CN114397595A - 电池组在线绝缘检测方法及检测电路 - Google Patents

电池组在线绝缘检测方法及检测电路 Download PDF

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CN114397595A CN202210290081.8A CN202210290081A CN114397595A CN 114397595 A CN114397595 A CN 114397595A CN 202210290081 A CN202210290081 A CN 202210290081A CN 114397595 A CN114397595 A CN 114397595A
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Abstract

发明公开了一种电池组在线绝缘检测方法及检测电路，方法步骤包括：S1，导通在线绝缘检测电路中的MOS管Q1，然后断开继电开关K1、K2、K3，使得电池组从整体电池中脱离；S2，闭合继电开关K1；S3，导通在线绝缘检测电路中的MOS管Q2，并控制先驱动MOS管Q4导通、MOS管Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、MOS管Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通，并在每次执行MOS管Q4、Q5的驱动动作后，采集采样电阻两端的电压并存储；S4，根据每次采集的电压，计算总采集电压
Figure 395238DEST_PATH_IMAGE001
作为电池组等效电阻计算模型的自变量；S5，将自变量代入到电池组对地等效电阻计算模型中，求解得到电池组的正极和负极的对地等效电阻
Figure 20123DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 378423DEST_PATH_IMAGE003
。本发明了提高电池对地绝缘检测的准确度。

Description

电池组在线绝缘检测方法及检测电路
技术领域
本发明涉及电池绝缘检测技术领域，具体涉及一种电池组在线绝缘检测方法及检测电路。
背景技术
电池绝缘检测指对电池的对地绝缘性能进行检测。电池对地绝缘检测包括对电池正极和负极的对地绝缘检测。目前，对于电池对地绝缘检测的电路有许多，基本都是通过采集采样电阻两端的电压，然后根据分压定理计算出电池正极或负极的对地等效电阻来表征电池的对地绝缘性能。但当一端绝缘故障时，比如电池正极的对地绝缘故障而电池负极的对地绝缘正常时，如图1中所示，负极对地等效电阻RY的阻值为无穷大，此时采样电阻R1采集到的电压接近于0，这种情况下根据分压定理计算的对地等效电阻可能产生很大的误差。
为了解决这个问题，现有技术中普遍采用改进电池绝缘检测电路的方式，以降低单侧绝缘故障对对地等效电阻计算结果的影响。但改进后的电池绝缘检测电路无法完全避免误差的产生，即便是引入很小的误差，可能都会对对地等效电阻的计算结果产生很大影响，况且，改进电池绝缘检测电路并非易事，而且电池的使用环境（比如潮湿环境或干燥环境等）以及使用状态（比如充电状态或放电状态等）同样会对电池绝缘检测产生结果不可预测的影响，因此，改进电池绝缘检测电路以降低不同使用环境、不同使用状态、对地绝缘单侧故障等情形对电池绝缘检测结果的影响具有很大的局限性。
发明内容
本发明以区别于电路改进的方式降低不同使用环境、不同使用状态、对地绝缘单侧故障等情形对电池绝缘检测结果的影响，提高电池对地绝缘检测的准确度为目的，提供了一种电池组在线绝缘检测方法及检测电路。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种电池组在线绝缘检测方法，步骤包括：
S1，当接收到绝缘检测指令后，BMS电池管理系统控制设置在对应的电池组的正、负极之间的在线绝缘检测电路中的驱动电路输出驱动信号以导通所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q1，然后断开继电开关K1、K2、K3，使得所述电池组从整体电池中脱离；
S2，闭合所述继电开关K1；
S3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，所述BMS电池管理系统按照指令控制所述驱动电路驱动导通所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q2，并控制先驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通，并在每次执行MOS管Q4、Q5的驱动动作后，采集采样电阻两端的电压并存储；
S4，根据每次采集的电压，计算完成对MOS管Q4、Q5的3次驱动动作后的总采集电压
Figure 377903DEST_PATH_IMAGE001
作为所述电池组等效电阻计算模型的自变量；
S5，将所述自变量代入到所述电池组对地等效电阻计算模型中，求解得到所述电池组的正极和负极的对地等效电阻
Figure 583756DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 497354DEST_PATH_IMAGE003
。
作为优选，当所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q3断开时，根据步骤S3采集到的采样电阻两端的电压并通过以下公式（1）计算所述总采集电压
Figure 864882DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 637666DEST_PATH_IMAGE004
公式（1）中，
Figure 365319DEST_PATH_IMAGE005
表示MOS管Q2、Q4导通、MOS管Q5断开时采集的正极对地采样电阻
Figure 415315DEST_PATH_IMAGE006
两端的电压；
Figure 937432DEST_PATH_IMAGE007
表示MOS管Q2、Q5导通、MOS管Q4断开时采集的负极对地采样电阻
Figure 135195DEST_PATH_IMAGE008
两端的电压；
Figure 604223DEST_PATH_IMAGE009
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的正极对地采样电阻
Figure 39883DEST_PATH_IMAGE006
两端的电压；
Figure 342688DEST_PATH_IMAGE010
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的负极对地采样电阻
Figure 11436DEST_PATH_IMAGE008
两端的电压。
作为优选，步骤S3中，采集采样电阻两端的电压时，所述MOS管Q3的控制状态为导通或断开。
作为优选，所述在线绝缘检测电路包括电池组脱离电路、绝缘检测电路和所述驱动电路，所述电池组脱离电路包括所述MOS管Q1、所述继电开关K1、K2、K3和电阻R1，所述电阻R1的一端连接在所述电池组的端口1上，另一端连接所述MOS管Q1的漏极；所述MOS管Q1的源极连接在所述电池组的端口2上，栅极连接所述驱动电路的第一驱动信号输出端10；所述电池组的所述端口1与端口3之间连接有所述继电开关K2，所述电池组的正极连接所述端口3；所述电池组的所述端口2与端口4之间连接有所述继电开关K3，所述电池组的负极连接所述继电开关K1后连接至所述端口4。
作为优选，所述绝缘检测电路包括电感L1、L2、MOS管Q2-Q5、电阻R2-R8以及所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 889349DEST_PATH_IMAGE002
和负极对地等效电阻
Figure 913936DEST_PATH_IMAGE003
，所述电感L3的一端连接在所述电池组的所述端口3上，另一端连接所述MOS管Q4的漏极，所述MOS管Q4的源极依序串接所述电阻R7和所述电阻R8后连接所述MOS管Q5的漏极，所述MOS管Q4的栅极连接所述驱动电路的第二驱动信号输出端20；所述等效电阻
Figure 43435DEST_PATH_IMAGE002
并接在所述电阻R7的两端，所述等效电阻
Figure 74845DEST_PATH_IMAGE003
并接在所述电阻R8的两端；所述电阻R7和所述电阻R8的相交点A接地；所述MOS管Q5的源极连接所述MOS管Q2的漏极，栅极连接所述驱动电路的第三驱动信号输出端30；所述MOS管Q2的源极连接所述电感L2的一端，所述电感L2的另一端连接在所述电池组的所述端口4上，所述MOS管Q2的栅极连接所述驱动电路的第四驱动信号输出端40，所述MOS管Q3的源极连接所述MOS管Q2的漏极，栅极连接所述驱动电路的第五驱动信号输出端50，漏极串接所述电阻R2后连接所述MOS管Q4的漏极；所述电阻R3的一端连接所述MOS管Q4的漏极，另一端依序串接电阻R4、R5、R6后连接所述MOS管Q5的源极；所述电阻R4、R5的相交点B连接所述相交点A，所述驱动电路的PWM脉宽调制信号输入端连接所述BMS电池管理系统的PWM脉宽调制信号输出端。
作为优选，所述电池组对地等效电阻计算模型通过以下公式（2）表达：
Figure 479151DEST_PATH_IMAGE011
公式（2）中，
Figure 935409DEST_PATH_IMAGE012
表示待求解的所述电池组对地等效电阻计算模型的3个变量参数；
Figure 501388DEST_PATH_IMAGE013
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的自变量，为待求解的所述总采集电压
Figure 364302DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 978823DEST_PATH_IMAGE015
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的因变量，为待求解的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 243582DEST_PATH_IMAGE016
或负极对地等效电阻
Figure 793512DEST_PATH_IMAGE017
。
作为优选，所述电池组对地等效电阻计算模型通过以下公式（3）表达：
Figure 861831DEST_PATH_IMAGE018
公式（3）中，
Figure 827513DEST_PATH_IMAGE019
表示待求解的所述电池组对地等效电阻计算模型的2个变量参数；
Figure 461626DEST_PATH_IMAGE013
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的自变量，为待求解的所述总采集电压
Figure 182457DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 488804DEST_PATH_IMAGE015
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的因变量，为待求解的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 320494DEST_PATH_IMAGE016
或负极对地等效电阻
Figure 74692DEST_PATH_IMAGE017
。
作为优选，通过以下方法步骤求解并更新校正所述电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的参数值：
L1，将所述在线绝缘检测电路中的绝缘检测电路的第一输入端s1、第二输入端s2分别连接到处于使用环境下的已脱离整体电池的所述电池组的端口3和端口4上；
L2，闭合所述继电开关K1；
L3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，所述BMS电池管理系统按照指令控制所述驱动电路驱动导通MOS管Q2，并控制驱动MOS管Q3按照预设的占空比通断，并以首先控制驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通为一次轮询，按照预设的间隔时间多次轮询控制MOS管Q4、Q5的通断，并在每次轮询中，分别采集针对MOS管Q4、Q5的上述3次驱动情形下的每次驱动情形的采样电阻两端的电压并存储；
L4，获取每次轮询中，MOS管Q4导通但Q5断开、MOS管Q4断开但Q5导通以及MOS管Q4、Q5同时导通这3种情形的每次驱动情形下采集到的采样电阻两端的电压，分别记为
Figure 576212DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 494489DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 316821DEST_PATH_IMAGE022
，并根据获取的每次轮询得到的
Figure 348362DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 597947DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 737941DEST_PATH_IMAGE022
计算该次轮询的所述总采集电压
Figure 52379DEST_PATH_IMAGE014
，然后计算所述总采集电压
Figure 515590DEST_PATH_IMAGE014
分别与正极对地采样电阻
Figure 14704DEST_PATH_IMAGE023
、负极对地采样电阻
Figure 251782DEST_PATH_IMAGE024
的乘积分别作为针对此次轮询计算的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 494544DEST_PATH_IMAGE025
和负极对地等效电阻
Figure 546683DEST_PATH_IMAGE026
，并形成关联每次轮询的所述总采集电压
Figure 888802DEST_PATH_IMAGE027
分别与所述正极对地等效电阻
Figure 874162DEST_PATH_IMAGE025
、负极对地等效电阻
Figure 592720DEST_PATH_IMAGE026
的数据对；
L5，根据多次轮询得到的若干组
Figure 30523DEST_PATH_IMAGE028
数据对、
Figure 481227DEST_PATH_IMAGE029
数据对，分别求解电池组正极对地等效电阻计算模型以及负极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第一参数值；
L6，将每个所述第一参数值分别代入到对应的所述电池组正极对地等效电阻计算模型或所述电池组负极对地等效电阻计算模型中，然后将获取的针对每次轮询计算的所述总采集电压
Figure 83110DEST_PATH_IMAGE030
代入到所述电池组正极对地等效电阻计算模型和所述电池组负极对地等效电阻计算模型中，所述电池组正极对地等效电阻计算模型输出每个所述总采集电压
Figure 323467DEST_PATH_IMAGE030
分别对应的正极对地等效电阻
Figure 366509DEST_PATH_IMAGE025
，所述电池组负极对地等效电阻计算模型输出每个所述总采集电压
Figure 34120DEST_PATH_IMAGE030
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 920036DEST_PATH_IMAGE031
；
L7，以步骤L6输入到所述电池组正极对地等效电阻计算模型的所述总采集电压
Figure 245975DEST_PATH_IMAGE030
和模型对应输出的所述正极对地等效电阻
Figure 127213DEST_PATH_IMAGE025
为第一拟合点，通过拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各所述第一拟合点，得到第一拟合曲线，
并以步骤L6输入到所述电池组负极对地等效电阻计算模型的所述总采集电压
Figure 919719DEST_PATH_IMAGE030
和模型对应输出的所述负极对地等效电阻
Figure 417566DEST_PATH_IMAGE031
为第二拟合点，通过所述拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各所述第二拟合点，得到第二拟合曲线；
L8，根据所述第一拟合曲线计算所述电池组正极对地等效电阻计算模型中的各所述变量参数的第二参数值，并根据所述第二拟合曲线计算所述电池组负极对地等效电阻计算模型中的各所述变量参数的第三参数值；
L9，根据步骤L5计算得到的所述第一参数值和步骤L8计算得到的所述第二参数值、所述第三参数值，分别计算所述电池组正极对地等效电阻计算模型和所述电池组负极对地等效电阻计算模型的对地等效电阻计算误差，并判断所述对地等效电阻计算误差是否小于预设的误差阈值，
若是，则转入步骤L10；
若否，则返回步骤返回步骤L6，继续增加所述第一拟合点和所述第二拟合点；
L10，判断所述对地等效电阻计算误差是否随所述总采集电压
Figure 78354DEST_PATH_IMAGE030
的电压值增大而增大，
若是，则通过以下公式（4）更新校正各所述变量参数对应的所述第二参数值或所述第三参数值：
Figure 33672DEST_PATH_IMAGE032
若否，则通过以下公式（5）更新校正各所述变量参数对应的所述第二参数值或所述第三参数值：
Figure 574243DEST_PATH_IMAGE033
公式（4）-（5）中，
Figure 106856DEST_PATH_IMAGE034
表示经更新校正后的所述第二参数值或所述第三参数值；
Figure 243439DEST_PATH_IMAGE035
表示步骤L8对同个所述变量参数计算的未经更新校正的所述第二参数值或所述第三参数值；
Figure 302531DEST_PATH_IMAGE036
表示步骤L5对同个所述变量参数计算的所述第一参数值。
作为优选，步骤L7中，所述插值方法通过拉格朗日插值多项式拟合得到所述第一拟合曲线或所述第二拟合曲线的过程通过以下公式（6）表达：
Figure 764736DEST_PATH_IMAGE037
公式（6）中，
Figure 784645DEST_PATH_IMAGE038
表示所述电池组对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure 177449DEST_PATH_IMAGE039
个所述总采集电压
Figure 904097DEST_PATH_IMAGE040
计算输出的对地等效电阻；
Figure 599520DEST_PATH_IMAGE041
表示拉格朗日基函数；
Figure 28096DEST_PATH_IMAGE042
表示输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中参与对地等效电阻计算的所述总采集电压
Figure 709744DEST_PATH_IMAGE043
的数量。
作为优选，拉格朗日基函数
Figure 884374DEST_PATH_IMAGE044
通过以下公式（7）表达：
Figure 672070DEST_PATH_IMAGE045
公式（7）中，
Figure 338675DEST_PATH_IMAGE046
表述第
Figure 807702DEST_PATH_IMAGE047
个输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中的所述总采集电压
Figure 508942DEST_PATH_IMAGE048
；
Figure 280589DEST_PATH_IMAGE049
表示第
Figure 949337DEST_PATH_IMAGE050
个输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中的所述总采集电压
Figure 159738DEST_PATH_IMAGE048
。
本发明具有以下有益效果：
1、通过控制在线绝缘检测电路中的MOS管Q1以及继电开关K1、K2、K3的通断，实现了对电池组的在线绝缘检测，使得在对单个电池组进行绝缘检测时，不影响电池组所属的整体电池的使用；
2、通过控制MOS管Q2、Q3、Q4、Q5的通断，获取每次轮询的总采集电压
Figure 246643DEST_PATH_IMAGE051
数据对和
Figure 844983DEST_PATH_IMAGE052
数据对，然后分别求解电池组正极对地等效电阻计算模型以及负极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第一参数值，然后将各第一参数值代入到对应的对地等效电阻计算模型中，并将每组数据对中的
Figure 548497DEST_PATH_IMAGE053
代入到对应的对地等效电阻计算模型中，模型输出每个
Figure 172376DEST_PATH_IMAGE053
对应的对地等效电阻，然后以
Figure 46878DEST_PATH_IMAGE053
和模型对应输出的对地等效电阻为拟合点，通过拉格朗日插值多项式的插值方法拟合得到拟合曲线，然后根据拟合曲线求解出对应模型中的各变量参数的第二参数值，再根据第一参数值和第二参数值计算模型的对地等效电阻计算误差，并根据误差随
Figure 98010DEST_PATH_IMAGE053
大小的增减趋势校正各变量参数的第二参数值，最终得到电池组对地等效电阻计算模型。由于最终确定的模型中的各变量参数的参数值是根据电池真实的使用场景和使用状态下采集的
Figure 554400DEST_PATH_IMAGE054
数据对或
Figure 965658DEST_PATH_IMAGE055
数据对并利用拉格朗日插值多项式的插值方法反复更新校正而得，不同使用环境、不同使用状态、对地绝缘单侧故障等情形对电池组的对地绝缘检测结果的影响已经量化到模型中的各变量参数的参数值中，确保了模型对电池组的对地绝缘检测的结果准确度；
3、对处于真实使用场景、真实使用状态的电池组完成构建电池组对地等效电阻计算模型后，后续，只需要通过控制MOS管Q2的常通，然后控制MOS管Q4、Q5的一通一断或两个都导通，并采集MOS管Q4、Q5在3个不同的控制情形下采样电阻两端的电压，并根据采集的采样电阻电压计算出总采集电压
Figure 433680DEST_PATH_IMAGE056
输入到所构建的电池组对地等效电阻计算模型中，模型即可快速输出电池组正极或负极的对地等效电阻，大幅提升了对地等效电阻的计算速度；
4、提供的在线绝缘检测电路中的电感L1、L2起到电量缓释功能，电池组输出的电能经电感L1、L2缓慢释放提供给负载电阻，增加了采样电压的非线性和采样电压数据的丰富度，有利于提升对模型变量参数的校正精度；
5、通过控制在线绝缘检测电路中的MOS管Q3按照预设的占空比通断，进一步增加了采样电压的数据丰富度，有利于进一步提升对模型变量参数的校正精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是现有的一电池绝缘检测电路检测电池对地等效电阻的电路结构示意图；
图2是本发明实施例提供的在线绝缘检测电路的电路结构示意图；
图3是MOS管Q4导通、Q3、Q5断开时采集采样电阻两端的采样电压
Figure 249189DEST_PATH_IMAGE057
的电路结构示意图；
图4是MOS管Q3、Q4断开、Q5导通时采集采样电阻两端的采样电压
Figure 848666DEST_PATH_IMAGE058
的电路结构示意图；
图5是MOS管Q3断开、Q4、Q5都导通时采集采样电阻两端的采样电压
Figure 548769DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure 182882DEST_PATH_IMAGE060
的电路结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的电池组在线绝缘检测方法的实现步骤图；
图7是求解并更新校正电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的参数值的方法步骤图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的电池组在线绝缘检测方法，如图6所示，具体包括：
步骤S1，当接收到绝缘检测指令后，如图2所示，BMS电池管理系统控制设置在对应的电池组的正极和负极之间的在线绝缘检测电路中的驱动电路输出驱动信号以导通在线绝缘检测电路中的MOS管Q1，然后断开继电开关K1、K2、K3，使得电池组从整体电池中脱离；驱动电路的作用是根据BMS电池管理系统发送的开关信号，控制对应的MOS管的导通或截止，许多现有的MOS管驱动电路都可以应用到本发明中，驱动电路的具体电路结构也并非本发明要求权利保护的范围，因此，关于驱动电路的具体电路结构在此不做说明。继电开关K1、K2、K3可以是手动开关控制也可以由BMS电池管理系统自动开关控制，如果是自动开关控制，控制方法为：当驱动电路驱动MOS管Q1导通后，通过采集图2中电阻R1两端的电压发送给BMS电池管理系统，BMS电池管理系统接收到该采样电压后控制继电开关K1、K2、K3由闭合状态转为断开状态；
步骤S2，闭合继电开关K1；同样地，继电开关K1的再次闭合可以是手动控制也可以是BMS电池管理系统自动控制，如果是自动控制，BMS电池管理系统控制断开继电开关K1、K2、K3达到预设间隔时间比如3秒后自动闭合继电开关K1而保持继电开关K2、K3处于断开状态，此时在图2中所示的端口3、端口4之间形成通路，可以对电池组进行对地绝缘性能检测，而端口1、端口3之间以及端口4、端口2之间断路，端口1到电阻R1到MOS管Q1到端口2形成通路，不影响整体电池的使用，也不会影响对脱离的电池组C1的对地绝缘检测；
步骤S3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，BMS电池管理系统按照指令控制驱动电路驱动导通图2中所示的在线绝缘检测电路中的MOS管Q2，并控制先驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通，并在每次执行MOS管Q4、Q5的驱动动作后，采集采样电阻两端的电压并存储；
具体地，请见附图3-图5，附图3所示的是MOS管Q4导通、Q5断开时采集采样电阻（串联成组的电阻R3、R4作为待进行电压采样的采样电阻）两端电压的电路结构图，此时采集的采样电阻两端的电压记为
Figure 779079DEST_PATH_IMAGE061
；
图4所示的是MOS管Q4断开、Q5导通时采集采样电阻（串联成组的电阻R5、R6作为待进行电压采样的采样电阻）两端电压的电路结构图，此时采集的采样电阻两端的电压记为
Figure 210061DEST_PATH_IMAGE062
；
图5所示的是MOS管Q4、Q5均导通时采集采样电阻（串联成组的电阻R3、R4以及串联成组的电阻R5、R6均作为待进行电压采样的采样电阻）两端电压的电路结构图，此时采集的串联成组的电阻R3、R4两端的电压记为
Figure 228701DEST_PATH_IMAGE063
，串联成组的电阻R5、R6两端的电压记为
Figure 202473DEST_PATH_IMAGE064
。
这里有两点需要说明：
1、电池组正极侧的采样电阻可选择串联成组的电阻R3、R4，也可以选择单独的电阻R3或R4；同样地，电池组负极侧的采样电阻可选择串联成组的电阻R5、R6，也可以选择单独的电阻R5或R6。这里为了便于对后续总采集电压
Figure 218840DEST_PATH_IMAGE065
的计算、电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的求解、更新校正等过程的说明，本实施例选定串联成组的电阻R3、R4以及串联成组的电阻R5、R6作为电池组正极侧和负极侧的采样电阻。
2、在采集电压时，MOS管Q3的状态可以为导通或截止状态，当MOS管Q3导通时，在MOS管Q4导通、Q5断开，Q4断开、Q5导通，Q4、Q5均导通3种情形下分别采集电压
Figure 809221DEST_PATH_IMAGE066
、
Figure 179023DEST_PATH_IMAGE067
以及
Figure 787727DEST_PATH_IMAGE068
时的电路结构将改变，与图3-5所示的电路结构并非一致，因此为了便于对总采集电压
Figure 725727DEST_PATH_IMAGE069
的计算、电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的求解、更新校正等过程的理解，本实施例以MOS管Q3截止时采集的电压
Figure 865722DEST_PATH_IMAGE066
、
Figure 491744DEST_PATH_IMAGE067
以及
Figure 643371DEST_PATH_IMAGE068
，对后续的总采集电压
Figure 63857DEST_PATH_IMAGE069
的计算、电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的求解、更新校正等过程进行具体说明。
但需要强调的是，在求解电池组对地等效电阻计算模型的各变量参数的参数值时，MOS管Q3是按照预设的占空比通断的，通过控制MOS管Q3按照预设占空比通断可以改变电压采样电路的电路结构，Q3导通前和导通后，采样电阻两端的电压会变化，由此而增加了采样电压的数据丰富度，采样电压数据越多有利于提高后续的数据拟合度，进一步提升模型变量参数的校正精度。
步骤S4，根据每次采集的电压，即3次采集的电压
Figure 691147DEST_PATH_IMAGE066
、
Figure 278117DEST_PATH_IMAGE067
以及
Figure 595835DEST_PATH_IMAGE068
，计算完成对MOS管Q4、Q5的3次驱动动作后的总采集电压
Figure 265851DEST_PATH_IMAGE069
作为电池组等效电阻计算模型的自变量；结合图3-5所示的电路结构，并根据分压定理可得，电池组正极对地等效电阻
Figure 52541DEST_PATH_IMAGE070
，电池组负极对地等效电阻
Figure 692470DEST_PATH_IMAGE071
，即电池组的对地等效电阻与变量
Figure 881006DEST_PATH_IMAGE072
以及定量采样电阻的阻值，由于采样电阻的阻值是固定的，所以本申请只要找到变量
Figure 456344DEST_PATH_IMAGE073
与电池组正极或负极对地等效电阻的映射关系就可以根据采样电压快速求解出电池组的对地等效电阻。为此，本申请将变量
Figure 182860DEST_PATH_IMAGE074
用总采集电压
Figure 439529DEST_PATH_IMAGE069
表示并作为所构建的电池组等效电阻计算模型的自变量；
最后，只需要执行：
步骤S5，将自变量代入到电池组对地等效电阻计算模型中，即可快速求解得到电池组的正极和负极的对地等效电阻
Figure 997418DEST_PATH_IMAGE075
、
Figure 150182DEST_PATH_IMAGE076
。
如何构建准确、有效的电池组对地等效电阻计算模型是本发明的技术关键，由于对地等效电阻受电池使用环境、使用状态、单侧对地绝缘故障等因素的影响，总采集电压
Figure 629574DEST_PATH_IMAGE069
与对地等效电阻往往呈现出非线性的函数关系，因此，作为优选，本申请通过以下公式（1）来表达电池组对地等效电阻计算模型：
Figure 424355DEST_PATH_IMAGE077
公式（1）中，
Figure 774433DEST_PATH_IMAGE078
表示待求解的电池组对地等效电阻计算模型的3个变量参数；
Figure 629257DEST_PATH_IMAGE013
表示电池组对地等效电阻计算模型的自变量，为待求解的总采集电压
Figure 861524DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 522312DEST_PATH_IMAGE015
表示电池组对地等效电阻计算模型的因变量，为待求解的电池组的正极对地等效电阻
Figure 274368DEST_PATH_IMAGE016
或负极对地等效电阻
Figure 764341DEST_PATH_IMAGE017
。
这里需要说明的是，对地等效电阻的值与总采集电压
Figure 234637DEST_PATH_IMAGE014
和采样电阻的阻值有关，变量参数
Figure 89329DEST_PATH_IMAGE078
已经将采样电阻的阻值纳入到考虑中，因此，当电池组正极侧和负极侧的采样电阻的阻值不同时，需要使用单独的电池组对地等效电阻计算模型求解对地等效电阻，即使用单独构建的电池组正极对地等效电阻计算模型和电池组负极对地等效电阻计算模型分别去计算电池组正极对地等效电阻、电池组负极对地等效电阻。
变量参数
Figure 961470DEST_PATH_IMAGE078
的参数值直接影响模型求解结果的准确度，为了尽可能准确地得到
Figure 485993DEST_PATH_IMAGE078
这3个参数的参数值，如图7所示，本实施例通过以下方法步骤求解并更新校正
Figure 427273DEST_PATH_IMAGE078
的参数值：
步骤L1，如图2所示，将在线绝缘检测电路中的绝缘检测电路的第一输入端s1、第二输入端s2分别连接到处于使用环境下的已脱离整体电池的电池组的端口3和端口4上；
步骤L2，闭合继电开关K1；
步骤L3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，BMS电池管理系统按照指令控制驱动电路驱动导通MOS管Q2，并控制驱动MOS管Q3按照预设的占空比通断，并以首先控制驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通为一次轮询，按照预设的间隔时间多次轮询控制MOS管Q4、Q5的通断，并在每次轮询中，分别采集针对MOS管Q4、Q5的上述3次驱动情形下的每次驱动情形的采样电阻两端的电压（即上述的
Figure 367547DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 77883DEST_PATH_IMAGE079
以及
Figure 383093DEST_PATH_IMAGE080
）并存储；
步骤L4，获取每次轮询中，MOS管Q4导通但Q5断开、MOS管Q4断开但Q5导通以及MOS管Q4、Q5同时导通这3种情形的每次驱动情形下采集到的采样电阻两端的电压，分别记为
Figure 811669DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 555634DEST_PATH_IMAGE079
以及
Figure 199105DEST_PATH_IMAGE080
，并根据获取的每次轮询得到的
Figure 658906DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 653406DEST_PATH_IMAGE079
以及
Figure 184751DEST_PATH_IMAGE080
计算该次轮询的总采集电压
Figure 620411DEST_PATH_IMAGE014
（
Figure 516692DEST_PATH_IMAGE081
），然后计算总采集电压
Figure 670593DEST_PATH_IMAGE014
分别与正极对地采样电阻
Figure 943311DEST_PATH_IMAGE082
、负极对地采样电阻
Figure 561374DEST_PATH_IMAGE008
的乘积分别作为针对此次轮询计算的电池组的正极对地等效电阻
Figure 425294DEST_PATH_IMAGE025
和负极对地等效电阻
Figure 66491DEST_PATH_IMAGE031
，并形成关联每次轮询的总采集电压
Figure 142900DEST_PATH_IMAGE014
分别与正极对地等效电阻
Figure 84311DEST_PATH_IMAGE025
、负极对地等效电阻
Figure 587974DEST_PATH_IMAGE031
的数据对，比如第一次轮询时计算的总采集电压
Figure 716467DEST_PATH_IMAGE083
与计算的正极对地等效电阻
Figure 206354DEST_PATH_IMAGE084
形成数据对
Figure 985960DEST_PATH_IMAGE085
，第二次轮询形成数据对
Figure 207994DEST_PATH_IMAGE086
……。
L5，根据多次轮询得到的若干组
Figure 745155DEST_PATH_IMAGE087
数据对、
Figure 976416DEST_PATH_IMAGE088
数据对，分别求解电池组正极对地等效电阻计算模型以及负极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第一参数值，通过多组
Figure 423578DEST_PATH_IMAGE087
数据对、
Figure 331360DEST_PATH_IMAGE088
数据对，以联立方程方式可以求解出公式（1）中的
Figure 168866DEST_PATH_IMAGE012
的参数值；
Figure 125189DEST_PATH_IMAGE012
这3个未知数仅通过3组数据对以联立方程形式就可以求解得到。因此此时求解得到的
Figure 364541DEST_PATH_IMAGE012
通常具有较大误差，需要通过后续步骤进行校正；
步骤L6，将每个第一参数值分别代入到对应的电池组正极对地等效电阻计算模型或电池组负极对地等效电阻计算模型中，然后将获取的针对每次轮询计算的总采集电压
Figure 256273DEST_PATH_IMAGE014
代入到电池组正极对地等效电阻计算模型和电池组负极对地等效电阻计算模型中，电池组正极对地等效电阻计算模型输出每个总采集电压
Figure 842062DEST_PATH_IMAGE014
分别对应的正极对地等效电阻
Figure 352809DEST_PATH_IMAGE025
，电池组负极对地等效电阻计算模型输出每个总采集电压
Figure 961513DEST_PATH_IMAGE014
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 696251DEST_PATH_IMAGE089
；
步骤L7，以步骤L6输入到电池组正极对地等效电阻计算模型的总采集电压
Figure 570666DEST_PATH_IMAGE014
和模型对应输出的正极对地等效电阻
Figure 931109DEST_PATH_IMAGE025
为第一拟合点，通过拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各第一拟合点，得到第一拟合曲线，
并以步骤L6输入到电池组负极对地等效电阻计算模型的总采集电压
Figure 82736DEST_PATH_IMAGE014
和模型对应输出的负极对地等效电阻
Figure 237643DEST_PATH_IMAGE090
为第二拟合点，通过拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各第二拟合点，得到第二拟合曲线；
假设，输入电池组正极对地等效电阻计算模型的总采集电压
Figure 537037DEST_PATH_IMAGE014
的数据量为5个，分别记为
Figure 966750DEST_PATH_IMAGE091
，模型输出的正极对地等效电阻分别为
Figure 35201DEST_PATH_IMAGE092
，第一拟合点的表达形式为：
Figure 95429DEST_PATH_IMAGE093
；
本发明采用的插值方法通过拉格朗日插值多项式拟合得到所述第一拟合曲线通过以下公式（2）表达：
Figure 616540DEST_PATH_IMAGE094
公式（2）中，
Figure 53207DEST_PATH_IMAGE095
表示电池组正极对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure 631956DEST_PATH_IMAGE096
个总采集电压
Figure 676135DEST_PATH_IMAGE097
计算输出的正极对地等效电阻；
Figure 871493DEST_PATH_IMAGE098
表示拉格朗日基函数；
Figure 128162DEST_PATH_IMAGE099
表示输入到电池组正极对地等效电阻计算模型中参与正极对地等效电阻计算的总采集电压
Figure 154893DEST_PATH_IMAGE014
的数量。
拉格朗日基函数
Figure 901132DEST_PATH_IMAGE098
通过以下公式（3）表达：
Figure 662415DEST_PATH_IMAGE100
公式（3）中，
Figure 175304DEST_PATH_IMAGE101
表述第
Figure 994225DEST_PATH_IMAGE096
个输入到电池组正极对地等效电阻计算模型中的总采集电压
Figure 442524DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 940370DEST_PATH_IMAGE102
表示第
Figure 460213DEST_PATH_IMAGE103
个输入到电池组正极对地等效电阻计算模型中的总采集电压
Figure 212268DEST_PATH_IMAGE014
。
针对
Figure 487261DEST_PATH_IMAGE104
这5个数据对，根据公式（3），5个拉格朗日基函数分别为：
Figure 691977DEST_PATH_IMAGE105
Figure 292809DEST_PATH_IMAGE106
Figure 164950DEST_PATH_IMAGE107
Figure 345265DEST_PATH_IMAGE108
由公式（2）得到，
Figure 37277DEST_PATH_IMAGE109
，通过
Figure 961240DEST_PATH_IMAGE110
可以得到第一拟合曲线，然后根据该第一拟合曲线可以反推出电池组正极对地等效电阻计算模型中的各参数变量的第二参数值，即：
步骤L8，根据第一拟合曲线计算电池组正极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第二参数值，并根据第二拟合曲线计算电池组负极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第三参数值；
步骤L7、L8中，得到第二拟合曲线以及求解电池组负极对地等效电阻计算模型的各变量参数的第二参数值的方法同得到第一拟合曲线及求解电池组正极对地等效电阻计算模型的各变量参数的第二参数值的方法，再次不再赘述；
步骤L9，根据L5计算得到的第一参数值和步骤L8计算得到的第二参数值、第三参数值，分别计算电池组正极对地等效电阻计算模型和电池组负极对地等效电阻计算模型的对地等效电阻计算误差，并判断对地等效电阻计算误差是否小于预设的误差阈值，
若是，则转入步骤L10；
若否，则返回步骤返回步骤L6，继续增加第一拟合点和第二拟合点；
对地等效电阻计算误差
Figure 687887DEST_PATH_IMAGE111
通过以下公式（4）计算而得：
Figure 773524DEST_PATH_IMAGE112
公式（4）中，
Figure 952832DEST_PATH_IMAGE113
表示步骤L8对变量参数计算的未经更新校正的第二参数值或第三参数值；
Figure 477223DEST_PATH_IMAGE114
表示步骤L5对同个变量参数计算的第一参数值。
步骤L10，判断对地等效电阻计算误差
Figure 792798DEST_PATH_IMAGE115
是否随总采集电压
Figure 580495DEST_PATH_IMAGE014
的电压值增大而增大，
若是，则通过以下公式（5）更新校正各变量参数对应的第二参数值或第三参数值：
Figure 184782DEST_PATH_IMAGE116
若否，则通过以下公式（6）更新校正各变量参数对应的第二参数值或第三参数值：
Figure 512864DEST_PATH_IMAGE117
公式（5）-（6）中，
Figure 886208DEST_PATH_IMAGE118
表示经更新校正后的第二参数值或第三参数值。
以下结合图2对本发明提供的在线绝缘检测电路的电路结构进行具体说明：
本发明提供的在线绝缘检测电路包括电池组脱离电路、绝缘检测电路和驱动电路，电池组脱离电路包括MOS管Q1、继电开关K1、K2、K3和电阻R1，电阻R1的一端连接在电池组的端口1上，另一端连接MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的源极连接在电池组的端口2上，栅极连接驱动电路的第一驱动信号输出端10；电池组的端口1与端口3之间连接有继电开关K2，电池组的正极连接端口3；电池组的端口2与端口4之间连接有继电开关K3，电池组的负极连接继电开关K1后连接至端口4。
绝缘检测电路包括电感L1、L2、MOS管Q2-Q5、电阻R2-R8以及电池组的正极对地等效电阻
Figure 844806DEST_PATH_IMAGE016
和负极对地等效电阻
Figure 529865DEST_PATH_IMAGE017
，电感L3的一端连接在电池组的端口3上，另一端连接MOS管Q4的漏极，MOS管Q4的源极依序串接电阻R7和电阻R8后连接MOS管Q5的漏极，MOS管Q4的栅极连接驱动电路的第二驱动信号输出端20；等效电阻
Figure 333742DEST_PATH_IMAGE016
并接在电阻R7的两端，等效电阻
Figure 623909DEST_PATH_IMAGE017
并接在电阻R8的两端；电阻R7和电阻R8的相交点A接地；MOS管Q5的源极连接MOS管Q2的漏极，栅极连接驱动电路的第三驱动信号输出端30；MOS管Q2的源极连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接在电池组的端口4上，MOS管Q2的栅极连接驱动电路的第四驱动信号输出端40，MOS管Q3的源极连接MOS管Q2的漏极，栅极连接驱动电路的第五驱动信号输出端50，漏极串接电阻R2后连接MOS管Q4的漏极；电阻R3的一端连接MOS管Q4的漏极，另一端依序串接电阻R4、R5、R6后连接MOS管Q5的源极；电阻R4、R5的相交点B连接相交点A，驱动电路的PWM脉宽调制信号输入端连接BMS电池管理系统的PWM脉宽调制信号输出端。
综上，本发明以区别于电路改进的方式降低了不同使用环境、不同使用状态、对地绝缘单侧故障等情形对电池组绝缘检测结果的影响，提高了电池组对地绝缘检测的准确度。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，步骤包括：
S1，当接收到绝缘检测指令后，BMS电池管理系统控制设置在对应的电池组的正、负极之间的在线绝缘检测电路中的驱动电路输出驱动信号以导通所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q1，然后断开继电开关K1、K2、K3，使得所述电池组从整体电池中脱离；
S2，闭合所述继电开关K1；
S3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，所述BMS电池管理系统按照指令控制所述驱动电路驱动导通所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q2，并控制先驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通，并在每次执行MOS管Q4、Q5的驱动动作后，采集采样电阻两端的电压并存储；
S4，根据每次采集的电压，计算完成对MOS管Q4、Q5的3次驱动动作后的总采集电压
Figure 960629DEST_PATH_IMAGE001
作为所述电池组等效电阻计算模型的自变量；
S5，将所述自变量代入到所述电池组对地等效电阻计算模型中，求解得到所述电池组的正极和负极的对地等效电阻
Figure 845146DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 969091DEST_PATH_IMAGE003
。
2.根据权利要求1所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，当所述在线绝缘检测电路中的MOS管Q3断开时，根据步骤S3采集到的采样电阻两端的电压并通过以下公式（1）计算所述总采集电压
Figure 567562DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 162361DEST_PATH_IMAGE004
公式（1）中，
Figure 155462DEST_PATH_IMAGE005
表示MOS管Q2、Q4导通、MOS管Q5断开时采集的正极对地采样电阻
Figure 438807DEST_PATH_IMAGE006
两端的电压；
Figure 480450DEST_PATH_IMAGE007
表示MOS管Q2、Q5导通、MOS管Q4断开时采集的负极对地采样电阻
Figure 788809DEST_PATH_IMAGE008
两端的电压；
Figure 657539DEST_PATH_IMAGE009
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的正极对地采样电阻
Figure 785770DEST_PATH_IMAGE006
两端的电压；
Figure 866990DEST_PATH_IMAGE010
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的负极对地采样电阻
Figure 334635DEST_PATH_IMAGE008
两端的电压。
3.根据权利要求1所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，步骤S3中，采集采样电阻两端的电压时，所述MOS管Q3的控制状态为导通或断开。
4.根据权利要求1所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，所述在线绝缘检测电路包括电池组脱离电路、绝缘检测电路和所述驱动电路，所述电池组脱离电路包括所述MOS管Q1、所述继电开关K1、K2、K3和电阻R1，所述电阻R1的一端连接在所述电池组的端口1上，另一端连接所述MOS管Q1的漏极；所述MOS管Q1的源极连接在所述电池组的端口2上，栅极连接所述驱动电路的第一驱动信号输出端10；所述电池组的所述端口1与端口3之间连接有所述继电开关K2，所述电池组的正极连接所述端口3；所述电池组的所述端口2与端口4之间连接有所述继电开关K3，所述电池组的负极连接所述继电开关K1后连接至所述端口4。
5.根据权利要求4所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，所述绝缘检测电路包括电感L1、L2、MOS管Q2-Q5、电阻R2-R8以及所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 639845DEST_PATH_IMAGE011
和负极对地等效电阻
Figure 255372DEST_PATH_IMAGE012
，所述电感L3的一端连接在所述电池组的所述端口3上，另一端连接所述MOS管Q4的漏极，所述MOS管Q4的源极依序串接所述电阻R7和所述电阻R8后连接所述MOS管Q5的漏极，所述MOS管Q4的栅极连接所述驱动电路的第二驱动信号输出端20；所述等效电阻
Figure 202600DEST_PATH_IMAGE002
并接在所述电阻R7的两端，所述等效电阻
Figure 219972DEST_PATH_IMAGE003
并接在所述电阻R8的两端；所述电阻R7和所述电阻R8的相交点A接地；所述MOS管Q5的源极连接所述MOS管Q2的漏极，栅极连接所述驱动电路的第三驱动信号输出端30；所述MOS管Q2的源极连接所述电感L2的一端，所述电感L2的另一端连接在所述电池组的所述端口4上，所述MOS管Q2的栅极连接所述驱动电路的第四驱动信号输出端40，所述MOS管Q3的源极连接所述MOS管Q2的漏极，栅极连接所述驱动电路的第五驱动信号输出端50，漏极串接所述电阻R2后连接所述MOS管Q4的漏极；所述电阻R3的一端连接所述MOS管Q4的漏极，另一端依序串接电阻R4、R5、R6后连接所述MOS管Q5的源极；所述电阻R4、R5的相交点B连接所述相交点A，所述驱动电路的PWM脉宽调制信号输入端连接所述BMS电池管理系统的PWM脉宽调制信号输出端。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，所述电池组对地等效电阻计算模型通过以下公式（2）表达：
Figure 164925DEST_PATH_IMAGE013
公式（2）中，
Figure 736590DEST_PATH_IMAGE014
表示待求解的所述电池组对地等效电阻计算模型的3个变量参数；
Figure 549825DEST_PATH_IMAGE015
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的自变量，为待求解的所述总采集电压
Figure 126431DEST_PATH_IMAGE016
；
Figure 131034DEST_PATH_IMAGE017
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的因变量，为待求解的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 425880DEST_PATH_IMAGE018
负极对地等效电阻
Figure 511648DEST_PATH_IMAGE019
。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，所述电池组对地等效电阻计算模型通过以下公式（3）表达：
Figure 706875DEST_PATH_IMAGE020
公式（3）中，
Figure 383844DEST_PATH_IMAGE021
表示待求解的所述电池组对地等效电阻计算模型的2个变量参数；
Figure 195679DEST_PATH_IMAGE015
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的自变量，为待求解的所述总采集电压
Figure 226084DEST_PATH_IMAGE016
；
Figure 901915DEST_PATH_IMAGE022
表示所述电池组对地等效电阻计算模型的因变量，为待求解的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 467895DEST_PATH_IMAGE018
或负极对地等效电阻
Figure 360502DEST_PATH_IMAGE019
。
8.根据权利要求6或7所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，通过以下方法步骤求解并更新校正所述电池组对地等效电阻计算模型的变量参数的参数值：
L1，将所述在线绝缘检测电路中的绝缘检测电路的第一输入端s1、第二输入端s2分别连接到处于使用环境下的已脱离整体电池的所述电池组的端口3和端口4上；
L2，闭合所述继电开关K1；
L3，当接收到放电或充电绝缘检测指令后，所述BMS电池管理系统按照指令控制所述驱动电路驱动导通MOS管Q2，并控制驱动MOS管Q3按照预设的占空比通断，并以首先控制驱动MOS管Q4导通、Q5断开，然后控制MOS管Q4断开、Q5导通，最后控制MOS管Q4、Q5同时导通为一次轮询，按照预设的间隔时间多次轮询控制MOS管Q4、Q5的通断，并在每次轮询中，分别采集针对MOS管Q4、Q5的上述3次驱动情形下的每次驱动情形的采样电阻两端的电压并存储；
L4，获取每次轮询中，MOS管Q4导通但Q5断开、MOS管Q4断开但Q5导通以及MOS管Q4、Q5同时导通这3种情形的每次驱动情形下采集到的采样电阻两端的电压，分别记为
Figure 929018DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 459356DEST_PATH_IMAGE024
以及
Figure 117609DEST_PATH_IMAGE025
，并根据获取的每次轮询得到的
Figure 139922DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 135298DEST_PATH_IMAGE024
以及
Figure 926668DEST_PATH_IMAGE025
计算该次轮询的所述总采集电压
Figure 959083DEST_PATH_IMAGE026
，然后计算所述总采集电压
Figure 671956DEST_PATH_IMAGE026
分别与正极对地采样电阻
Figure 877547DEST_PATH_IMAGE027
、负极对地采样电阻
Figure 21958DEST_PATH_IMAGE028
的乘积分别作为针对此次轮询计算的所述电池组的正极对地等效电阻
Figure 772745DEST_PATH_IMAGE029
和负极对地等效电阻
Figure 35230DEST_PATH_IMAGE030
，并形成关联每次轮询的所述总采集电压
Figure 372409DEST_PATH_IMAGE026
分别与所述正极对地等效电阻
Figure 607212DEST_PATH_IMAGE029
、负极对地等效电阻
Figure 873108DEST_PATH_IMAGE030
的数据对；
L5，根据多次轮询得到的若干组
Figure 348125DEST_PATH_IMAGE031
数据对、
Figure 990458DEST_PATH_IMAGE032
数据对，分别求解电池组正极对地等效电阻计算模型以及负极对地等效电阻计算模型中的各变量参数的第一参数值；
L6，将每个所述第一参数值分别代入到对应的所述电池组正极对地等效电阻计算模型或所述电池组负极对地等效电阻计算模型中，然后将获取的针对每次轮询计算的所述总采集电压
Figure 109462DEST_PATH_IMAGE026
代入到所述电池组正极对地等效电阻计算模型和所述电池组负极对地等效电阻计算模型中，所述电池组正极对地等效电阻计算模型输出每个所述总采集电压
Figure 624888DEST_PATH_IMAGE026
分别对应的正极对地等效电阻
Figure 891659DEST_PATH_IMAGE029
，所述电池组负极对地等效电阻计算模型输出每个所述总采集电压
Figure 478629DEST_PATH_IMAGE026
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 452139DEST_PATH_IMAGE030
；
L7，以步骤L6输入到所述电池组正极对地等效电阻计算模型的所述总采集电压
Figure 200784DEST_PATH_IMAGE026
和模型对应输出的所述正极对地等效电阻
Figure 486009DEST_PATH_IMAGE029
为第一拟合点，通过拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各所述第一拟合点，得到第一拟合曲线，
并以步骤L6输入到所述电池组负极对地等效电阻计算模型的所述总采集电压
Figure 79933DEST_PATH_IMAGE026
和模型对应输出的所述负极对地等效电阻
Figure 534048DEST_PATH_IMAGE030
为第二拟合点，通过所述拉格朗日插值多项式的插值方法拟合各所述第二拟合点，得到第二拟合曲线；
L8，根据所述第一拟合曲线计算所述电池组正极对地等效电阻计算模型中的各所述变量参数的第二参数值，并根据所述第二拟合曲线计算所述电池组负极对地等效电阻计算模型中的各所述变量参数的第三参数值；
L9，根据步骤L5计算得到的所述第一参数值和步骤L8计算得到的所述第二参数值、所述第三参数值，分别计算所述电池组正极对地等效电阻计算模型和所述电池组负极对地等效电阻计算模型的对地等效电阻计算误差，并判断所述对地等效电阻计算误差是否小于预设的误差阈值，
若是，则转入步骤L10；
若否，则返回步骤返回步骤L6，继续增加所述第一拟合点和所述第二拟合点；
L10，判断所述对地等效电阻计算误差是否随所述总采集电压
Figure 561916DEST_PATH_IMAGE026
的电压值增大而增大，
若是，则通过以下公式（4）更新校正各所述变量参数对应的所述第二参数值或所述第三参数值：
Figure 272120DEST_PATH_IMAGE033
若否，则通过以下公式（5）更新校正各所述变量参数对应的所述第二参数值或所述第三参数值：
Figure 935314DEST_PATH_IMAGE034
公式（4）-（5）中，
Figure 742471DEST_PATH_IMAGE035
表示经更新校正后的所述第二参数值或所述第三参数值；
Figure 98497DEST_PATH_IMAGE036
表示步骤L8对同个所述变量参数计算的未经更新校正的所述第二参数值或所述第三参数值；
Figure 171364DEST_PATH_IMAGE037
表示步骤L5对同个所述变量参数计算的所述第一参数值。
9.根据权利要求8所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，步骤L7中，所述插值方法通过拉格朗日插值多项式拟合得到所述第一拟合曲线或所述第二拟合曲线的过程通过以下公式（6）表达：
Figure 74467DEST_PATH_IMAGE038
公式（6）中，
Figure 847382DEST_PATH_IMAGE039
表示所述电池组对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure 731899DEST_PATH_IMAGE040
个所述总采集电压
Figure 387002DEST_PATH_IMAGE041
计算输出的对地等效电阻；
Figure 624954DEST_PATH_IMAGE042
表示拉格朗日基函数；
Figure 642589DEST_PATH_IMAGE043
表示输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中参与对地等效电阻计算的所述总采集电压
Figure 74839DEST_PATH_IMAGE044
的数量。
10.根据权利要求9所述的电池组在线绝缘检测方法，其特征在于，拉格朗日基函数
Figure 981352DEST_PATH_IMAGE042
通过以下公式（7）表达：
Figure 383515DEST_PATH_IMAGE045
公式（7）中，
Figure 426295DEST_PATH_IMAGE041
表述第
Figure 701550DEST_PATH_IMAGE046
个输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中的所述总采集电压
Figure 688835DEST_PATH_IMAGE044
；
Figure 35634DEST_PATH_IMAGE047
表示第
Figure 667341DEST_PATH_IMAGE048
个输入到所述电池组对地等效电阻计算模型中的所述总采集电压
Figure 972552DEST_PATH_IMAGE044
。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08166415A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Hioki Ee Corp 絶縁抵抗計
US20080278174A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Edward Li Circuit and Method for Detecting a Dielectric Breakdown Fault
KR20130112495A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
CN108099609A (zh) * 2017-11-28 2018-06-01 北京新能源汽车股份有限公司 一种绝缘检测电路
CN108398645A (zh) * 2018-01-31 2018-08-14 山东魔方新能源科技有限公司 一种电动汽车绝缘阻抗检测方法
CN111060748A (zh) * 2019-12-04 2020-04-24 珠海格力电器股份有限公司 一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统
CN111537905A (zh) * 2020-05-29 2020-08-14 深圳市慧源动力技术有限公司 一种高效绝缘漏电检测电路及绝缘漏电检测方法
CN111766488A (zh) * 2020-08-10 2020-10-13 固德威电源科技(广德)有限公司 一种三相并网逆变器在线绝缘检测方法及检测电路
CN112285423A (zh) * 2020-10-26 2021-01-29 徐军平 一种通过拟合快速计算正负极对地绝缘电阻的方法与系统
CN113884832A (zh) * 2021-10-18 2022-01-04 智新控制系统有限公司 电动车电池绝缘检测系统及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08166415A (ja) * 1994-12-14 1996-06-25 Hioki Ee Corp 絶縁抵抗計
US20080278174A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Edward Li Circuit and Method for Detecting a Dielectric Breakdown Fault
KR20130112495A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
CN108099609A (zh) * 2017-11-28 2018-06-01 北京新能源汽车股份有限公司 一种绝缘检测电路
CN108398645A (zh) * 2018-01-31 2018-08-14 山东魔方新能源科技有限公司 一种电动汽车绝缘阻抗检测方法
CN111060748A (zh) * 2019-12-04 2020-04-24 珠海格力电器股份有限公司 一种具有选择性的电动车绝缘电阻检测方法及系统
CN111537905A (zh) * 2020-05-29 2020-08-14 深圳市慧源动力技术有限公司 一种高效绝缘漏电检测电路及绝缘漏电检测方法
CN111766488A (zh) * 2020-08-10 2020-10-13 固德威电源科技(广德)有限公司 一种三相并网逆变器在线绝缘检测方法及检测电路
CN112285423A (zh) * 2020-10-26 2021-01-29 徐军平 一种通过拟合快速计算正负极对地绝缘电阻的方法与系统
CN113884832A (zh) * 2021-10-18 2022-01-04 智新控制系统有限公司 电动车电池绝缘检测系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AUGEARD, A 等: "Numerical Methods for Detecting DC Arc Fault in Lithium-Ion Batteries", 《61ST IEEE HOLM CONFERENCE ON ELECTRICAL CONTACTS (HOLM)》 *
杨胜兵 等: "纯电动汽车动力电池绝缘检测系统设计", 《电源技术》 *

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