CN112666435B - 一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统绝缘检测领域，公开一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法。该方法包括：预先分别选取升压电路的正输入端对地的第一等效电阻、升压电路的负输入端对地的第二等效电阻及升压电路的负输出端对地的第三等效电阻的阻值，同时获取升压电路的升压电压，通过仿真实验，检测升压电路的正输出端对地的第四等效电阻分别对第一等效电阻两端的电压和第二等效电阻两端的电压的影响，根据仿真实验的结果，确定第一电压和第二电压不为零时第四等效电阻的取值范围，在该取值范围内选取第四等效电阻的阻值。基于本方法，在设计升压电路时考虑对地绝缘阻抗对后续测量产生的影响，从而保证后续绝缘阻抗测量的兼容性与准确性。

Description

一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法

技术领域

本发明涉及电力系统绝缘检测技术领域，特别是涉及一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法。

背景技术

电气行业中电气设备的绝缘问题是引起电气设备发生故障的主要因素，绝缘程度越高对电气设备的安全性是越有利的，并且，绝缘性能的好坏对电气设备的寿命有一定的影响。在目前的电动汽车行业中，要想汽车充电电气设备能够正常工作运转，使电气设备不频繁发生故障以保证电力系统的安全与稳定运行，都会通过绝缘检测设备IMD(IsolationMonitoring Device)定时检查电气设备的绝缘状态，因此，IMD检测成为了电气设备检查中一项十分重要的工作。

电动汽车直流充电的正负直流母线对地的绝缘阻抗能够在很大程度上反映电气设备的绝缘状态，该绝缘阻抗是判断电气设备绝缘性能的一项重要指标，由于测量绝缘阻抗是相对简单且方便的辅助测试方法，因而成为了电动汽车中运用得十分普遍的辅助检测电气设备绝缘状态的方法。绝缘阻抗并不会一直保持在一个定值，而是会在环境的影响下发生一定变化，所以定时检测绝缘阻抗是有必要的。

请参阅图1a至图1c，图1a至图1c为基于不平衡桥原理的绝缘阻抗检测方法的示意图。如图1a至图1c所示，Rx是正直流母线对地的绝缘电阻，Ry是负直流母线对地的绝缘电阻，通过分别在Rx两端切入已知电阻并检测Rx两端的电压，在Ry两端切入已知电阻并检测Ry两端的电压，在正负直流母线两端电压确定的情况下，便可通过建立方程得出Rx和Ry的电阻：

在公式1和公式2中，UDC是正负直流母线两端的电压，Ux是正直流母线对地的等效绝缘电阻，Uy是负直流母线对地的等效绝缘电阻，R是已知的切入电阻。

由上述公式1及公式2可知，测试结果Rx/Ry取决于电压的采样精度，并且如果所测得的电压存在零点，Rx/Ry会出现极点，造成Rx/Ry的测试结果极不准确，同时，如果切入电阻R的取值不当，可能会造成Rx/Ry存在一定的误差或者影响电流环控制的稳定性。因此，相关技术中IMD检测得到的绝缘阻抗不够准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法，能够解决面向升压电路相关技术中，绝缘阻抗检测电路存在失效风险的技术问题。

本发明实施例为解决上述技术问题提供了如下技术方案：

在第一方面，本发明实施例提供了一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法，所述汽车充电系统包括充电电池和升压电路，所述升压电路的输出端与所述充电电池电连接，所述升压电路的输入端用于与充电器电连接，其特征在于，所述方法包括：预先选取所述升压电路的正输入端对地等效电阻的第一等效电阻的阻值；预先选取所述升压电路的负输入端对地的等效电阻的第二等效电阻的阻值；以及，所述升压电路的负输出端对地等效电阻的第三等效电阻的阻值；确定所述升压电路正输出端与负输出端之间的升压电压；通过仿真实验，检测所述升压电路的正输出端对地等效电阻的第四等效电阻的阻值对第一电压和第二电压的影响，其中，所述第一电压为第一等效电阻两端的电压，所述第二电压为第二等效电阻两端的电压；根据所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压和所述第二电压不为零时，所述第四等效电阻的取值范围；在所述取值范围内，选取所述第四等效电阻的阻值。

可选的，所述在所述取值范围内，选取所述第四等效电阻的阻值的步骤，进一步包括：根据所述仿真实验的结果，在所述取值范围内，选取所述第一电压和所述第二电压偏离零点最大电压对应的第四等效电阻的阻值。

可选的，所述方法还包括：确定误差系数；根据所述误差系数，对所述仿真实验的结果进行修正；所述根据所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压和所述第二电压不为零时，所述第四等效电阻的取值范围的步骤，具体为：根据修正后的所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压和所述第二电压不为零时，所述第四等效电阻的取值范围。

可选的，所述第一等效电阻的阻值、第二等效电阻的阻值和第三等效电阻的阻值均为满足所述汽车充电系统预设对地绝缘阻抗测试标准的阻值。

可选的，所述汽车充电系统还包括第一切换开关及第二切换开关；所述第一切换开关的一端用于与所述充电器的正极电连接，所述第一切换开关的另一端与所述升压电路的正输入端电连接；所述第二切换开关的一端用于与所述充电器的负极电连接，所述第二切换开关的另一端与所述升压电路的负输入端电连接。

可选的，所述汽车充电系统还包括第三切换开关及第四切换开关；所述第三切换开关的一端与所述升压电路的正输出端电连接，所述第三切换开关的另一端与所述充电电池的正极电连接；所述第四切换开关的一端与所述升压电路的负输出端电连接，所述第四切换开关的另一端与所述充电电池的负极电连接。

可选的，所述汽车充电系统还包括第一熔断器及第二熔断器；所述第一熔断器的一端与所述升压电路的正输入端电连接，所述第一熔断器的另一端与所述充电电池的正极电连接，所述第二熔断器的一端与所述升压电路的负输入端电连接，所述第二熔断器的另一端与所述充电电池的负极电连接。

可选的，所述汽车充电系统还包括第一检测单元、第二检测单元及控制器；所述第一检测单元用于检测所述第一等效电阻两端的第一电压，所述第二检测单元用于检测所述第二等效电阻两端的第二电压，所述控制器分别与所述第一检测单元及所述第二检测单元连接，用于获取所述第一电压及所述第二电压的数据。

可选的，所述第一检测单元包括第一电压检测电路、第一切入电阻及第一切换开关；所述第一电压检测电路及所述第一切换开关均与所述控制器连接，所述第一切入电阻与所述第一切换开关用于串联后与所述第一等效电阻并联，所述第一电压检测电路用于检测所述第一电压并将所述第一电压数据传输至所述控制器。

可选的，所述第二检测单元包括第二电压检测电路、第二切入电阻及第二切换开关；所述第二电压检测电路及所述第二切换开关均与所述控制器连接，所述第二切入电阻与所述第二切换开关用于串联后与所述第二等效电阻并联，所述第二电压检测电路用于检测所述第二电压并将所述第二电压数据传输至所述控制器。

本发明实施例的有益效果是：提供一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法。该方法包括：针对具有升压电路的汽车充电系统，预先分别选取升压电路的正输入端对地的第一等效电阻、升压电路的负输入端对地的第二等效电阻及升压电路的负输出端对地的第三等效电阻的阻值，同时获取升压电路的升压电压，通过仿真实验，检测升压电路的正输出端对地的第四等效电阻分别对第一等效电阻两端的电压和第二等效电阻两端的电压的影响，根据仿真实验的结果，确定第一电压和第二电压不为零时第四等效电阻的取值范围，在该取值范围内选取第四等效电阻的阻值。基于本方法，在设计升压电路时考虑对地绝缘阻抗对后续测量产生的影响，从而保证后续绝缘阻抗测量的兼容性与准确性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片仅作为示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1a至图1c是一种基于不平衡桥原理的IMD检测方法的示意图；

图2是本发明实施例提供一种充电系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供一种汽车充电系统的结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供一种汽车充电系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法的流程示意图；

图6是基于图5的方法的仿真实验结果图；

图7是一种验证第四等效电阻有效性的仿真实验结果图；

图8是另一种验证第四等效电阻有效性的仿真实验结果图；

图9是本发明又一实施例提供一种汽车充电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前主流电动汽车还都是400V架构，在该架构中，充电电池的充电电压为400VDC，使用支持400V输出电压的充电机进行充电。随着市场中推出越来越多的电动汽车，800V架构技术被逐渐提及，该架构中的充电电池的充电电压为800V，如果采用支持最高400V输出电压的充电机应用于该架构中，显然无法满足充电电池的充电需求，于是，为了兼容较低输出电压的充电机，一般会在充电机的输出与充电电池之间加入升压电路，升压电路的升压幅度取决于充电电压与充电机输出电压的差值，例如，充电机输出电压为400V，充电电压为800V，则升压幅度为400V，通过此种方式，能够满足充电电池的充电需求。

请参阅图2，本发明实施例提供一种充电系统，如图2所示，该充电系统100包括充电器10及汽车充电系统20，其中，汽车充电系统20包括升压电路21及充电电池22。其中，升压电路21包括正输入端21A、负输入端21B、正输出端21C及负输出端21D。

具体的，如图3所示，充电器10包括用于输出预设直流电压的电源电路11、直流输出接触器K1、直流输出接触器K2及用于与汽车充电系统20连接的充电器接口10A。

汽车充电系统20还包括第一切换开关K3、第二切换开关K4及用于与充电器10A连接的汽车充电系统接口20A。第一切换开关K3的一端通过切换开关K1与充电器10的正极电连接，第一切换开关K3的另一端与升压电路21的正输入端21A连接，第二切换开关K4的一端通过切换开关K2与充电器10的负极电连接，第二切换开关K4的另一端与升压电路21的负输入端21B连接。

在进行充电前和充电后的IMD检测逻辑的过程中，汽车充电系统20上的第一切换开关K3和第二切换开关K4的工作状态与充电器10上的直流输出接触器K1和直流输出接触器K2相配合，以实现在各种充电器标准下完成开启充电前的充电器IMD/汽车IMD检测、开启充电后的充电器IMD/汽车IMD检测等，并且，第一切换开关K3和第二切换开关K4在一些标准充电系统中，例如在CCS2/CHAdeMO/ChaoJi标准充电系统中，还可以作为预充电完成后开启充电闭合的节点。由于加入升压电路21后汽车充电系统20存在兼容性问题，而第一切换开关K3和第二切换开关K4能够使得汽车充电系统20可以兼容目前主流的充电器标准，在满足汽车充电系统安全要求的同时可兼容现有的充电控制逻辑。

在一些实施例中，如图4所示，汽车充电系统20还包括第三切换开关K5、第四切换开关K6、第一熔断器F1及第二熔断器F2。第三切换开关K5的一端与升压电路21的正输入端21C连接，第三切换开关K5的另一端通过第一熔断器F1与充电电池22的正极连接，第四切换开关K6的一端与升压电路21的负输出端21D连接，第四切换开关K6的另一端通过第二熔断器F2与充电电池22的负极连接。

通过在充电电池22外部发生短路或过流故障时，及时断开第三切换开关K5和第四切换开关K6，可提高充电电池22充放电过程的安全性和可靠性，第一熔断器F1和第二熔断器F2可实现在充电电池22端的过热保护，进一步提高充电过程的安全性和可靠性。

在现行的充电系统中，初始化和充电过程中，检测正负直流母线分别对地的绝缘特性是通过绝缘阻抗检测来实现的，充电时进行IMD检测是保证充电系统安全的关键操作，由于绝缘性能会受到各种因素的影响而发生不确定的变化，例如在受潮的环境下，绝缘性能会急剧降低，因此，需要在充电时进行IMD检测，实时监控正负直流母线对地的绝缘电阻，若绝缘电阻发生异常，能够及时发现，并及时停止充电过程，从而保证充电过程的安全性。可见，通过使用IMD进行绝缘阻抗的检测是充电安全系统安全性最重要的技术保障，因此，保证绝缘电阻检测的准确性是非常重要的。

然而，在加入升压电路21之后，正负直流母线对地的绝缘阻抗也会发生改变，在后续对绝缘阻抗进行检测时，可能或出现检测电压出现零点的情况，此时，基于图1所示的不平衡桥理论求出的正负直流母线对地的绝缘阻抗就会出现极点的情况，而一旦出现极点，检测得到的绝缘阻抗与实际的绝缘阻抗偏差是非常大的，这会使得充电机和电动汽车的现有IMD检测电路存在失效的风险，同时会使得充电电池高压电池组向下兼容电压充电机的系统无法正常工作。因此，如何在充电系统加入升压电路的应用中，保证在充电过程中基于不平衡桥理论下IMD检测的准确性，成为了一个亟待解决的问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法，如图3所示，汽车充电系统20包括升压电路21和充电电池22，升压电路21的输出端与充电电池22电连接，升压电路21的输入端与充电器电连接。本实施例通过在加入升压电路21时考虑对地绝缘阻抗对后续进行充电中的IMD检测的影响，保证后续基于不平衡桥理论下的IMD检测的准确性，使得检测得到的绝缘阻抗非常接近实际的绝缘阻抗，有利于提高整个充电系统的安全性和可靠性。

由上述基于不平衡桥理论的IMD检测可知，要想检测得到准确的绝缘阻抗，一个很关键的因素是电压Ux和电压Uy不能存在零点，而要避免电压Ux和电压Uy产生零点，则需要分析电压Ux和电压Uy产生零点的原因。

如图5所示，本发明实施例提供一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法。

在该方法中，首先，需要预先选取升压电路21的正输入端21A对地的第一等效电阻R1，预先确定升压电路21的负输入端21B对地的第二等效电阻R2，以及，升压电路21的负输出端21D对地的第三等效电阻R3。

然后，确定升压电路21的升压电压，并通过仿真实验，检测升压电路21的正输出端21C对地的第四等电阻R4的阻值对第一电压U1和第二电压U2的影响，其中，第一电压U1为第一等效电阻R1两端的电压，第二电压U2为第二等效电阻R2两端的电压。

具体的，在第一等效电阻R1两端接入切入电阻R0，同时测量第一等效电阻R1两端的电压以得到第一电压U1，在第二等效电阻R2两端接入切入电阻R0，同时测量第二等效电阻R2两端的电压以得到第二电压U2，并且输入电压Uin已知，切入电阻R0已知，那么，可以根据电路原理得到以下公式：

将阻抗Z1作为正直流母线对地的绝缘阻抗，将阻抗Z2作为负直流母线对地的绝缘阻抗，那么，基于不平衡桥原理，得到以下公式：

将上述公式加入仿真实验，仿真实验是以第四等效电阻R4的阻值为变量，对上述公式3、公式4、公式5及公式6进行仿真计算，仿真计算可以基于任意合适的仿真工具进行计算，例如基于MATHCAD进行的仿真计算。

在预先选取升压电路21正输入端21A、负输入端21B及负输出端21D分别对地等效电阻的第一等效电阻R1的阻值、第二等效电阻R2的阻值及第三等效电阻R3的阻值的过程中，第一等效电阻R1的阻值、第二等效电阻R2及第三等效电阻R3的阻值均为满足汽车充电系统20预设正负直流母线对地绝缘阻抗测试标准的阻值。在该测试标准下，第一等效电阻R1、第二等效电阻R2及第三等效电阻R3的阻值均是存在一个预设范围的，在该预设范围内，可以选取任意合适的值作为第一等效电阻R1、第二等效电阻R2及第三等效电阻R3的阻值。此处，结合工程经验的判断结果，分别选取第一等效电阻R1的阻值为2MΩ(兆欧姆，10的6次方欧姆)，第二等效电阻R2的阻值为2MΩ，第三等效电阻R3的阻值为20MΩ。

同时，假设切入电阻R0开路(电阻趋于无穷大)，输入电压Uin为400V，升压电压Uboost为400V，那么，仿真结果如图6所示。

在图6中可以看到，当第四等效电阻R4的阻值等于第二等效电阻R2与第三等效电阻R3并联后的阻值时，第一电压U1出现了零点，根据上述公式6可知，当第一电压U1出现零点时，负直流母线对地的阻抗Z2出现了极点，这对于后续IMD检测的准确性是极其不利的。

而为了避免出现第一电压U1或第二电压U2出现零点的情况，或者避免出现阻抗Z1或阻抗Z2出现极点的情况，在本实施中，根据仿真实验的结果，确定在第一电压U1和第二电压U2不为零时，第四等效电阻R4的阻值的取值范围。

由于根据仿真实验的结果，可以得到第一电压U1或第二电压U2出现零点时第四等效电阻R4的阻值，因此，可以得到第一电压U1和第二电压U2不为零时，第四等效电阻R4的取值范围。可以理解的是，当输入电压Uin、升压电压Uboost等发生变化时，根据公式3和公式4可以知道，第一电压U1或第二电压U2出现零点时第四等效电阻R4的阻值也是会发生变化的，但是，一旦确定了第一电压U1或第二电压U2出现零点时第四等效电阻R4的阻值，那么，根据仿真实验的结果，也可以确定在第一电压U1和第二电压U2不为零时，第四等效电阻R4的阻值的取值范围。因此，在一些条件发生变化时，同样可以依据该方法来得到第四等效电阻R4的取值范围。

最后，在该取值范围内，选取第四等效电阻R4的阻值。

具体的，在第四等效电阻R4的取值范围内，选取第四等效电阻R4的阻值过程中，根据仿真实验的结果，获取第一电压U1和第二电压U2偏离零点最大电压对应的第四等效电阻R4的阻值作为最终第四等效电阻R4的阻值。

如图6所示，在仿真结果中，第一电压U1出现了零点，而第二电压U2未出现零点，并且，当第四等效电阻R4的阻值越大时，第一电压U1越偏离零点，将第一电压U1偏离零点最大的电压对应的第四等效电阻R4的阻值作为最终第四等效电阻R4的阻值时，阻抗Z1和阻抗Z2的变化的极小，在后续进行IMD检测时可以得到准确的检测结果。由于第一电阻U1的电压是随着第四等效电阻R4的阻值升高且缓慢变化，当该电压的变化率小于预设阈值时，可以认为该电压已达到最大电压，并且将该最大电压作为第一电压U1和第二电压U2偏离零点的最大电压。

因此，通过仿真实验，可以有效检测第四等效电阻R4的阻值对第一电压U1和第二电压U2的影响，并且根据仿真实验的结果，选取合适的第四等效电阻R4的阻值，由于所选取的第四等效电阻R4的阻值已排除第一电压U1和第二电压U2为零的情况，因此，在后续充电过程中基于不平衡桥原理的IMD检测中，能够确保IMD检测的准确性。

为了验证通过上述方法选取第四等效电阻R4的阻值的有效性，下面结合图7和图8分析验证结果。

在图7中，以第一等效电阻R1作为变量并考察第一等效电阻R1对阻抗Z1和阻抗Z2产生的影响。从图7中的仿真结果可以看出，阻抗Z1与第一等效电阻R1的取值是成线性变化的，阻抗Z1的仿真计算值与待测的第一等效电阻的值R1吻合，并且阻抗Z2的值不随着第一等效电阻R1的值的变化而变化，说明通过上述方法选取的第四等效电阻R4的阻值是有效的，能够在后续进行IMD检测时可以使得阻抗Z1和阻抗Z2的检测值接近于阻抗Z1和阻抗Z2的实际值，并不会对原有的充电机IMD策略产生影响。

在图8中，以第二等效电阻R2作为变量并考察第二等效电阻R2对阻抗Z1和阻抗Z2产生的影响。从图8中的仿真结果可以看出，阻抗Z2与第二等效电阻R2的阻值是成线性变化的，阻抗Z2的仿真计算值与待测的第二等效电阻R1的值吻合，并且阻抗Z1的值不随着第二等效电阻R2的值的变化而变化，说明通过上述方法选取的第四等效电阻R4的阻值是有效的，能够在后续进行IMD检测时可以使得阻抗Z1和阻抗Z2的检测值接近于阻抗Z1和阻抗Z2的实际值，并不会对原有的充电机IMD策略产生影响。

因此，由于考虑了加入升压电路21会对地等效电阻对后续进行基于不平衡桥原理下的IMD检测产生的影响，并通过选取第一电压U1和第二电压U2偏离零点最大电压对应的升压电路21的正输出端对地等效电阻的阻值，可实现高压电池组向下兼容充电机，并且可有效规避在加入升压电路21后造成IMD检测出现失效的风险。

可以理解的是，在实际进行IMD检测时，例如对第一电压U1和第二电压U2进行测量时，往往是存在测量误差的，如果在加入升压电路时未考虑测量误差，通过上述方法选取的第四等效电阻R4的取值范围是不够准确的，从而不能在后续的IMD检测中获取几乎与实际的绝缘阻抗一致的绝缘阻抗检测值，因此，在上述方法的基础上，通过引入误差系数以模拟实际IMD检测中产生的测量误差，以得到准确的第四等效电阻R4的取值范围，方便后续选取较为精确的第四等效电阻R4的取值。

首先，确定误差系数。例如，误差系数为1％时，对第一电压U1和第二电压U2进行调整并进行仿真实验，可以理解，在仿真实验中，第一电压U1和第二电压U2是在实际测量值的基础上得到考虑测量误差后的测量值。

在上述根据仿真实验的结果，确定在第一电压U1和第二电压U2不零时，第四等效电阻R4的阻值的取值范围的过程中，通过引入误差系数，根据误差系数，对仿真实验的结果进行修正，并且，根据修正后的仿真实验的结果，确定在第一电压U1和第二电压U2不为零时，第四等效电阻R4的取值范围是比较准确的，从而在该取值范围内选取第四等效电阻R4的阻值也更佳。

为了方便实时监控正负直流母线分别对地的绝缘阻抗，及时发现绝缘故障，本发明实施例提供一种汽车充电系统20还包括绝缘阻抗检测电路。

绝缘阻抗检测电路包括第一检测单元、第二检测单元及控制器。第一检测单元可用来检测第一等效电阻R1两端的第一电压U1、第二检测单元可用来检测第二等效电阻R2两端的第二电压U2。

控制器分别与第一检测单元及第二检测单元连接，连接方式可以是有线连接或无线连接，控制器可分别获取第一检测单元检测得到的第一电压U1的数据以及第二检测单元检测得到的第二电压U2的数据。

具体的，如图9所示，第一检测单元包括第一电压检测电路、第一切入电阻R01及第五切换开关K7，第一电压检测电路及第五切换开关K7均与控制器连接，第一切入电阻R01与第无切换开关K7串联后与第一等效电阻R1并联，第一电压检测电路检测第一电压U1并将第一电压U1数据传输至控制器。在一些实施例中，第一切入电阻R01的阻值是可调的，通过改变第一切入电阻R01的阻值，可以得到多组数据，通过将结果求平均，使得结果更加准确。

如图9所示，第二检测单元包括第二电压检测电路、第二切入电阻R02及第六切换开关K8，第二电压检测电路及第六切换开关K8均与控制器连接，第二切入电阻R02与第六切换开关K8串联后与第二等效电阻R2并联，第二电压检测电路检测第二电压U2并将第二电压U2数据传输至控制器。在一些实施例中，第二切入电阻R02的阻值是可调的，通过改变第二切入电阻R02的阻值，可以得到多组数据，通过将结果求平均，使得结果更加准确。

控制器可控制第五切换开关K7和第六切换开关K8的工作状态，并获取相应的第一电压U1或第二电压U2的值，即，控制第五切换开关K7闭合、第六切换开关K8断开时，获取第一电压U1的值，控制第五切换开关K7断开、第六切换开关K8闭合时，获取第一电压U1的值，通过此种方式，可以通过建立相关公式以计算得到正直流母线对地的绝缘阻抗Z1和负直流母线对地的绝缘阻抗Z2，从而实现对绝缘阻抗的监控。

最后要说明的是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且在本发明的思路下，上述各技术特征继续相互组合，并存在如上所述的本发明不同方面的许多其它变化，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种面向升压电路的汽车充电系统的绝缘检测设计方法，所述汽车充电系统包括充电电池、升压电路、第一检测单元、第二检测单元和控制器，所述升压电路的输出端与所述充电电池电连接，所述升压电路的输入端用于与充电器电连接，所述第一检测单元用于检测第一等效电阻两端的第一电压，所述第二检测单元用于检测第二等效电阻两端的第二电压，所述控制器分别与所述第一检测单元及第二检测单元连接，用于获取所述第一电压及所述第二电压的数据，其特征在于，所述方法包括：

预先选取所述升压电路的正输入端对地等效电阻的第一等效电阻的阻值R1，在第一等效电阻R1两端接入切入电阻R0，同时测量第一等效电阻R1两端的电压以得到第一电压U1；

预先选取所述升压电路的负输入端对地等效电阻的第二等效电阻的阻值R2，在第二等效电阻R2两端接入切入电阻R0，同时测量第二等效电阻R2两端的电压以得到第二电压U2；以及，

所述升压电路的负输出端对地等效电阻的第三等效电阻的阻值R3；

确定所述升压电路的升压电压Uboost；

输入电压Uin已知，切入电阻R0已知，根据电路原理得到以下公式：

将阻抗Z1作为正直流母线对地的绝缘阻抗，将阻抗Z2作为负直流母线对地的绝缘阻抗，那么，基于不平衡桥原理，得到以下公式：

将上述公式加入仿真实验，通过仿真实验，检测所述升压电路的正输出端对地等效电阻的第四等效电阻的阻值R4对第一电压U1和第二电压U2的影响；

根据所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压U1和所述第二电压U2不为零时，所述第四等效电阻R4的取值范围；

在所述取值范围内，选取所述第四等效电阻R4的阻值；

通过建立相关公式以计算得到正直流母线对地的绝缘阻抗Z1和负直流母线对地的绝缘阻抗Z2，从而实现对绝缘阻抗的监控。

2.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述在所述取值范围内，选取所述第四等效电阻的阻值的步骤，进一步包括：

根据所述仿真实验的结果，在所述取值范围内，选取所述第一电压和所述第二电压偏离零点最大电压对应的第四等效电阻的阻值。

3.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定误差系数；

根据所述误差系数，对所述仿真实验的结果进行修正；

所述根据所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压和所述第二电压不为零时，所述第四等效电阻的取值范围的步骤，具体为：根据修正后的所述仿真实验的结果，确定在所述第一电压和所述第二电压不为零时，所述第四等效电阻的取值范围。

4.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述第一等效电阻的阻值、第二等效电阻的阻值和第三等效电阻的阻值均为满足所述汽车充电系统预设对地绝缘阻抗测试标准的阻值。

5.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述汽车充电系统还包括第一切换开关及第二切换开关；

所述第一切换开关的一端用于与充电器的正极电连接，所述第一切换开关的另一端与所述升压电路的正输入端电连接；

所述第二切换开关的一端用于与充电器的负极电连接，所述第二切换开关的另一端与所述升压电路的负输入端电连接。

6.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述汽车充电系统还包括第三切换开关及第四切换开关；

所述第三切换开关的一端与所述升压电路的正输出端电连接，所述第三切换开关的另一端与所述充电电池的正极电连接；

所述第四切换开关的一端与所述升压电路的负输出端电连接，所述第四切换开关的另一端与所述充电电池的负极电连接。

7.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，所述汽车充电系统还包括第一熔断器及第二熔断器；

所述第一熔断器的一端与所述升压电路的正输入端电连接，所述第一熔断器的另一端与所述充电电池的正极电连接；

所述第二熔断器的一端与所述升压电路的负输入端电连接，所述第二熔断器的另一端与所述充电电池的负极电连接。

8.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，

所述第一检测单元包括第一电压检测电路、第一切入电阻及第一切换开关；

所述第一电压检测电路及所述第一切换开关均与所述控制器连接，所述第一切入电阻与所述第一切换开关用于串联后与所述第一等效电阻并联，所述第一电压检测电路用于检测所述第一电压并将所述第一电压数据传输至所述控制器。

9.根据权利要求1所述的绝缘检测设计方法，其特征在于，

所述第二检测单元包括第二电压检测电路、第二切入电阻及第二切换开关；

所述第二电压检测电路及所述第二切换开关均与所述控制器连接，所述第二切入电阻与所述第二切换开关用于串联后与所述第二等效电阻并联，所述第二电压检测电路用于检测所述第二电压并将所述第二电压数据传输至所述控制器。