CN114397595B - 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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CN114397595B CN202210290081.8A CN202210290081A CN114397595B CN 114397595 B CN114397595 B CN 114397595B CN 202210290081 A CN202210290081 A CN 202210290081A CN 114397595 B CN114397595 B CN 114397595B
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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 989193DEST_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 968650DEST_PATH_IMAGE002
Figure 59972DEST_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 517498DEST_PATH_IMAGE004
Figure 144920DEST_PATH_IMAGE005
公式(1)中,
Figure 872442DEST_PATH_IMAGE006
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 201792DEST_PATH_IMAGE007
两端的电压;
Figure 869534DEST_PATH_IMAGE008
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 131888DEST_PATH_IMAGE009
两端的电压;
Figure 233574DEST_PATH_IMAGE010
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的正极对地采样电阻
Figure 722324DEST_PATH_IMAGE007
两端的电压;
Figure 256074DEST_PATH_IMAGE011
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的负极对地采样电阻
Figure 389246DEST_PATH_IMAGE012
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 615828DEST_PATH_IMAGE013
和负极对地等效电阻
Figure 591874DEST_PATH_IMAGE014
,所述电感L1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 178582DEST_PATH_IMAGE015
并接在所述电阻R7的两端,所述等效电阻
Figure 618791DEST_PATH_IMAGE016
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 563744DEST_PATH_IMAGE017
公式(2)中,
Figure 89403DEST_PATH_IMAGE018
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 902639DEST_PATH_IMAGE019
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 723919DEST_PATH_IMAGE020
Figure 292304DEST_PATH_IMAGE021
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 852729DEST_PATH_IMAGE015
或负极对地等效电阻
Figure 531972DEST_PATH_IMAGE003
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 618877DEST_PATH_IMAGE022
公式(3)中,
Figure 607431DEST_PATH_IMAGE023
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 904420DEST_PATH_IMAGE019
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 872507DEST_PATH_IMAGE020
Figure 79497DEST_PATH_IMAGE021
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 989684DEST_PATH_IMAGE015
或负极对地等效电阻
Figure 23237DEST_PATH_IMAGE003
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:
A1,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;
A2,闭合所述继电开关K1;
A3,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;
A4,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 44283DEST_PATH_IMAGE024
Figure 840201DEST_PATH_IMAGE025
以及
Figure 672022DEST_PATH_IMAGE026
,并根据获取的每次轮询得到的
Figure 943603DEST_PATH_IMAGE024
Figure 17607DEST_PATH_IMAGE025
以及
Figure 933610DEST_PATH_IMAGE026
计算该次轮询的所述总采集电压
Figure 920021DEST_PATH_IMAGE027
,然后计算所述总采集电压
Figure 429631DEST_PATH_IMAGE001
分别与正极对地采样电阻
Figure 792479DEST_PATH_IMAGE028
、负极对地采样电阻
Figure 828568DEST_PATH_IMAGE009
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 828623DEST_PATH_IMAGE029
和负极对地等效电阻
Figure 294370DEST_PATH_IMAGE030
,并形成关联每次轮询的所述总采集电压
Figure 726489DEST_PATH_IMAGE031
分别与所述正极对地等效电阻
Figure 928669DEST_PATH_IMAGE032
、负极对地等效电阻
Figure 788041DEST_PATH_IMAGE033
的数据对;
A5,根据多次轮询得到的若干组
Figure 272243DEST_PATH_IMAGE034
数据对、
Figure 757319DEST_PATH_IMAGE035
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;
A6,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 564738DEST_PATH_IMAGE001
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 814585DEST_PATH_IMAGE027
分别对应的正极对地等效电阻
Figure 815777DEST_PATH_IMAGE036
,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 589698DEST_PATH_IMAGE001
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 189307DEST_PATH_IMAGE037
A7,以步骤A6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 875634DEST_PATH_IMAGE038
和模型对应输出的所述正极对地等效电阻
Figure 521379DEST_PATH_IMAGE039
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A6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 625556DEST_PATH_IMAGE040
和模型对应输出的所述负极对地等效电阻
Figure 673147DEST_PATH_IMAGE041
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;
A8,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;
A9,根据步骤A5计算得到的所述第一参数值和步骤A8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A10;
若否,则返回步骤返回步骤A6,继续增加所述第一拟合点和所述第二拟合点;
A10,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 717326DEST_PATH_IMAGE004
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 928996DEST_PATH_IMAGE042
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 716823DEST_PATH_IMAGE043
公式(4)-(5)中,
Figure 196084DEST_PATH_IMAGE044
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 755372DEST_PATH_IMAGE045
表示步骤A8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 313393DEST_PATH_IMAGE046
表示步骤A5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A7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 341129DEST_PATH_IMAGE047
公式(6)中,
Figure 582886DEST_PATH_IMAGE048
表示所述电池组对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure 562343DEST_PATH_IMAGE049
个所述总采集电压
Figure 76501DEST_PATH_IMAGE050
计算输出的对地等效电阻;
Figure 517716DEST_PATH_IMAGE051
表示拉格朗日基函数;
Figure 925563DEST_PATH_IMAGE052
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 561075DEST_PATH_IMAGE001
的数量。
作为优选,拉格朗日基函数
Figure 562529DEST_PATH_IMAGE053
通过以下公式(7)表达:
Figure 558167DEST_PATH_IMAGE054
公式(7)中,
Figure 69789DEST_PATH_IMAGE055
表述第
Figure 125469DEST_PATH_IMAGE056
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 614219DEST_PATH_IMAGE057
Figure 164281DEST_PATH_IMAGE058
表示第
Figure 484404DEST_PATH_IMAGE059
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 225832DEST_PATH_IMAGE001
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 795354DEST_PATH_IMAGE060
数据对和
Figure 70477DEST_PATH_IMAGE035
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 261419DEST_PATH_IMAGE061
代入到对应的对地等效电阻计算模型中,模型输出每个
Figure 455639DEST_PATH_IMAGE040
对应的对地等效电阻,然后以
Figure 964987DEST_PATH_IMAGE061
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 450326DEST_PATH_IMAGE062
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 745041DEST_PATH_IMAGE063
数据对或
Figure 985530DEST_PATH_IMAGE064
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 513332DEST_PATH_IMAGE061
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 458154DEST_PATH_IMAGE065
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 217163DEST_PATH_IMAGE066
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 628553DEST_PATH_IMAGE067
Figure 389790DEST_PATH_IMAGE068
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;
图8是MOS管Q3按照预设占空比通断时,对MOS管Q4、Q5开关的一次轮询控制的流程图。
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3-5,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 607145DEST_PATH_IMAGE069
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 689502DEST_PATH_IMAGE008
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 334110DEST_PATH_IMAGE070
,串联成组的电阻R5、R6两端的电压记为
Figure 993761DEST_PATH_IMAGE011
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 264074DEST_PATH_IMAGE040
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 450205DEST_PATH_IMAGE071
Figure 282026DEST_PATH_IMAGE072
以及
Figure 428973DEST_PATH_IMAGE073
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 988131DEST_PATH_IMAGE040
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 278036DEST_PATH_IMAGE071
Figure 530025DEST_PATH_IMAGE072
以及
Figure 242898DEST_PATH_IMAGE073
,对后续的总采集电压
Figure 543429DEST_PATH_IMAGE038
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 376256DEST_PATH_IMAGE071
Figure 986097DEST_PATH_IMAGE072
以及
Figure 169954DEST_PATH_IMAGE073
,计算完成对MOS管Q4、Q5的3次驱动动作后的总采集电压
Figure 8597DEST_PATH_IMAGE038
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 210777DEST_PATH_IMAGE074
,电池组负极对地等效电阻
Figure 866886DEST_PATH_IMAGE075
,即电池组的对地等效电阻与变量
Figure 23192DEST_PATH_IMAGE076
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 931106DEST_PATH_IMAGE077
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 738525DEST_PATH_IMAGE078
用总采集电压
Figure 814803DEST_PATH_IMAGE057
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 707672DEST_PATH_IMAGE013
Figure 888118DEST_PATH_IMAGE014
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 566355DEST_PATH_IMAGE001
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 298688DEST_PATH_IMAGE079
公式(1)中,
Figure 616537DEST_PATH_IMAGE080
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 912258DEST_PATH_IMAGE019
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 959848DEST_PATH_IMAGE062
Figure 879394DEST_PATH_IMAGE021
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 746856DEST_PATH_IMAGE015
或负极对地等效电阻
Figure 534683DEST_PATH_IMAGE003
这里需要说明的是,对地等效电阻的值与总采集电压
Figure 686047DEST_PATH_IMAGE081
和采样电阻的阻值有关,变量参数
Figure 307653DEST_PATH_IMAGE082
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 334515DEST_PATH_IMAGE080
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 785088DEST_PATH_IMAGE083
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 5940DEST_PATH_IMAGE083
的参数值:
步骤A1,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A2,闭合继电开关K1;
步骤A3,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 719818DEST_PATH_IMAGE084
Figure 171659DEST_PATH_IMAGE085
以及
Figure 347294DEST_PATH_IMAGE086
)并存储;
步骤A4,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 755142DEST_PATH_IMAGE084
Figure 656233DEST_PATH_IMAGE085
以及
Figure 985583DEST_PATH_IMAGE086
,并根据获取的每次轮询得到的
Figure 964909DEST_PATH_IMAGE084
Figure 368209DEST_PATH_IMAGE085
以及
Figure 423889DEST_PATH_IMAGE086
计算该次轮询的总采集电压(
Figure 522426DEST_PATH_IMAGE087
),然后计算总采集电压
Figure 321755DEST_PATH_IMAGE061
分别与正极对地采样电阻
Figure 156725DEST_PATH_IMAGE088
、负极对地采样电阻
Figure 55411DEST_PATH_IMAGE089
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 93774DEST_PATH_IMAGE029
和负极对地等效电阻
Figure 244264DEST_PATH_IMAGE090
,并形成关联每次轮询的总采集电压
Figure 418893DEST_PATH_IMAGE031
分别与正极对地等效电阻
Figure 754059DEST_PATH_IMAGE091
、负极对地等效电阻
Figure 263407DEST_PATH_IMAGE092
的数据对,比如第一次轮询时计算的总采集电压
Figure 466855DEST_PATH_IMAGE093
与计算的正极对地等效电阻
Figure 512303DEST_PATH_IMAGE094
形成数据对
Figure 487212DEST_PATH_IMAGE095
,第二次轮询形成数据对
Figure 562484DEST_PATH_IMAGE096
……。
A5,根据多次轮询得到的若干组
Figure 490995DEST_PATH_IMAGE063
数据对、
Figure 577900DEST_PATH_IMAGE097
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 51606DEST_PATH_IMAGE098
数据对、
Figure 99328DEST_PATH_IMAGE064
数据对,以联立方程方式可以求解出公式(1)中的
Figure 582262DEST_PATH_IMAGE083
的参数值;
Figure 258094DEST_PATH_IMAGE099
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 479865DEST_PATH_IMAGE018
通常具有较大误差,需要通过后续步骤进行校正;
步骤A6,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 201834DEST_PATH_IMAGE057
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 160563DEST_PATH_IMAGE057
分别对应的正极对地等效电阻
Figure 35109DEST_PATH_IMAGE100
,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 178514DEST_PATH_IMAGE057
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 637046DEST_PATH_IMAGE101
步骤A7,以步骤A6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 133887DEST_PATH_IMAGE057
和模型对应输出的正极对地等效电阻
Figure 377786DEST_PATH_IMAGE102
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A6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 380508DEST_PATH_IMAGE038
和模型对应输出的负极对地等效电阻
Figure 342648DEST_PATH_IMAGE103
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 232062DEST_PATH_IMAGE027
的数据量为5个,分别记为
Figure 127206DEST_PATH_IMAGE104
,模型输出的正极对地等效电阻分别为
Figure 300829DEST_PATH_IMAGE105
,第一拟合点的表达形式为:
Figure 156790DEST_PATH_IMAGE106
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 323329DEST_PATH_IMAGE107
公式(2)中,
Figure 587826DEST_PATH_IMAGE108
表示电池组正极对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure 181618DEST_PATH_IMAGE049
个总采集电压
Figure 524875DEST_PATH_IMAGE109
计算输出的正极对地等效电阻;
Figure 980258DEST_PATH_IMAGE110
表示拉格朗日基函数;
Figure 849994DEST_PATH_IMAGE052
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 332797DEST_PATH_IMAGE001
的数量。
拉格朗日基函数
Figure 287983DEST_PATH_IMAGE111
通过以下公式(3)表达:
Figure 468429DEST_PATH_IMAGE112
公式(3)中,
Figure 740141DEST_PATH_IMAGE113
表述第
Figure 347840DEST_PATH_IMAGE056
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 774011DEST_PATH_IMAGE001
Figure 351623DEST_PATH_IMAGE114
表示第
Figure 884367DEST_PATH_IMAGE115
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 662967DEST_PATH_IMAGE116
针对
Figure 327166DEST_PATH_IMAGE117
这5个数据对,根据公式(3),5个拉格朗日基函数分别为:
Figure 895420DEST_PATH_IMAGE118
Figure 594254DEST_PATH_IMAGE119
Figure 887964DEST_PATH_IMAGE120
Figure 242722DEST_PATH_IMAGE121
由公式(2)得到,
Figure 568661DEST_PATH_IMAGE123
,通过
Figure 574532DEST_PATH_IMAGE124
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A8,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A7、A8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三参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A9,根据A5计算得到的第一参数值和步骤A8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A10;
若否,则返回步骤返回步骤A6,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 85148DEST_PATH_IMAGE125
通过以下公式(4)计算而得:
Figure 412355DEST_PATH_IMAGE126
公式(4)中,
Figure 541985DEST_PATH_IMAGE127
表示步骤A8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 418674DEST_PATH_IMAGE046
表示步骤A5对同个变量参数计算的第一参数值。
步骤A10,判断对地等效电阻计算误差
Figure 287142DEST_PATH_IMAGE128
是否随总采集电压
Figure 413230DEST_PATH_IMAGE004
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 159600DEST_PATH_IMAGE129
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 562899DEST_PATH_IMAGE130
公式(5)-(6)中,
Figure 353001DEST_PATH_IMAGE044
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 418915DEST_PATH_IMAGE131
和负极对地等效电阻
Figure 280560DEST_PATH_IMAGE132
,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 351416DEST_PATH_IMAGE131
并接在电阻R7的两端,等效电阻
Figure 250101DEST_PATH_IMAGE132
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 (7)

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,采集采样电阻两端的电压时,MOS管Q3的控制状态为导通或断开,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,并控制所述MOS管Q3按照预设的占空比通断,然后以先驱动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同时导通的方式,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,由于在控制先驱动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同时导通的一次轮询中,所述MOS管Q3是按照预设占空比通断的,所述MOS管Q3的每次通断都改变了电压采样电路的电路结构,使得对MOS管Q4、Q5的每种开关控制状态下,采样电阻两端的电压发生改变,由此在每次轮询中增加了采样电压的数据丰富度;
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 DEST_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 767972DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
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;
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 142539DEST_PATH_IMAGE004
和负极对地等效电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE005
,所述电感L1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 37682DEST_PATH_IMAGE002
并接在所述电阻R7的两端,所述等效电阻
Figure 54049DEST_PATH_IMAGE006
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。
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 DEST_PATH_IMAGE007
Figure DEST_PATH_IMAGE009
公式(1)中,
Figure DEST_PATH_IMAGE011
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 DEST_PATH_IMAGE013
两端的电压;
Figure 267599DEST_PATH_IMAGE014
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 DEST_PATH_IMAGE015
两端的电压;
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的正极对地采样电阻
Figure 168559DEST_PATH_IMAGE013
两端的电压;
Figure 511684DEST_PATH_IMAGE018
表示MOS管Q2、Q4、Q5导通时采集的负极对地采样电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE019
两端的电压。
3.根据权利要求1或2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 433373DEST_PATH_IMAGE020
公式(2)中,
Figure DEST_PATH_IMAGE021
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 166843DEST_PATH_IMAGE022
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 DEST_PATH_IMAGE023
Figure 668231DEST_PATH_IMAGE024
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 DEST_PATH_IMAGE025
或负极对地等效电阻
Figure 708606DEST_PATH_IMAGE003
4.根据权利要求1或2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 717974DEST_PATH_IMAGE026
公式(3)中,
Figure DEST_PATH_IMAGE027
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 610844DEST_PATH_IMAGE022
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 509399DEST_PATH_IMAGE028
Figure 843428DEST_PATH_IMAGE024
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 903657DEST_PATH_IMAGE025
或负极对地等效电阻
Figure 159189DEST_PATH_IMAGE003
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,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:
A1,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;
A2,闭合所述继电开关K1;
A3,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;
A4,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 861434DEST_PATH_IMAGE030
Figure 518812DEST_PATH_IMAGE032
以及
Figure 749942DEST_PATH_IMAGE034
,并根据获取的每次轮询得到的
Figure 758349DEST_PATH_IMAGE030
Figure 467548DEST_PATH_IMAGE032
以及
Figure 494279DEST_PATH_IMAGE034
计算该次轮询的所述总采集电压
Figure DEST_PATH_IMAGE035
,然后计算所述总采集电压
Figure 833993DEST_PATH_IMAGE028
分别与正极对地采样电阻
Figure 329697DEST_PATH_IMAGE013
、负极对地采样电阻
Figure 108166DEST_PATH_IMAGE036
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 DEST_PATH_IMAGE037
和负极对地等效电阻
Figure 458245DEST_PATH_IMAGE038
,并形成关联每次轮询的所述总采集电压
Figure 47489DEST_PATH_IMAGE023
分别与所述正极对地等效电阻
Figure 14177DEST_PATH_IMAGE037
、负极对地等效电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE039
的数据对;
A5,根据多次轮询得到的若干组
Figure 550331DEST_PATH_IMAGE040
数据对、
Figure DEST_PATH_IMAGE041
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;
A6,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 489337DEST_PATH_IMAGE001
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 510469DEST_PATH_IMAGE042
分别对应的正极对地等效电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE043
,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 167716DEST_PATH_IMAGE001
分别对应的负极对地等效电阻
Figure 22408DEST_PATH_IMAGE044
A7,以步骤A6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 DEST_PATH_IMAGE045
和模型对应输出的所述正极对地等效电阻
Figure 550341DEST_PATH_IMAGE046
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A6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 DEST_PATH_IMAGE047
和模型对应输出的所述负极对地等效电阻
Figure 606022DEST_PATH_IMAGE048
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;
A8,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;
A9,根据步骤A5计算得到的所述第一参数值和步骤A8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A10;
若否,则返回步骤返回步骤A6,继续增加所述第一拟合点和所述第二拟合点;
A10,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 DEST_PATH_IMAGE049
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 734253DEST_PATH_IMAGE050
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 DEST_PATH_IMAGE051
公式(4)-(5)中,
Figure 330319DEST_PATH_IMAGE052
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 DEST_PATH_IMAGE053
表示步骤A8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 243917DEST_PATH_IMAGE054
表示步骤A5对同个所述变量参数计算的所述第一参数值。
6.根据权利要求5所述的电池组在线绝缘检测方法,其特征在于,步骤A7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 595133DEST_PATH_IMAGE056
公式(6)中,
Figure 774442DEST_PATH_IMAGE058
表示所述电池组对地等效电阻计算模型根据输入的第
Figure DEST_PATH_IMAGE059
个所述总采集电压
Figure DEST_PATH_IMAGE061
计算输出的对地等效电阻;
Figure DEST_PATH_IMAGE063
表示拉格朗日基函数;
Figure 829991DEST_PATH_IMAGE064
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 394834DEST_PATH_IMAGE001
的数量。
7.根据权利要求6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 DEST_PATH_IMAGE065
通过以下公式(7)表达:
Figure DEST_PATH_IMAGE067
公式(7)中,
Figure 57896DEST_PATH_IMAGE061
表述第
Figure 708189DEST_PATH_IMAGE068
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 990266DEST_PATH_IMAGE001
Figure 686913DEST_PATH_IMAGE070
表示第
Figure DEST_PATH_IMAGE071
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 599505DEST_PATH_IMAGE023
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