CN115078832A - 用于电动载具的绝缘电阻检测系统及其绝缘电阻检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动载具的绝缘电阻检测系统，用以检测电动载具的电池的正极至设备接地点之间的正极绝缘电阻，以及负极至设备接地点之间的负极绝缘电阻，且绝缘电阻检测系统包括负极检测电路、正极检测电路及控制单元。控制单元控制负极检测电路充电而产生第一电容电压，且控制正极检测电路充电而产生第二电容电压。控制单元根据第一电容电压与电池的电池电压判断负极绝缘电阻是否异常，且根据第二电容电压与电池电压判断正极绝缘电阻是否异常。本发明还涉及一种用于电动载具的绝缘电阻检测方法。

Description

用于电动载具的绝缘电阻检测系统及其绝缘电阻检测方法
技术领域
本发明是有关一种绝缘电阻检测系统及其绝缘电阻检测方法，特别涉及一种用于电动载具的绝缘电阻检测系统及其绝缘电阻检测方法。
背景技术
由于现今利用电力驱动的电动载具越来越普及发展，电动载具的研究以及应用也越来越获得重视。尤其是在电池与电动载具的搭配应用中，通常必须要确保电动载具安装电池的容置空间绝缘良好，以避免电池漏电而发生造成人员触电或持续的消耗电池电量的状况。因此，必须要使用特定地仪器或电路来测量电动载具的绝缘阻抗以判断漏电。
然而，现今的电动载具的绝缘检测方法通常仅在检测点采用电阻测量或电容测量电压后，再由公式反推绝缘阻抗值。其缺点在于，没有考虑电动载具使用过程中电池电压变动会造成电容上的充电电压波动，此波动会影响到绝缘阻抗的计算准确度而导致系统产生误判断的状况。而且，由于其计算方式需经过微处理器进行绝缘阻抗计算后方能得到阻抗值，因此计算方式较为复杂而导致系统进行保护的保护动作较慢，无法及时地防止电路损坏与保护人员安全。此外，检测过程若需使用主电源，则频繁地操作将影响电动载具的行驶里程。
所以，如何设计出一种用于电动载具的绝缘电阻检测系统及其绝缘电阻检测方法，以分别检测电池正极至设备接地点路径之间的绝缘状况，以及电池负极至设备接地点路径之间的绝缘状况，检测流程快速且节能，乃为本公开发明人所欲行研究的一大课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于电动载具的绝缘电阻检测系统，以克服现有技术的问题。绝缘电阻检测系统用以检测电动载具的电池的正极至设备接地点之间的正极绝缘电阻，以及检测电池的负极至设备接地点之间的负极绝缘电阻，绝缘电阻检测系统包括负极检测电路、正极检测电路及控制单元。负极检测电路并联电池，且包括第一充放电电路与第一限流电阻。第一限流电阻耦接于设备接地点与负极之间，且第一充放电电路包括第一充电电路与第一放电电路。第一充电电路包括第一电容与第一开关。第一电容耦接于正极与设备接地点之间，第一开关耦接于正极与第一电容之间，且第一放电电路并联第一电容。正极检测电路并联电池，且包括第二充放电电路与第二限流电阻。第二限流电阻耦接于设备接地点与正极之间，且第二充放电电路包括第二充电电路与第二放电电路。第二充电电路包括第二电容与第二开关。第二电容耦接于负极与设备接地点之间，第二开关耦接于负极与第二电容之间，且第二放电电路并联第二电容。控制单元周期性地导通第一充电电路使第一电容充电，周期性地导通第一放电电路使第一电容放电，周期性地导通第二充电电路使第二电容充电，以及周期性地导通第二放电电路使第二电容放电。其中第一电容充电时产生第一电容电压，及第二电容充电时产生第二电容电压。其中，第一充电电路与第二放电电路同时导通，第二充电电路与第一放电电路同时导通，且第一充电电路与第二充电电路不同时导通。其中，控制单元根据第一电容电压与电池的电池电压判断负极绝缘电阻是否异常，以及根据第二电容电压与电池电压判断正极绝缘电阻是否异常。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于电动载具的绝缘电阻检测方法，以克服现有技术的问题。绝缘电阻检测方法使用绝缘电阻检测系统检测电动载具的电池的正极至设备接地点的正极绝缘电阻，以及检测电池的负极至设备接地点的负极绝缘电阻，绝缘电阻检测系统包括负极检测电路与正极检测电路；负极检测电路包括第一电容，正极检测电路包括第二电容。绝缘电阻检测方法包括：测量电池的电池电压；周期性地对第一电容充电及放电，并取得第一电容充电时的第一电容电压；周期性地对第二电容充电及放电，并取得第二电容充电时的第二电容电压；其中周期性地对第一电容充电及放电及周期性地对第二电容充电及放电的步骤，包括：当对第一电容充电时，同时对第二电容放电；及当对第一电容放电时，同时对第二电容充电；其中充电与放电的时间为相同；根据第一电容电压与电池电压计算负极绝缘电阻小于第一预定电阻范围，判断负极绝缘电阻异常；及根据第二电容电压与电池电压计算正极绝缘电阻小于第二预定电阻范围，判断正极绝缘电阻异常。
本发明的主要目的及技术效果在于，绝缘电阻检测系统可通过负极检测电路与正极检测电路周期性地充放电而分别检测电池正极与负极至设备接地点路径之间的绝缘状况，以达到防止电池漏电造成人员触电，避免持续的检测消耗电池电量影响电动载具里程，且检测流程快速而及时可提高安全性的技术效果。
为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为本发明用于电动载具的绝缘电阻检测系统方框示意图；
图2为本发明绝缘电阻检测系统优选实施方式的方框示意图；
图3为本发明用于电动载具的绝缘电阻检测方法的方法流程图；
图4A为本发明绝缘电阻检测方法第一实施例的方法流程图；
图4B为本发明绝缘电阻检测方法第二实施例的方法流程图；及
图4C为本发明绝缘电阻检测方法第三实施例的方法流程图。
附图标记说明：
1…绝缘电阻检测系统
10…负极检测电路
12…第一充放电电路
121…第一充电电路
S1…第一开关
C1…第一电容
122…第一放电电路
S3…第三开关
R1…第一放电电阻
REN…第一限流电阻
20…正极检测电路
22…第二充放电电路
221…第二充电电路
S2…第二开关
C2…第二电容
222…第二放电电路
S4…第四开关
R2…第二放电电阻
RPE…第二限流电阻
30…控制单元
40…电池检测电路
42…第一检测电路
44…第二检测电路
50…断路单元
200…电池
200+…正极
200-…负极
VPN…电池电压
300…电动载具
GND…设备接地点
RN…负极绝缘电阻
RP…正极绝缘电阻
VC1…第一电容电压
VC2…第二电容电压
Sbv…电池电压信号
Sv1…第一电压信号
Sv2…第二电压信号
Sp…保护信号
Sc1…第一控制信号
Sc2…第二控制信号
Sc3…第三控制信号
Sc4…第四控制信号
Lc1…第一充电路径
Ld1…第一放电路径
Lc2…第二充电路径
Ld2…第二放电路径
Vth…阈值电压
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下：
请参阅图1为本发明用于电动载具的绝缘电阻检测系统方框示意图。绝缘电阻检测系统1用以检测电池200的正极200+至电动载具300的设备接地点GND之间的正极绝缘电阻RP，且同样地也检测电池200的负极200-至电动载具300的设备接地点GND之间的负极绝缘电阻RN。其中，电动载具300可以为以电池供电驱动的移动设备(例如但不限于，电动船、电动车等)。具体而言，电池200通常装设于电动载具300的容置空间如电池槽中。由于电池槽至设备接地点GND之间的路径可能会因为环境或时间因素的影响造成绝缘不佳的状况，使得电池200安装后电池200的电力通过此路径产生漏电的风险。因此使用绝缘电阻检测系统1检测电池200至设备接地点GND路径之间的绝缘状况(通常为检测电动载具300机壳至设备接地点GND的阻抗)，以避免电池200电力因设备绝缘不良而造成漏电危害人员及系统安全的状况。
再参阅图1，绝缘电阻检测系统1包括负极检测电路10、正极检测电路20及控制单元30。负极检测电路10并联电池200，且包括第一充放电电路12与第一限流电阻REN，第一限流电阻REN耦接于设备接地点GND与负极200-之间。正极检测电路20并联电池200，且包括第二充放电电路22与第二限流电阻RPE，第二限流电阻RPE耦接于设备接地点GND与正极200+之间。控制单元30耦接电池200、第一充放电电路12及第二充放电电路22。第一充放电电路12及第二充放电电路22均内建有电容，控制单元30控制第一充放电电路12周期性地充放电，使第一充放电电路12充电时产生第一电容电压VC1，且控制第二充放电电路22周期性地充放电，使第二充放电电路22充电时产生第二电容电压VC2。
控制单元30根据第一电容电压VC1与电池电压VPN判断负极200-至设备接地点GND之间路径的等效负极绝缘电阻RN(以下简称负极绝缘电阻RN)是否异常，且根据第二电容电压VC2与电池电压VPN判断正极200+至设备接地点GND之间路径的等效正极绝缘电阻RP(以下简称正极绝缘电阻RP)是否异常。当负极绝缘电阻RN异常时，代表电池200的负极200-至设备接地点GND之间的路径绝缘不佳而产生漏电的状况。当正极绝缘电阻RP异常时，则代表电池200的正极200+至设备接地点GND之间的路径绝缘不佳而产生漏电的状况。
绝缘电阻检测系统1还包括电池检测电路40、第一检测电路42及第二检测电路44。电池检测电路40耦接电池200与控制单元30，且用以检测电池电压VPN而相应地提供电池电压信号Sbv至控制单元30，使控制单元30根据电池电压信号Sbv得知电池电压VPN的大小。第一检测电路42耦接第一充放电电路12，且用以检测第一电容电压VC1而相应地提供第一电压信号Sv1至控制单元30，使控制单元30根据第一电压信号Sv1得知第一电容电压VC1的大小。第二检测电路44耦接第二充放电电路22，且用以检测第二电容电压VC2而相应地提供第二电压信号Sv2至控制单元30，使控制单元30根据第二电压信号Sv2得知第二电容电压VC2的大小。其中，电池检测电路40、第一检测电路42及第二检测电路44可以串联或并联的形式耦接电池200。
绝缘电阻检测系统1还包括至少一断路单元50，且断路单元50耦接电池200与电动载具300的路径上，其可以耦接在正极200+至电动载具300的路径上或负极200-至电动载具300的路径上，抑或是两者皆有(如图1所示)。控制单元30根据负极绝缘电阻RN异常或正极绝缘电阻RP异常而提供保护信号Sp至相应的断路单元50，以通过关断断路单元50而使电池200与电动载具300之间形成断路，进而提供漏电保护的功能。当绝缘电阻检测系统1判断负极绝缘电阻RN与正极绝缘电阻RP均正常时，控制单元30导通断路单元50，使电池电压VPN方能供应至电动载具300。
请参阅图2为本发明绝缘电阻检测系统优选实施方式的方框示意图，复配合参阅图1。第一充放电电路12包括第一充电电路121及第一放电电路122，且第一充电电路121包括第一开关S1与第一电容C1。第一开关S1耦接正极200+与第一电容C1，且第一电容C1耦接第一开关S1与设备接地点GND。第一电容C1与第一开关S1的位置可相互替换，且第一放电电路122与第一检测电路42并联第一电容C1。第二充放电电路22包括第二充电电路221及第二放电电路222，且第二充电电路221包括第二开关S2与第二电容C2。第二开关S2耦接负极200-与第二电容C2，且第二电容C2耦接第二开关S2与设备接地点GND。同样地，第二电容C2与第二开关S2的位置也可相互替换，且第二放电电路222与第二检测电路44并联第二电容C2。
第一放电电路122与第二放电电路222优选的实施方式为，第一放电电路122包括第三开关S3与第一放电电阻R1，且第二放电电路222包括第四开关S4与第二放电电阻R2。第三开关S3耦接第一电容C1的一端，第一放电电阻R1串联第三开关S3，且第一放电电阻R1耦接第一电容C1的另一端。第四开关S4耦接第二电容C2的一端，第二放电电阻R2串联第四开关S4，且第二放电电阻R2耦接第二电容C2的另一端。其中，第三开关S3与第一放电电阻R1的位置可相互替换，且第四开关S4与第二放电电阻R2的位置可相互替换。
控制单元30提供第一控制信号Sc1控制第一开关S1进行导通或关断，提供第二控制信号Sc2控制第二开关S2进行导通或关断，提供第三控制信号Sc3控制第三开关S3进行导通或关断，且提供第四控制信号Sc4控制第四开关S4进行导通或关断。其中，第一控制信号Sc1与第三控制信号Sc3为互补的控制信号，以使第一电容C1分别充电与放电。其中，第二控制信号Sc2与第四控制信号Sc4为互补的控制信号，以使第二电容C2分别充电与放电。其中，第一控制信号Sc1与第二控制信号Sc2可以为互补的控制信号。意即，控制单元30同时提供第一控制信号Sc1与第四控制信号Sc4，以控制第一充电电路121与第二放电电路222同时导通。控制单元30同时提供互补于第四控制信号Sc4的第二控制信号Sc2与互补于第一控制信号Sc1的第三控制信号Sc3，以同时控制第二充电电路221与第一放电电路122同时导通，使得第一充电电路121与第二充电电路221不同时导通，且优选的方式是使第一电容C1充电时第二电容C2恰为放电，反之亦然。其优点在于，可以使第一电容C1与第二电容C2轮替式充电与放电(即一者充电时，另一者在放电)。借此，可以提高绝缘电阻检测系统1检测速度的技术效果而简化流程及减少系统耗能，特别是以前述电池200直接作为电源供应装置的实施方式。此外，控制信号Sc1～Sc4可以为固定时间周期，使控制单元30可以定期检测。由于控制信号Sc1～Sc4可以为固定时间周期，因此第一电容C1充电与放电的时间会与第二电容C2充电与放电的时间相同。
再参阅图2，当控制单元30控制第一开关S1导通，且控制第三开关S3关断时，电池电压VPN将对第一电容C1充电而产生第一充电路径Lc1。第一充电路径Lc1是由电池200、第一开关S1、第一电容C1及第一限流电阻REN构成的封闭路径。其中，由于第一限流电阻REN被设计为远小于负极绝缘电阻RN(在正常状态下)的电阻值，因此流过负极绝缘电阻RN的电流可忽略不计，且等效为不存在电流路径。当控制单元30控制第一开关S1关断，且控制第三开关S3导通时，第一电容C1将放电而产生第一放电路径Ld1。第一放电路径Ld1是由第一电容C1、第一放电电阻R1及第三开关S构成的封闭路径3。其中，绝缘电阻检测系统1的控制单元30通过控制第二开关S2与第四开关S4的导通或关断，进而产生第二充电路径Lc2与第二放电路径Ld2的控制方式及路径构成，相似于前述第一充电路径Lc1与第一放电路径Ld1，在此不再加以赘述。
进一步而言，由于为避免绝缘电阻检测系统1检测过程消耗太多电池电压VPN而导致电动载具300的续航力下降过多，因此必须要尽可能地降低由电池200流过第一充放电电路12的电流，所以第一限流电阻REN的设计必须要维持在较大的电阻值，以降低检测时流过第一充电路径Lc1的电流。但是，为了避免第一电容电压VC1的充电速度过慢或充电量过小，造成控制单元30难以根据第一电容电压VC1判断负极绝缘电阻RN是否异常，因此第一限流电阻REN的电阻值设计又不宜过大，故其优选的实施方式是设定为MΩ等级的电阻值。此外，由于第一放电电阻R1的电阻值设计有关于第一电容C1的放电速度，即第一放电电阻R1越小(甚至于不安装第一放电电阻R1)，则第一电容C1放电速度越快，理想上可以在预定时间内完全放电让第一电容C1在下一检测周期的充电由0电位开始，增加绝缘电阻检测系统1检测的精准度。但是，当第一放电电阻R1的电阻值过小时，流过第一放电路径Ld1的电流会过大，如此便需要提升第三开关S3的耐流规格而导致增加电路成本，因此第一放电电阻R1的电阻值设计也不宜过小，故其优选的实施方式是设定为KΩ等级的电阻值。其中，第二限流电阻RPE与第二放电电阻R2的电阻值设计亦是如此考量，即第二限流电阻RPE优选的实施方式是设定为MΩ等级的电阻值，第二放电电阻R2优选的实施方式是设定为KΩ等级的电阻值，在此不再加以赘述。
请参阅图3为本发明用于电动载具的绝缘电阻检测方法的方法流程图，复配合参阅图1～2。绝缘电阻检测方法包括，测量配置于电动载具300的电池200的电池电压VPN(S100)。其中，控制单元30通过电池检测电路40所测量取得的电池电压信号Sbv得知电池电压VPN的大小。然后，周期性地对第一电容C1充电及放电，并取得第一电容C1充电时的第一电容电压VC1(S120)。其中，控制单元30周期性地控制第一开关S1与第三开关S3的导通与关断，使第一电容C1周期性地充电与放电而于充电时产生第一电容电压VC1，且通过第一检测电路42所测量的第一电压信号Sv1得知第一电容电压VC1的大小。然后，周期性地对第二电容C2充电及放电，并取得第二电容C2充电时的第二电容电压VC2(S140)。其中，控制单元30周期性地控制第二开关S2与第四开关S4的导通与关断，使第二电容C2周期性地充电与放电而于充电时产生第二电容电压VC2，且通过第二检测电路44所测量的第二电压信号Sv2得知第二电容电压VC2的大小。
然后，根据第一电容电压VC1与电池电压VPN判断负极绝缘电阻RN是否异常(S160)。其中，控制单元30根据第一电容电压VC1与电池电压VPN判断负极200-至设备接地点GND之间路径的负极绝缘电阻RN是否异常。当负极绝缘电阻RN异常时，代表电池200的负极200-至设备接地点GND之间的路径绝缘不佳而产生漏电的状况。然后，根据第二电容电压VC2与电池电压VPN判断正极绝缘电阻RP是否异常(S180)。其中，控制单元30根据第二电容电压VC2与电池电压VPN判断正极200+至设备接地点GND之间路径的正极绝缘电阻RP是否异常。当正极绝缘电阻RP异常时，代表电池200的正极200+至设备接地点GND之间的路径绝缘不佳而产生漏电的状况。最后，根据负极绝缘电阻RN异常或正极绝缘电阻RP异常而控制电池200与电动载具300进行断路(S200)。其中，当绝缘电阻检测系统1判断负极绝缘电阻RN与正极绝缘电阻RP正常时，控制单元30导通断路单元50，使电池电压VPN方能供应至电动载具300。反之，则关断对应的断路单元50，以提供漏电保护的功能。
请参阅图4A为本发明绝缘电阻检测方法第一实施例的方法流程图，复配合参阅图1～3。利用第一电容电压VC1与第二电容电压VC2判断绝缘电阻是否异常，可以包括三种判断方式，图4A所出示的流程为第一种的判断方式，其步骤包括，测量电池200的电池电压VPN(S300)。然后，导通第一开关S1与第四开关S4，且关断第二开关S2与第三开关S3(S320)。在控制单元30控制第一开关S1与第四开关S4导通时，第一电容C1充电，且第二电容C2放电。然后，测量第一电容电压VC1(S340)。然后，导通第二开关S2与第三开关S3，且关断第一开关S1与第四开关S4(S360)。在控制单元30控制第二开关S2与第三开关S3导通时，第二电容C2充电，且第一电容C1放电。然后，测量第二电容电压VC2(S380)。最后，返回步骤(S300)进行下一周期的检测。
在步骤(S340)完成时，可再计算负极绝缘电阻RN(S400)。控制单元30利用第一电容电压VC1与电池电压VPN计算当前的负极绝缘电阻RN，负极绝缘电阻RN可通过电容充放电的公式计算或是查找预先制作的第一电容电压与电池电压对应表而获得。在步骤(S380)完成时，可再计算正极绝缘电阻RP(S420)。控制单元30利用第二电容电压VC2与电池电压VPN计算当前的正极绝缘电阻RP，正极绝缘电阻RP可通过电容充放电的公式计算或是查找预先制作的第二电容电压与电池电压对应表而获得。然后，判断绝缘电阻RN或RP是否在预定电阻范围(S440)。其中，控制单元30于步骤(S400)利用计算获得当前的负极绝缘电阻RN，且判断当前的负极绝缘电阻RN的电阻值是否在预设的第一预定电阻范围。在当前的负极绝缘电阻RN的电阻值不在预设的第一预定电阻范围时，进行保护动作(S460)。其中，当绝缘电阻检测系统1判断当前的负极绝缘电阻RN的电阻值不在预设的第一预定电阻范围时，控制单元30关断断路单元50，以提供漏电保护的功能。其中，控制单元30于步骤(S420)利用计算获得当前的正极绝缘电阻RP的电阻值，亦可判断该电阻值是否在预设的第二预定电阻范围，且采用的判断方式亦是如此，在此不再加以赘述。
值得一提，第一预定电阻范围与第二预定电阻范围的设定可以为在电动载具300的绝缘良好的情况下预先测量的负极绝缘电阻RN与正极绝缘电阻RP的电阻值，再将其电阻值加上正负百分比而成为一个预设范围。或者，利用电动载具300的规格表获得表定的负极绝缘电阻RN与正极绝缘电阻RP的电阻值，再将其电阻值加上正负百分比，而成为一个预设范围。
请参阅图4B为本发明绝缘电阻检测方法第二实施例的方法流程图，复配合参阅图1～4A。图4B步骤包括，测量电池200的电池电压VPN(S500)。然后，导通第一开关S1与第四开关S4，且关断第二开关S2与第三开关S3(S520)。在控制单元30控制第一开关S1与第四开关S4导通，且控制第二开关S2与第三开关S3关断时，第一电容C1充电，且第二电容C2放电。然后，测量第一电容电压VC1(S540)。然后，根据阈值电压Vth与第一电容电压VC1判断负极绝缘电阻RN是否异常(S560)。其中，在步骤(S500)时，是将电池电压VPN以一比例缩小而计算阈值电压Vth(S580)，且将阈值电压Vth提供至步骤(S560)使用，即控制单元30将电池电压VPN以比例缩小而计算阈值电压Vth，然后比较阈值电压Vth与第一电容电压VC1，以判断负极绝缘电阻RN是否异常。然后，在控制单元30判断负极绝缘电阻RN异常时，进行保护动作(S600)。当绝缘电阻检测系统1判断负极绝缘电阻RN异常时，控制单元30关断断路单元50，以提供漏电保护的功能。其中，上述”比例缩小”为优选的实施方式，但不依此为限，其可依照实际需求比例放大或缩小。
进一步而言，图4B的判断方式为利用固定充电时间的充电量是否足以将电容电压充到阈值电压而判断绝缘电阻漏电。其中，控制单元30将第一开关S1自导通后至第一预定时间之间的时段设定为第一充电时段，且根据第一电容C1于第一充电时段是否可充电到阈值电压Vth来判断负极绝缘电阻RN是否异常。当第一电容C1于第一充电时段可充电达到或超过阈值电压Vth时，则表示负极绝缘电阻RN异常，进入步骤(S600)。反之则进入步骤(S620)。其中，当负极绝缘电阻RN异常时其电阻值变得过小而使电池200的电力绕过前述包括第一限流电阻REN构成的第一充电路径Lc1，改走以电池200、第一开关S1、第一电容C1、负极绝缘电阻RN的其他充电路径，故使第一电容C1以超过预期的速度充电。值得一提，图4B其他步骤(S620)至(S660)示出的正极绝缘电阻RP异常的检测及判断方式相似于步骤(S520)至(S560)，在此不再加以赘述。此外，步骤(S620)至(S660)与步骤(S520)至(S560)可以两组相互对调，即先检测正极绝缘电阻RP后检测负极绝缘电阻RN。
请参阅图4C为本发明绝缘电阻检测方法第三实施例的方法流程图，复配合参阅图1～4B。图4C步骤包括，测量电池200的电池电压VPN(S700)。然后，导通第一开关S1与第四开关S4，且关断第二开关S2与第三开关S3(S720)。在控制单元30控制第一开关S1与第四开关S4导通，且控制第二开关S2与第三开关S3关断时，第一电容C1充电，且第二电容C2放电。然后，测量第一电容电压VC1(S740)。然后，导通第二开关S2与第三开关S3，且关断第一开关S1与第四开关S4(S760)。在控制单元30控制第二开关S2与第三开关S3导通，且控制第一开关S1与第四开关S4关断时，第二电容C2充电，且第一电容C1放电。然后，测量第二电容电压VC2(S780)。
然后，取第一电容电压VC1与第二电容电压VC2中的较大者比较阈值电压Vth(S800)。其中，控制单元30比较第一电容电压VC1的电压峰值与第二电容电压VC2的电压峰值，且取两者的电压峰值中相对较高的一者与阈值电压Vth进行比较。由于电容电压的电压峰值较大者，即代表对应的绝缘电阻RN或RP的电阻值较小，因此较有可能发生绝缘不良的状况。在步骤(S700)时，将电池电压以一比例缩小而计算阈值电压Vth(S820)，且将阈值电压Vth提供至步骤(S800)使用。然后，根据比较步骤(S800)比较的结果判断绝缘电阻中的至少一者是否异常(S840)。当判断结果为“是”时，则进行保护动作(S860)；当判断结果为“否”时则返回步骤(S700)进行下一周期的检测。例如但不限于，控制单元30根据第一电容电压VC1的电压峰值大于第二电容电压VC2的电压峰值而选择以对应的第一电容电压VC1比较阈值电压Vth，且当第一电容电压VC1大于阈值电压Vth时，判断负极绝缘电阻RN异常而进入步骤(S860)，反之则进入步骤(S700)。
值得一提的是，在图4A～4C中，由于电池200的电量在检测而消耗的过程中，电池电压VPN会逐渐降低，因此，电池电压VPN与阈值电压Vth并非为固定值，阈值电压Vth的大小会随着电池电压VPN的大小而有所变动。此外，由于电容的充电为指数型的曲线。在电容接近充饱时，电容电压的变动较小，较不利于控制单元30进行绝缘电阻的判断，因此阈值电压Vth设定于电池电压VPN的60％～70％为优选的实施方式。
而，以上所述，仅为本发明优选具体实施例的详细说明与附图，而本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求为准，凡合于本发明权利要求的构思与其类似变化的实施例，皆应包括于本发明的范围中，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本公开的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于电动载具的绝缘电阻检测系统，用以检测一电动载具的一电池的一正极至一设备接地点之间的一正极绝缘电阻，以及检测该电池的一负极至该设备接地点之间的一负极绝缘电阻，该绝缘电阻检测系统包括：
一负极检测电路，并联该电池，且包括一第一充放电电路与一第一限流电阻；该第一限流电阻耦接于该设备接地点与该负极之间，且该第一充放电电路包括：
一第一充电电路，包括：
一第一电容，耦接于该正极与该设备接地点之间；及
一第一开关，耦接于该正极与该第一电容之间；及
一第一放电电路，并联该第一电容；
一正极检测电路，并联该电池，且包括一第二充放电电路与一第二限流电阻；该第二限流电阻耦接于该设备接地点与该正极之间，且该第二充放电电路包括：
一第二充电电路，包括：
一第二电容，耦接于该负极与该设备接地点之间；及
一第二开关，耦接于该负极与该第二电容之间；及
一第二放电电路，并联该第二电容；及
一控制单元，周期性地导通该第一充电电路使该第一电容充电，周期性地导通该第一放电电路使该第一电容放电，周期性地导通该第二充电电路使该第二电容充电，以及周期性地导通该第二放电电路使该第二电容放电；
其中，该第一电容充电时产生一第一电容电压，及该第二电容充电时产生一第二电容电压；
其中，该第一充电电路与该第二放电电路同时导通，该第二充电电路与该第一放电电路同时导通，且该第一充电电路与该第二充电电路不同时导通；
其中，该控制单元根据该第一电容电压与该电池的一电池电压判断该负极绝缘电阻是否异常，以及根据该第二电容电压与该电池电压判断该正极绝缘电阻是否异常。
2.如权利要求1所述的绝缘电阻检测系统，其中，该第一放电电路包括：
一第三开关；及
一第一放电电阻，串联该第三开关；
其中，该电池、该第一开关、该第一电容及该第一限流电阻在该第一开关导通及该第三开关关断时组成对该第一电容充电的一第一充电路径，且该第一电容、该第三开关及该第一放电电阻在该第三开关导通及该第一开关关断时组成对该第一电容放电的一第一放电路径；及
其中，该第二放电电路包括：
一第四开关；及
一第二放电电阻，串联该第四开关；
其中，该电池、该第二开关、该第二电容及该第二限流电阻在该第二开关导通及该第四开关关断时组成对该第二电容充电的一第二充电路径，且该第二电容、该第四开关及该第二放电电阻在该第四开关导通及该第二开关关断时组成对该第二电容放电的一第二放电路径。
3.如权利要求2所述的绝缘电阻检测系统，其中，该第一限流电阻的电阻值设定为MΩ等级，该第一放电电阻的电阻值设定为KΩ等级，使该第一电容的放电速度大于充电速度；及
其中，该第二限流电阻的电阻值设定为MΩ等级，该第二放电电阻的电阻值设定为KΩ等级，使该第二电容的放电速度大于充电速度。
4.如权利要求1所述的绝缘电阻检测系统，其中，该控制单元提供一第一控制信号控制该第一开关导通或关断，提供一第二控制信号控制该第二开关导通或关断，提供与该第一控制信号互补的一第三控制信号控制该第一放电电路导通或关断，以及提供与该第二控制信号互补的一第四控制信号控制该第二放电电路导通或关断，其中，该第一控制信号与该第二控制信号为互补信号，且该些开关导通或关断的时间为相同。
5.如权利要求1所述的绝缘电阻检测系统，还包括：
一断路单元，耦接该电池与该电动载具；
其中，该控制单元根据该负极绝缘电阻异常或该正极绝缘电阻异常而关断该断路单元，以使该电池与该电动载具断路。
6.一种用于电动载具的绝缘电阻检测方法，使用一绝缘电阻检测系统检测一电动载具的一电池的一正极至一设备接地点的一正极绝缘电阻，以及检测该电池的一负极至该设备接地点的一负极绝缘电阻，该绝缘电阻检测系统包括一负极检测电路与一正极检测电路，该负极检测电路包括一第一电容，该正极检测电路包括一第二电容，该绝缘电阻检测方法包括：
测量该电池的一电池电压；
周期性地对该第一电容充电及放电，并取得该第一电容充电时的一第一电容电压；
周期性地对该第二电容充电及放电，并取得该第二电容充电时的一第二电容电压；
其中周期性地对该第一电容充电及放电及周期性地对该第二电容充电及放电的步骤，包括：
当对该第一电容充电时，同时对该第二电容放电；及
当对该第一电容放电时，同时对该第二电容充电；
其中充电与放电的时间为相同；
根据该第一电容电压与该电池电压计算该负极绝缘电阻小于一第一预定电阻范围，判断该负极绝缘电阻异常；及
根据该第二电容电压与该电池电压计算该正极绝缘电阻小于一第二预定电阻范围，判断该正极绝缘电阻异常。
7.如权利要求6所述的绝缘电阻检测方法，还包括：
将该电池电压以一比例计算一阈值电压；
根据该第一电容电压达到该阈值电压判断该负极绝缘电阻小于该第一预定电阻范围，进而判断该负极绝缘电阻异常；及
根据该第二电容电压达到该阈值电压判断该正极绝缘电阻小于该第二预定电阻范围，进而判断该正极绝缘电阻异常。
8.如权利要求7所述的绝缘电阻检测方法，还包括：
根据该第一电容于一第一充电时段内充电达到该阈值电压而判断该负极绝缘电阻异常；及
根据该第二电容于一第二充电时段内充电达到该阈值电压而判断该正极绝缘电阻异常。
9.如权利要求7所述的绝缘电阻检测方法，还包括：
根据该第一电容电压的电压峰值与该第二电容电压的电压峰值而选择一较大者与该阈值电压比较；及
根据该电压峰值较大者所对应的电容电压大于该阈值电压判断该负极绝缘电阻与该正极绝缘电阻中的至少一者异常，而进行保护动作。
10.如权利要求6所述的绝缘电阻检测方法，其中该比例为60％～70％。
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