分压电阻之间，在这里，该系统中的分压电阻R0的阻值为1.5MΩ，所述采样电阻的阻值为100KΩ。
如图2所示，本发明的测量系统中，V1、V2动力电池的两部分，漏电位置假定位于V1、V2之间，其他位置的绝缘电阻忽略其影响，已知V1+V2＝Vh，V0即为本发明中所需要判断稳定的电压信号。通过信号源Vi的电流为I3，经过V1与R0之间的电流为I1，V2与R0之间的电流为I2，基于基尔霍夫电流电压原理：
I1+I2＝I3，I2-I1＝Vh/R0，I3＝-V0/RS，得到I1＝(I3-Vh/R0)/2,I2＝(I3+Vh/R0)/2，I3＝(Vi+V0-R0*I1-V1)/Rx，综上就可以得到V1＝Vi+(1+R0/2Rs+Rx/Rs)V0+Vh/2，通过输入Vi＝0与Vi＝40，可解的V1，Rx，进而可求得V2。由此可见，V0的稳定对小信号注入法检测绝缘至关重要。Vi＝0与Vi＝40表示两次测量过程，其中，Vi＝0表示一次不注入小信号，Vi＝40表示注入注入小信号，且电压值为40V，因此，通过实时采集电压信号，并通过本发明的电压稳定判断方法实现了BMS采用小信号注入号法进行绝缘检测时，能够快速检测出漏电电阻和漏电位置。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，其特征在于，应用于信号注入法测量系统，所述系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，信号输入源Vi，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，绝缘电阻RX以及寄生电容CX，该方法包括，通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0，并使用一个环形数据记录采集的数据，实时计算数组的平均值，以及数组内每个值与平均值的绝对差，如果每个绝对差都小于一个预设值，则电压稳定。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，其特征在于，所述通过所述信号输入源Vi输入低频方波小信号，实时采集采样电阻RS两端电压V0还包括，在输入低频方波小信号的过程中，不等待电压稳定时就进行采样电阻RS两端电压V0的实时采集。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述信号输入源Vi由MCU控制以输入低频方波小信号。
4.根据权利要求2或3所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，其特征在于，采集延时不超过100ms。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的方法，其特征在于，所述预设值设置为AD转换器精度的1-2倍。
6.一种如权利要求1-5所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统，其特征在于，所述系统包括动力电池的两部分V1、V2，分别与所述V1、V2连接的分压电阻R0，基于MCU控制的信号输入源Vi以输入低频方波信号，与Vi连接的采样电阻RS，位于动力电池正极与地之间的电容CY1、动力电池负极与地之间的电容CY2，绝缘电阻RX以及寄生电容CX，通过输入的低频方波信号来进行电压稳定的判断。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统，其特征在于，所述系统还包括一工作继电器RELAY。
8.根据权利要求6所述的新能源汽车小信号绝缘检测判断电压稳定的系统，其特征在于，所述分压电阻R0的阻值为1.5MΩ，所述采样电阻的阻值为100KΩ。
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