CN113740686B - 绝缘检测电路及基于绝缘检测电路的阻值检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种绝缘检测电路及基于绝缘检测电路的阻值检测方法,具体涉及新能源领域。绝缘检测电路包括,第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻第一分压电阻与第一可调电阻区域之间存在第一检测点;第一检测点用于测量第二检测区域断路时,第一可调电阻区域上的第一电压;第二分压电阻与第二可调电阻区域之间存在第二检测点;第二检测点用于测量第一检测区域断路时,第二可调电阻区域上的第二电压;第一电压与第二电压用于计算出第一检测电阻以及第二检测电阻。通过上述方案,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域,具体涉及一种绝缘检测电路及基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
背景技术
新能源电动汽车的需求急剧上升,而锂离子动力电池作为电动汽车的核心零部件,具有不可替代的地位。
因动力源的不同,相比于传统燃油车,电子电气系统的比例大大增加,因此电动汽车对车身绝缘性能的要求有很高的标准。目前主流的绝缘电阻计算方法是国标中的平衡电桥测量法,该测量方法通过电子开关改变电路,从而改变蓄电池正负极绝缘电阻上的电压,联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。
上述方案中,只能保证稳定工况下的绝缘电阻的精度要求,在实际测量时绝缘精度误差较大。
发明内容
本申请提供了一种绝缘检测电路及基于绝缘检测电路的阻值检测方法,提高绝缘阻值的测量精度,该技术方案如下。
一方面,提供了一种绝缘检测电路,所述绝缘检测电路包括,第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;
所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;
所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
所述第一分压电阻与所述第一可调节电阻区域之间存在第一检测点;所述第一检测点用于测量所述第二检测区域断路时,所述第一可调节电阻区域上的第一电压;所述第二分压电阻与所述第二可调节电阻区域之间存在第二检测点;所述第二检测点用于测量所述第一检测区域断路时,所述第二可调节电阻区域上的第二电压;所述第一电压与第二电压用于计算出所述第一检测电阻以及第二检测电阻。
又一方面,提供了一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法,所述绝缘检测电路包括第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;所述方法包括:
获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合;所述第一电压为所述第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压;所述第二电压为所述第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压;所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
又一方面,提供了一种基于绝缘检测电路的阻值检测装置,所述绝缘检测电路包括第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;所述装置包括:
电压集合获取模块,用于获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合;所述第一电压为所述第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压;所述第二电压为所述第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压;所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
阻值计算模块,用于基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
在一种可能的实现方式中,所述电压集合获取模块,用于
将所述第一电压集合中的第一电压按照大小排序,并将在第一序号范围内的第一电压进行平均化处理,获得第一电压均值;
将所述第二电压集合中的第二电压按照大小排序,并将在第二序号范围内的第二电压进行平均化处理,获得第二电压均值;
将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
在一种可能的实现方式中,所述第一检测区域存在用于控制第一检测区域是否断路的第三开关;所述第二检测区域存在用于控制第二检测区域是否断路的第四开关;
所述电阻计算模块,用于获取第三开关与第四开关闭合时,第一调节电阻区域的第三电压以及第二调节电阻区域的第四电压;
当所述第三电压与所述第四电压之间的加权和,与所述第一检测电源的电压之差大于第三电压阈值时,将所述绝缘检测电路确定为异常状态。
再一方面,提供了一种计算机设备,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
又一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
再一方面,提供了一种计算机程序产品或计算机程序,所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令,处理器执行所述计算机指令,使得所述计算机设备执行上述基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测电路的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测电路的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种绝缘阻值检测系统的结构示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法的方法流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法的方法流程图。
图6示出了本申请实施例涉及的一种绝缘采集拟合曲线示意图。
图7是根据本申请一示例性实施例示出的一种绝缘检测方法的流程示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测装置的结构方框图。
图9示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
应理解,在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示,也可以是间接指示,还可以是表示具有关联关系。举例说明,A指示B,可以表示A直接指示B,例如B可以通过A获取;也可以表示A间接指示B,例如A指示C,B可以通过C获取;还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例的描述中,术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系,也可以表示两者之间具有关联关系,也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中,“预定义”可以通过在设备(例如,包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现,本申请对于其具体的实现方式不做限定。
图1是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测电路的结构示意图。如图1所示,该绝缘检测电路包括,第一检测电源110、第一检测区域120、第二检测区域130、第一检测电阻140以及第二检测电阻150;
该第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在该第一检测电源与地线之间并联;
该第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻R1、第一可调节电阻区域121;该第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻R2、第二可调节电阻区域131;
该第一分压电阻与该第一可调节电阻区域之间存在第一检测点;该第一检测点用于测量该第二检测区域断路时,该第一可调节电阻区域上的第一电压Up;该第二分压电阻与该第二可调节电阻区域之间存在第二检测点;该第二检测点用于测量该第一检测区域断路时,该第二可调节电阻区域上的第二电压Un;该第一电压与第二电压用于计算出该第一检测电阻以及第二检测电阻。
在该绝缘检测电路中,由于第一检测电阻与第二检测电阻,是分别需要得到的高压电池主正侧以及高压电池主负侧的等效电阻值。为了得到第一检测电阻的阻值以及第二检测电阻的阻值,至少需要联立两个方程组。
而在如图1所示的绝缘检测电路中,第一检测电阻、第二检测电阻、第一检测区域以及第二检测区域之间是并联关系并与地线相接构成电桥,因此当第一检测区域断开时,第二检测区域经过的电流会发生变化,此时根据第二监测点即可以测量处第二检测区域中上的第二可调节电阻区域的电压值;若设可调节电阻区域的阻值为r,分压电阻的阻值为R此时主正侧总阻值为(R+r)//Rp,主负侧总阻值为Rn。由公式Upack=I*R可以列出方程1;同理当第二检测区域断开时,第一检测区域经过的电流也会发生变化,此时主正侧总阻值为Rp,主负侧总值为(R+r)//Rn,通过联立两个方程得到一个方程组,即Rp和Rn的计算公式,可以解出Rp和Rn的值。
但由于在实际环境中,通常来说对于绝缘能力较好的电动车辆来说,第一检测电阻与第二检测电阻的阻值较大,因此为了保证通过上述电桥法测量出的电压值可以较准确的体现出第一检测电阻与第二检测电阻,该检测区域的电阻通常也较大,因此第一检测电源需要为高压电源,才能得到可以准确测量的第一电压以及第二电压。可选的,该第一检测电源可以是高压电池。而在实际环境中,高压电池的输出电压可能是不固定的,例如由于司机加速或减速是随机的,是随路况变化的。在加速时,电流急剧上升,Upack是随着电流增大而减小的。这样会导致母线电压会随司机踩踏板的深度的不同而不同,导致母线电压波动幅度较大。因此在本申请实施例中,采用可调节电阻区域进行电压的测量时,可调节电阻区域会根据测量到的电压值确定采用的可调节电阻区域的电阻值大小,从而在不同的工况下,选择合适的电阻值以实现对绝缘电阻的检测以及计算。
综上所述,当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
图2是根据一示例性实施例示出的一种绝缘监测电路的结构示意图。如图2所示,该绝缘检测电路包括,第一检测电源210、第一检测区域220、第二检测区域230、第一检测电阻240以及第二检测电阻250;
该第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;该第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
该第一可调节电阻区域包含并联的第一附加电阻以及第一开关;该第二可调节电阻区域包含并联的第一附加电阻以及第二开关。
当该第一开关断开时,该第一附加电阻接入该第一可调节电阻区域,从而使得该第一可调节电阻区域的阻值变大;当该第一开关闭合时,该第一附加电阻被第一开关短路,从而使得第一附加电阻未接入该第一可调节电阻区域,使得该第一可调节电阻区域的阻值减小。
该第一分压电阻与该第一可调节电阻区域之间存在第一检测点;该第一检测点用于测量该第二检测区域断路时,该第一可调节电阻区域上的第一电压;该第二分压电阻与该第二可调节电阻区域之间存在第二检测点;该第二检测点用于测量该第一检测区域断路时,该第二可调节电阻区域上的第二电压;该第一电压与第二电压用于计算出该第一检测电阻以及第二检测电阻。
可选的,当该第一电压大于该第一电压阈值,该第一开关断开;当该第一电压小于第二电压阈值,该第一开关闭合;
当该第二电压大于该第二电压阈值时,该第二开关断开;当该第二电压小于该第二电压阈值时,该第二开关闭合。
以第一检测区域为例,当检测到该第一电压大于第一电压阈值时,则说明此时第一检测区域的电阻分流得到的电流值较大,第一检测区域内的电阻较低,此时可以将该第一检测区域内的电阻略微增大,以提高检测效果。当检测到该第一电压小于第二电压阈值时,则说明此时第一检测区域电阻分流得到的电流值较小,第一电压较小容易导致检测精度下降,此时可以将第一检测区域内的电阻略微减小,以提高检测效果。
可选的,该第二电压阈值小于该第一电压阈值,且与第一电压阈值之间的差达到目标数值,以避免由于第一电压阈值与第二电压阈值较近,所导致的第一开关在闭合与断开之间不断切换状态的情况发生。
可选的,该第一检测区域存在用于控制第一检测区域是否断路的第三开关;该第二检测区域存在用于控制第二检测区域是否断路的第四开关;
当该第三开关以及第四开关均断开时,该第一电压与该第二电压还用于指示该绝缘检测电路是否存在异常。
第一检测区域是否断路是通过第三开关进行控制的;第二检测区域是否断路是由第四开关进行控制的;当第三开关以及第四开关均断开时,此时当第一电压与第二电压显著大于0(例如大于0.1V)时,则说明此时第一检测区域与第二检测区域并未断路,该绝缘检测电路存在异常。
综上所述,当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
图3是根据一示例性实施例示出的一种绝缘阻值检测系统的结构示意图。该绝缘阻值检测系统中可以应用于目标车辆300上,该目标车辆300包含数据处理设备310以及绝缘检测电路320。其中,
可选的,该目标车辆可以是新能源汽车,该新能源汽车可以是电力汽车。
可选的,该电力汽车中可以包含电动机以及高压电池(可充电电池);在高压电池的充电过程中,该数据处理设备310可以在电力汽车的运行过程中,通过控制高压的放电功率,从而实现对电力汽车的行车模式进行控制。
可选的,该目标车辆300的高压电池,主正和主负与车的电底盘之间存在等效电容Cp和Cn;该高压电池的主正侧与主负侧与车身之间存在等效电阻Rp和Rn,该等效电阻是衡量整车绝缘性能的重要标准。
可选的,该绝缘检测电路320可以是BMS检测电路部分,该BMS检测电路部分的电路结构可以如图1或图2所示实施例所示。
可选的,该数据处理设备310可以根据绝缘检测电路320检测到的电压值,计算出此时整车的绝缘性能,当计算出的绝缘阻值小于某一阈值时,说明此时整车的绝缘性能不满足需求,车上的乘客有触电的危险,因此数据处理设备310可以对高压电池的运行状态予以控制(例如直接关闭或断开该高压电池的连接),从而避免发生危险事件。
图4是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行,该计算机设备可以是如图3中所示的绝缘阻值检测系统中的数据处理设备。如图4所示,该阻值检测方法可以包括如下步骤:
步骤401,获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合。
该第一电压为该第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压;该第二电压为该第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压;该第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;该第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域。
当通过如图1或如图2所示的绝缘检测电路,在指定时间段内进行检测时,数据处理设备可以获取到在指定时间段内,第一检测点检测到的各个第一电压,以及在其他时间段内,第二检测点检测到的各个第二电压。
步骤402,基于该第一电压集合、第二电压集合、该第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算该第一检测电阻以及该第二检测电阻的阻值。
当获取到第一电压集合以及第二电压集合后,可以分别对第一电压集合以及第二电压集合,按照一定的规则进行平均化处理,从而得到在指定时间段内采集到的电压的整体情况,并通过绝缘检测电路对应的电路方程进行计算,得到第一检测电阻以及第二检测电阻的阻值。
综上所述,当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
图5是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行,该计算机设备可以是如图3中所示的绝缘阻值检测系统中的数据处理设备。如图5所示,该阻值检测方法可以包括如下步骤:
步骤501,获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合。
其中,该第一电压集合中的第一电压,是在第一指定时间段内,按一定周期检测到的第一电压值;该第二电压集合中的第二电压,是在第二指定时间段内,按一定周期检测到的第二电压值。
步骤502,将该第一电压集合中的第一电压按照大小排序,并将在第一序号范围内的第一电压进行平均化处理,获得第一电压均值。
步骤503,将该第二电压集合中的第二电压按照大小排序,并将在第二序号范围内的第二电压进行平均化处理,获得第二电压均值。
由于在真实运行环境中,绝缘检测电路容易受电路突发情况的影响,引入异常点,也会使计算的阻值极不稳定,容易误报绝缘阻值过低故障,严重会使高压上电的车辆瞬间下电,威胁乘客的财产安全。
此时例如,在T(U1至U2)一共100采样点(2s/20ms=100)。对采集的100个采样点进行排序,同时剔除50个较小的原始值,10个较大的原始值,剩余的40个原始值进行取平均值,即可以避免异常点,或异常的工作状态对该绝缘检测电路的影响。
在一种可能的实现方式中,该第一电压是在第一指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;在所述第一指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第一电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第一电压均值。
由于在绝缘检测电路中,电池主正侧以及电池主负侧,与地线之间都存在着等效电容,因此在一个采集时间段(即第一指定时间段内)内,不同的时间点采集到的第一电压之间存在一定的差值,直接进行平均化所得到的电压,可能无法准确的得到绝缘电阻的阻值,此时可以按照采集时间段中的不同的子时间段(例如采集时间的前1-3S,采集时间的4-5S),设置不同的权重(例如采集时间的前1-3S可能电容还未完全稳定,其权重较小),从而得到最后的第一电压均值,在保证有足够长的时间进行电压测量的同时,减小了未稳定状态下的电压对绝缘阻值计算的影响。
在一种可能的实现方式中,将各个子时间段内的各个第一电压,按照各自对应的子时间段,通过至少两套权重参数进行加权平均,获得至少两套权重参数分别对应的均值;
通过至少两套权重参数分别对应的均值,对第一指定时间段内的各个第一电压进行方差计算,并将方差最小值所对应的权重参数对应的均值,确定为第一电压均值。
即在上述加权过程中,权重参数的选取可能与工作环境、工作状态等息息相关,不同的工作状态下,各个子时间段之间的电压差异可能相差较大。例如在某一个工作状态下,采集时间的前1-3S电压偏高,在另一个工作状态下采集时间的采集时间的4-5S电压偏高。因此在本申请实施例的一种可能的实现方式中,可以采取多套权重参数对各个子时间段的第一电压进行加权平均,并进行方差计算,而采用方差最小值所指示的权重参数时,将通过该权重参数得到的均值,显然更加能反应出该第一时间段内的电压的整体情况。
同理,在一种可能的实现方式中,第二电压是在第二指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;在所述第二指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第二电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第二电压均值。
由于第二电压的计算过程与第一电压类似,因此其加权平均的过程也与上述第一电压的加权平均过程,以及权重参数选择过程类似,此处不再赘述。
步骤504,将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算该第一检测电阻以及该第二检测电阻的阻值。
请参考图6,其示出了本申请实施例涉及的一种绝缘采集拟合曲线示意图。如图6所示,Uavg1是旧的采集计算方式采取的均值。它计算出来的值是偏大的,对应计算的阻值偏小。而且容易受电路突发情况的影响,引入异常点,也会使计算的阻值极不稳定,容易误报绝缘阻值过低故障,严重会使高压上电的车辆瞬间下电,威胁乘客的人身财产安全。新的绝缘计算逻辑采集计算方式是记录从BSW采集的定点型原始值,T(U1_U2)一共100采样点(2s/20ms=100)。对采集的100个采样点进行排序,同时剔除50个较小的原始值,10个较大的原始值(如图6中T(U1_U3):T(U3:U4):T(U4_U2)=1:4:5)。剩余的40个原始值进行取平均值,即Uavg2=∑(U3_U4)/2(连续型),Uavg2=∑(U3_U4)/40(离散型)。从图中拟合曲线可知:Uavg2的数值不仅和实际采样拟合曲线(601)比较接近,当阻值量程偏大时,通过辅助开关S3,S4引入采样电阻r3和r4,也能保证高量程低电压原始值的情况下,使Uavg2的数值和实际采样拟合曲线(602)比较接近。而且能剔除容易受影响的较小原始值(切换S1/S2)和受影响的较大原始值(切换S3/S4)。因电容的影响,只要保证对正极和负极和高压采集均采用同样的采集区间和计算方式就能保证采集的精度,从而保证计算的绝缘阻值保持更准确的精度。
可选的,从绝缘检测电路d采样电压的原始值需要使用定点型数值,同时通过数组记录计算时刻前3s的原始数值,求和之后取平均值后再进行浮点型物理值转换,同时采样点不能过多也不能过少。过多会加重运行内存的占用,过少不能保证采集计算的精度。原始值采用定点型数值,这样既能保证采集的精度又能降低采集点数值数组对运行内存的占用。
在一种可能的实现方式中,该第一检测区域存在用于控制第一检测区域是否断路的第三开关;该第二检测区域存在用于控制第二检测区域是否断路的第四开关;获取第三开关与第四开关闭合时,第一调节电阻区域的第三电压以及第二调节电阻区域的第四电压;当该第三电压与该第四电压之间的加权和,与该第一检测电源的电压之差大于第三电压阈值时,将该绝缘检测电路确定为异常状态。
在通过绝缘检测电路测量第一电压以及第二电压之前,可以将第三开关与第四开关同时闭合,检测第一电压与第二电压的大小,以确定正极半桥以及负极半桥是否存在断路情况。例如当权重分别为正负两侧的电容时,当|Cp*Vp+Cn*Vn-Vpack|<=0.3*Vpack,则认为正极或者负极半桥无断路情况,即高压闭合回路无故障。
综上所述,当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
请参考图7,其是根据本申请一示例性实施例示出的一种绝缘检测方法的流程示意图。如图7所示,该绝缘检测方法可以如下步骤所示。
步骤701:BSW唤醒后进行初始化,首先进行绝缘第三开关与第四开关同步进行绝缘电路自检:默认是断开的(第一开关与第二开关默认是闭合的),检测Vp,Vn,若Vp,Vn均小于0.1V(即=0V),则认为初始化无电路故障。
步骤702:After Step1执行200ms后,控制第三开关与第四开关同时闭合,检测Vp,Vn,若|Cp*Vp+Cn*Vn-Vpack|<=0.3*Vpack,则认为正极或者负极半桥无断路情况,即高压闭合回路无故障。
步骤703:确定绝缘自检无故障后,完后BSW初始化,ASW唤醒,步骤701与步骤702的正极负极电压值组成数组传递给ASW进行判断。若存在步骤701中Vp>=0.1V,Vn>=0.1V或者步骤702中|Cp*Vp+Cn*Vn-Vpack|>0.3*Vpack,则判定绝缘电路存在电路故障,绝缘检测终止。
步骤704:正常的绝缘检测
完成第三开关与第四开关同步自检电路后,进行正常的绝缘检测。在满足绝缘开始的条件Start=1后首先进行正极对地的原始值采集,即正极S1闭合,S2断开,After 3s,判断正极采集电压值是否小于0.4V(400mV),若小于则断开S3,引入采样电阻r3,提高了正极高量程下的采集及计算精度;同理在进行负极对地的原始值采集时,即正极S1断开,S2闭合,After 3s,判断负极采集电压值是否小于0.4V(400mV),若小于则断开S4,引入采样电阻r4,提高了负极高量程下的采集及计算精度。首次进行绝缘检测和计算时需要10s更新数值,之后是5s更新数值,因为Rp/Rn采取是分时采样,同步计算的方式进行的绝缘检测。
图8是根据一示例性实施例示出的一种基于绝缘检测电路的阻值检测装置的结构方框图。所述绝缘检测电路包括第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;所述装置包括:
电压集合获取模块801,用于获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合;所述第一电压为所述第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压;所述第二电压为所述第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压;所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
阻值计算模块802,用于基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
在一种可能的实现方式中,所述电压集合获取模块,用于
将所述第一电压集合中的第一电压按照大小排序,并将在第一序号范围内的第一电压进行平均化处理,获得第一电压均值;
将所述第二电压集合中的第二电压按照大小排序,并将在第二序号范围内的第二电压进行平均化处理,获得第二电压均值;
将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
在一种可能的实现方式中,所述第一检测区域存在用于控制第一检测区域是否断路的第三开关;所述第二检测区域存在用于控制第二检测区域是否断路的第四开关;
所述电阻计算模块,用于获取第三开关与第四开关闭合时,第一调节电阻区域的第三电压以及第二调节电阻区域的第四电压;
当所述第三电压与所述第四电压之间的加权和,与所述第一检测电源的电压之差大于第三电压阈值时,将所述绝缘检测电路确定为异常状态。
综上所述,当在汽车中设置绝缘检测电路检测电动车中的正负电阻时,可以在绝缘监测电路中设置第一检测区域以及第二检测区域,第一检测区域中通过第一分压电阻以及可调的电阻区域;第二检测区域存在第二分压电阻以及可调的电阻区域,获取到两个检测区域内的可调节电阻区域上分别具有的电压值,通过联立两次不同开关状态下的电路方程求解蓄电池正负极的对地绝缘电阻。上述方案中,通过设置可调节电阻区域,使得可调节电阻区域的阻值可以随着工作状态而变化,保证可调节电阻区域上测得的电压处于较为合适的范围,提高了绝缘阻值的测量精度。
图9示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备900的结构框图。该计算机设备可以实现为本申请上述方案中的服务器。所述计算机设备900包括中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)901、包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)902和只读存储器(Read-Only Memory,ROM)903的系统存储器904,以及连接系统存储器904和中央处理单元901的系统总线905。所述计算机设备900还包括用于存储操作系统909、应用程序910和其他程序模块911的大容量存储设备906。
所述大容量存储设备906通过连接到系统总线905的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元901。所述大容量存储设备906及其相关联的计算机可读介质为计算机设备900提供非易失性存储。也就是说,所述大容量存储设备906可以包括诸如硬盘或者只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性,所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、可擦除可编程只读寄存器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-OnlyMemory,EEPROM)闪存或其他固态存储其技术,CD-ROM、数字多功能光盘(DigitalVersatile Disc,DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然,本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器904和大容量存储设备906可以统称为存储器。
根据本公开的各种实施例,所述计算机设备900还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备900可以通过连接在所述系统总线905上的网络接口单元907连接到网络908,或者说,也可以使用网络接口单元907来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。
所述存储器还包括至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序存储于存储器中,中央处理单元901通过执行该至少一条计算机程序来实现上述各个实施例所示的方法中的全部或部分步骤。
在一示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,用于存储有至少一条计算机程序,所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述方法中的全部或部分步骤。例如,该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在一示例性实施例中,还提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述图2或图3任一实施例所示方法的全部或部分步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种基于绝缘检测电路的阻值检测方法,其特征在于,所述绝缘检测电路包括第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;所述方法包括:
获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合;所述第一电压为所述第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压,且所述第一电压为第一指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;所述第二电压为所述第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压,且所述第二电压为第二指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值;
其中,所述基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值,包括:
在所述第一指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第一电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第一电压均值;
在所述第二指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第二电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第二电压均值;
将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算该第一检测电阻以及该第二检测电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,还包括:
将所述第一电压集合中的第一电压按照大小排序,并将在第一序号范围内的第一电压进行平均化处理,获得第一电压均值;
将所述第二电压集合中的第二电压按照大小排序,并将在第二序号范围内的第二电压进行平均化处理,获得第二电压均值;
将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一检测区域存在用于控制第一检测区域是否断路的第三开关;所述第二检测区域存在用于控制第二检测区域是否断路的第四开关;
所述获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合之前,所述方法还包括:
获取第三开关与第四开关闭合时,第一调节电阻区域的第三电压以及第二调节电阻区域的第四电压;
当所述第三电压与所述第四电压之间的加权和,与所述第一检测电源的电压之差大于第三电压阈值时,将所述绝缘检测电路确定为异常状态。
4.一种基于绝缘检测电路的阻值检测装置,其特征在于,所述绝缘检测电路包括第一检测电源、第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻;所述第一检测区域、第二检测区域、第一检测电阻以及第二检测电阻在所述第一检测电源与地线之间并联;所述装置包括:
电压集合获取模块,用于获取包含不同时刻的第一电压的第一电压集合,以及包含不同时刻的第二电压的第二电压集合;所述第一电压为所述第二检测区域断路时,第一检测区域上的第一可调节电阻区域上的电压,且所述第一电压为第一指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;所述第二电压为所述第一检测区域断路时,第二检测区域上的第二可调节电阻区域上的电压,且所述第二电压为第二指定时间段内,按照指定周期采集到的电压值;所述第一检测区域包括相互串联的第一分压电阻、第一可调节电阻区域;所述第二检测区域包括相互串联的第二分压电阻、第二可调节电阻区域;
阻值计算模块,用于基于所述第一电压集合、第二电压集合、所述第一可调节电阻区域的电阻值、以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算所述第一检测电阻以及所述第二检测电阻的阻值;
所述阻值计算模块,还用于:
在所述第一指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第一电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第一电压均值;
在所述第二指定时间段内确定出至少两个子时间段;将各个子时间段内的各个第二电压,按照各自对应的子时间段,进行加权平均,获得第二电压均值;
将第一电压均值作为第一可调节电阻区域的电压值,将第二电压均值作为第二可调节电阻区域的电压值,并根据第一可调节电阻区域的电阻值以及第二可调节电阻区域的电阻值,计算该第一检测电阻以及该第二检测电阻的阻值。
5.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至3任一所述的基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至3任一所述的基于绝缘检测电路的阻值检测方法。
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