CN112904086A - 电动汽车的绝缘电阻检测装置、方法及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电动汽车的绝缘电阻检测装置、方法及电动汽车，其中，电动汽车的动力电池系统包括与动力电池相连的RC电路，其中，所述装置包括：生成模块，用于发送检测信号至所述RC电路，其中，所述RC电路包括电容和绝缘电阻；检测模块，用于采集所述RC电路在接收到所述检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析所述实际电压的信号变化曲线；计算模块，用于根据所述信号变化曲线计算所述绝缘电阻的绝缘电阻值。由此，解决了相关技术中利用国标法检测绝缘电阻的过程繁琐、且检测电路复杂，无法快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，检测的成本较高等问题。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的绝缘电阻检测装置、方法及电动汽车。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车的安全性也越来越受到人们的重视，尤其是动力电池的绝缘安全，由于动力电池具有较高的电压等级，一旦高压泄露，易产生危险，因此如何准确测量动力电池的绝缘性至关重要。
相关技术中，普遍使用国标法检测动力电池的绝缘性，具体地，在电池管理系统增加较多的MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，场效应管)，并且需要先隔离才能检测绝缘电阻的阻值，其中，绝缘电阻的阻值用于表示动力电池的绝缘性。
然而，相关技术中利用国标法检测时检测过程繁琐，检测用时较长，无法快速检测出绝缘电阻的阻值，且检测电路较复杂，易受到受外部的干扰，大大降低绝缘电阻检测的准确性，同时增加较多的MOS也会大大增加检测的成本，亟待解决。
申请内容
本申请提供一种电动汽车的绝缘电阻检测装置、方法及电动汽车，以解决相关技术中利用国标法检测绝缘电阻的过程繁琐、且检测电路复杂，无法快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，检测的成本较高等问题。
本申请第一方面实施例提供一种电动汽车的绝缘电阻检测装置，其中，电动汽车的动力电池系统包括与动力电池相连的RC电路，其中，所述装置包括：生成模块，用于发送检测信号至所述RC电路，其中，所述RC电路包括电容和绝缘电阻；检测模块，用于采集所述RC电路在接收到所述检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析所述实际电压的信号变化曲线；计算模块，用于根据所述信号变化曲线计算所述绝缘电阻的绝缘电阻值。
可选地，所述检测信号可以为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号。
进一步地，本申请实施例的装置还包括：与所述生成模块相连的调节模块，以将所述PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。
进一步地，本申请实施例的装置还包括：与所述调节模块相连的运放模块，以对所述PWM信号进行放大。
进一步地，本申请实施例的装置还包括：与所述运放模块相连的升压电源模块，以为所述运放模块供电，并将所述PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
本申请第二方面实施例提供一种电动汽车的绝缘电阻检测方法，所述方法应用于上述实施例所述的电动汽车的绝缘电阻检测装置，所述方法包括以下步骤：发送检测信号至所述RC电路，其中，所述RC电路包括电容和绝缘电阻；采集所述RC电路在接收到所述检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析所述实际电压的信号变化曲线；根据所述信号变化曲线计算所述绝缘电阻的绝缘电阻值。
可选地，所述检测信号可以为PWM信号。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：将所述PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：对所述PWM信号进行放大，并将所述PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
本申请第三方面实施例提供一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的绝缘电阻检测装置。
通过RC电路快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，可以有效提高绝缘电阻检测的准确性、缩短检测时间，避免无法快速准确检测绝缘电阻时带来的安全隐患，提高车辆的安全性以及用户的使用体验，且RC电路仅包括电容和绝缘电阻，可以有效降低绝缘电阻的检测成本。由此，解决了相关技术中利用国标法检测绝缘电阻的过程繁琐、且检测电路复杂，无法快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，检测的成本较高等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的电动汽车的绝缘电阻检测装置的方框示意图；
图2为根据本申请实施例提供的电动汽车的绝缘电阻检测装置的结构示意图；
图3为根据本申请一个实施例提供的电动汽车的绝缘电阻检测装置的结构示意图；
图4为根据本申请实施例提供的一种电动汽车的绝缘电阻检测方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的电动汽车的绝缘电阻检测装置方法及电动汽车。针对上述背景技术中心提到的相关技术中利用国标法检测绝缘电阻的过程繁琐、且检测电路复杂，无法快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，检测的成本较高的问题，本申请提供了一种电动汽车的绝缘电阻检测装置，在该方法装置中，通过RC电路快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，可以有效提高绝缘电阻检测的准确性、缩短检测时间，避免无法快速准确检测绝缘电阻时带来的安全隐患，提高车辆的安全性以及用户的使用体验，且RC电路仅包括电容和绝缘电阻，可以有效降低绝缘电阻的检测成本。由此，解决了相关技术中利用国标法检测绝缘电阻的过程繁琐、且检测电路复杂，无法快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，检测的成本较高等问题。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种电动汽车的绝缘电阻检测装置的方框示意图。其中，电动汽车的动力电池系统包括与动力电池相连的RC电路。
如图1所示，该电动汽车的绝缘电阻检测装置100包括：生成模块110、检测模块120和计算模块130。
其中，生成模块110用于发送检测信号至RC电路，其中，RC电路包括电容和绝缘电阻；检测模块120用于采集RC电路在接收到检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析实际电压的信号变化曲线；计算模块130用于根据信号变化曲线计算绝缘电阻的绝缘电阻值。
可以理解的是，本申请实施例可以将检测信号注入RC电路，利用电容与绝缘电阻组成的RC电路的充放电特性，检测探测点的电压值，并根据充放电产生的电压信号变化曲线计算获取绝缘电阻值。其中，电压信号变化曲线用于表示充放电产生的电压信号变化特性。
其中，电容可以根据实际检测需求进行选择，比如，高压电容等，在此不做具体限定；检测信号可以根据实际情况进行选择，比如，可以为PWM信号，对此也不做具体限定。
在本实施例中，生成模块110可以为信号发生器，可以根据检测信号选择对应的信号发生器，比如，当检测信号为PWM信号时，生成模块110为PWM信号发生器；检测模块120可以为采集器，用于反馈检测到的模拟电压信号；计算模块130可以为具有运算处理功能的处理器，比如微控制器，本申请实施例可以根据实际需求进行选择，不做具体限定。
在一些实施例中，检测装置100还可以包括如图2所示的CAN转换器140，其中，仪表控制模块ICM通过CAN总线与检测装置100相连，检测装置100通过硬线与动力电池200相连。
在一些实施例中，检测装置100还包括：调节模块。其中，调节模块与生成模块110相连，以将PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。调节模块可以为信号调节器，用于实现低频电平信号方向调节。
在一些实施例中，检测装置100还包括：运放模块。其中，运放模块与调节模块相连，以对PWM信号进行放大。运放模块可以为运放器。
在一些实施例中，检测装置100还包括：升压电源模块。其中，升压电源模块与运放模块，以为运放模块供电，并将PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
下面将通过具体实施例对电动汽车的绝缘电阻检测装置100进行阐述，电容以高压电容为例，生成模块110以PWM信号发生器为例，检测模块120以采集器为例，计算模块130以微控制器为例，调节模块以信号调节器为例，运放模块以运放器为例，具体地：
如图3所示，检测装置100包括：PWM信号发生器1、信号调节器2、升压电源模块3、第一运放器4、第二运放器5、第一采集器6、第二采集器7、第一多级串联阻抗单元8、第二多级串联阻抗单元9、高压电容10和微控制器μC；其中，
PWM发生器1与信号调节器2相连，用于实现低频电平信号方向调节；信号调节器2与第一运放器4相连，用于实现信号跟随功能；升压电源模块3与车载蓄电池300相连，用于实现电压等级提升，且升压电源模块3为第一运放器4供电，以使得信号电压等级升高；第一采集器6与第一运放器4相连，用于实现初始信号采集功能；第一运放器4与第一多级串联阻抗单元8相连，第一多级串联阻抗单元8与高压电容10相连，高压电容10与动力电池200相连。本申请实施例可以通过高压电容与绝缘电阻实现RC充电功能，在充满电之后通过第二多级串联阻抗单元9、第二运放器4、第二采集器7实现放电回路，第二采集器将采集到的信号传递给微处理器μC。
在PWM的负半周期，第一运放器4输出高压电平，一部分电流经第一串联阻抗单元8后对高压电容10与绝缘电阻的回路进行充电，另一部分电流经第二串联阻抗单元9后通过第二运放器5实现电压跟随，在由第二采集器7处理后传给微处理器μC。
在PWM的正半周期，高压电容10与绝缘电阻组成的回路放电，一部分第一电流经串联阻抗8后，经第一采集器6处理后传给微处理器μC，另一部分电流经第二串联阻抗9后通过第二运放器5实现电压跟随，在通过第二采集器7处理后传送给微处理器μC。
通过上述具体实施例的检测装置，本申请实施例可以检测到两组模拟电压信号，并通过绝缘电阻的计算公式，多次计算的绝缘电阻求平均值，以提高绝缘电阻值检测的准确性，降低检测误差。
根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘电阻检测装置，通过RC电路快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，可以有效提高绝缘电阻检测的准确性、缩短检测时间，避免无法快速准确检测绝缘电阻时带来的安全隐患，提高车辆的安全性以及用户的使用体验，且RC电路仅包括电容和绝缘电阻，可以有效降低绝缘电阻的检测成本。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘电阻检测方法。
图4是本申请实施例的电动汽车的绝缘电阻检测方法的流程图。其中，方法应用于上述实施例的的电动汽车的绝缘电阻检测装置，如图4所示，该电动汽车的绝缘电阻检测方法包括以下步骤：
在步骤S101中，发送检测信号至RC电路，其中，RC电路包括电容和绝缘电阻；
在步骤S102中，采集RC电路在接收到检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析实际电压的信号变化曲线；
在步骤S103中，根据信号变化曲线计算绝缘电阻的绝缘电阻值。
可选地，检测信号可以为PWM信号。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：将PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：对PWM信号进行放大，并将PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
需要说明的是，前述对电动汽车的绝缘电阻检测装置实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车的绝缘电阻检测方法，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘电阻检测方法，通过RC电路快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，可以有效提高绝缘电阻检测的准确性、缩短检测时间，避免无法快速准确检测绝缘电阻时带来的安全隐患，提高车辆的安全性以及用户的使用体验，且RC电路仅包括电容和绝缘电阻，可以有效降低绝缘电阻的检测成本。
此外，本申请实施例还提出了一种电动汽车，该车辆包括上述的电动汽车的绝缘电阻检测装置。该车辆可以通过RC电路快速准确的检测出绝缘电阻的阻值，可以有效提高绝缘电阻检测的准确性、缩短检测时间，避免无法快速准确检测绝缘电阻时带来的安全隐患，提高车辆的安全性以及用户的使用体验，且RC电路仅包括电容和绝缘电阻，可以有效降低绝缘电阻的检测成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”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。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
Claims (10)
1.一种电动汽车的绝缘电阻检测装置，其特征在于，其中，电动汽车的动力电池系统包括与动力电池相连的RC电路，其中，所述装置包括：
生成模块，用于发送检测信号至所述RC电路，其中，所述RC电路包括电容和绝缘电阻；
检测模块，用于采集所述RC电路在接收到所述检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析所述实际电压的信号变化曲线；
计算模块，用于根据所述信号变化曲线计算所述绝缘电阻的绝缘电阻值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测信号为脉冲宽度调制PWM信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
与所述生成模块相连的调节模块，以将所述PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：
与所述调节模块相连的运放模块，以对所述PWM信号进行放大。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
与所述运放模块相连的升压电源模块，以为所述运放模块供电，并将所述PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
6.一种电动汽车的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任意一项所述的电动汽车的绝缘电阻检测装置，所述方法包括以下步骤：
发送检测信号至所述RC电路，其中，所述RC电路包括电容和绝缘电阻；
采集所述RC电路在接收到所述检测信号后基于充放电产生的实际电压，分析所述实际电压的信号变化曲线；
根据所述信号变化曲线计算所述绝缘电阻的绝缘电阻值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测信号为脉冲宽度调制PWM信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述PWM信号的信号方向调节至目标低频电平信号方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
对所述PWM信号进行放大，并将所述PWM信号的信号电压等级提高至目标等级。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1-5任意一项所述的电动汽车的绝缘电阻检测装置。
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