CN115084592A - 一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法 - Google Patents

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CN115084592A CN202210636293.7A CN202210636293A CN115084592A CN 115084592 A CN115084592 A CN 115084592A CN 202210636293 A CN202210636293 A CN 202210636293A CN 115084592 A CN115084592 A CN 115084592A
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Abstract

本发明涉及一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法，所述系统包括：电源获取单元、测量单元、计算单元和显示单元，其中：电源获取单元与燃料电池单元电连接，用于从燃料电池单元的母线上获取电源信号；测量单元与燃料电池单元电连接，通过至少一个继电器的闭合确定燃料电池单元的至少一个测量电压；计算单元分别与电源获取单元、测量单元电连接，用于根据电源信号和至少一个测量电压，确定燃料电池单元的实时绝缘电阻值；显示单元与计算单元电连接，用于显示实时绝缘电阻值。本发明实现燃料电池系统正极对壳、负极对壳绝缘电阻值的实时精确测量、显示和分析，以达到燃料电池系统绝缘性能的在线测试与分析的良好效果。

Description

一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法
技术领域
本发明燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法。
背景技术
燃料电池发电系统是一种通过燃料电池将化学能转化为电能，再经过一定的升压、逆变等电力变换后输入到直流或交流电网，提供给负载使用的发电装置。一方面作为一种高压供电技术，其绝缘特性本身就是系统安全设计与评价的重要指标；另一方面燃料电池发电过程中冷却水回路电导率、氢气与空气回路生成水电导率等会随着电堆输出功率、温度等指标变化，进而影响系统绝缘性能的变化，同时环境振动冲击、冷凝水等也可能造成电堆端板、或极柱等导电部件对壳体的绝缘性能下降。
关于绝缘电阻检测方面专利较多，一般使用了较多的分压电阻进行测量，对测量精度由一定影响。为了保证燃料电池发电系统运行过程的安全性，需要对燃料电池发电系统绝缘电阻进行实时监控，监控装置的应解决以下问题：(1)在对原系统影响最小的情况下，实现对燃料电池系统运行过程中系统绝缘电阻的测量并储存起来，且通过将当前实测值与历史测量值进行比较，可以对燃料电池发电系统的绝缘状态进行判断；(2)为实现高精度测量，测量和计算过程中要排除仪表内阻的影响，并结合历史数据进行异常值滤波处理；(3)简化传统电动车电阻法的测量方案仅采用一个外置固定电阻R0，提高精度，且可同时测量得到正极对地、负极对地绝缘电阻值。因此，如何提高燃料电池系统在线绝缘监测的测量效率是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供及一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法，用以克服现有技术中燃料电池在线绝缘电阻的测量效率不高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统，包括：电源获取单元、测量单元、计算单元和显示单元，其中：
所述电源获取单元与燃料电池单元电连接，用于从所述燃料电池单元的母线上获取电源信号；
所述测量单元与所述燃料电池单元电连接，通过至少一个继电器的闭合确定所述燃料电池单元的至少一个测量电压；
所述计算单元分别与所述电源获取单元、所述测量单元电连接，用于根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值；
所述显示单元与所述计算单元电连接，用于显示所述实时绝缘电阻值。
进一步地，所述测量单元包括高精度电阻、高精度电压传感器、至少一个继电器，其中：所述高精度电阻、所述高精度电压传感器通过所述至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路。
进一步地，所述至少一个继电器包括第一继电器至第六继电器，其中：
所述电池正极、所述第一继电器、所述高精度电阻、所述地端依次电连接；
所述电池正极、第二继电器、第五继电器、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第三继电器、所述第六继电器、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第四继电器、第一分流点依次电连接，所述第一分流点为所述第一继电器和所述高精度电阻之间的分流点。
进一步地，所述计算单元包括依次电连接的信号放大器、AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片，其中，所述输出隔离芯片、所述信号放大器分别与所述测量单元电连接。
进一步地，所述燃料电池在线绝缘电阻检测系统还包括存储单元，所述存储单元与所述计算单元电连接。
本发明还提供一种燃料电池在线绝缘电阻检测方法，基于如上所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统中的计算单元，所述方法包括：
获取测量单元中测量得到的至少一个测量电压和电源信号；
根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
进一步地，所述根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路；
根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
进一步地，所述根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
控制第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第二母线电压；
控制第一继电器、第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第三母线电压；
根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，确定第一绝缘电阻值。
进一步地，所述根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
控制第二继电器和第六继电器闭合，测量得到第四母线电压；
控制第二继电器、第四继电器和第六继电器闭合，测量得到第五母线电压；
根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第四母线电压、所述第五母线电压和高精度电阻的阻值，确定第二绝缘电阻值。
进一步地，所述根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，确定第一绝缘电阻值，包括：
根据所述第一母线电压和所述第二母线电压的第一差值和所述第一母线电压和所述第三母线电压的第二差值之比，确定第一比值；
根据所述第一比值、所述第三母线电压和所述第二母线电压的第二比值的乘积，确定第一乘积；
根据所述第一乘积、所述高精度电阻的阻值，确定所述第一绝缘电阻值。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：在系统中，测量单元与燃料电池单元电连接，通过继电器的闭合确定燃料电池单元的多个测量电压，并由测量电压计算燃料电池正极对壳绝缘电阻或燃料电池负极对壳绝缘电阻，且完全排除电压传感器内阻的影响；并设置显示单元进行实时显示，自动进行安全状态判断。在方法中，利用计算单元获取继电器构成的回路中的测量电压，通过电阻分压的方法获取燃料电池正负极对壳的特征电压，检测过程中不需要向燃料电池主回路注入电流，只需要从燃料电池获取微小电流，对系统干扰小，测量方法安全可靠。综上，本发明实现燃料电池系统正极对壳、负极对壳绝缘电阻值的实时精确测量、显示和分析，以达到燃料电池系统绝缘性能的在线测试与分析的良好效果。
附图说明
图1为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测系统一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的测量单元一实施例的具体结构示意图；
图3为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测系统一实施例的具体结构示意图；
图4为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测方法一实施例的流程示意图；
图5为本发明提供的图4中步骤S402一实施例的流程示意图；
图6为本发明提供的图5中步骤S502一实施例的流程示意图；
图7为本发明提供的图5中步骤S502一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，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。此外，“多个”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。
在本发明的描述中，提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法，采用继电器控制，形成不同的测量回路，为进一步提高燃料电池在线绝缘电阻的测量精度和测量效率提供了新思路。
在实施例描述之前，对相关词语进行释义：
燃料电池：是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术；
燃料电池在线绝缘电阻：如果绝缘电阻无法在所有的运行条件下都满足要求，则必须设计在线绝缘电阻监控；同时规定了绝缘电阻失效时的应对措施，当绝缘电阻低于标准值时，应通过一个明显的信号装置提醒驾驶员，在车辆行驶时发生故障，手动或自动进入驱动系统电源切断模式，在故障未排除前，如果系统允许驾驶员强制通电，应给驾驶员一个明显的警告。
基于上述技术名词的描述，现有技术中，对燃料电池绝缘电阻的测量往往采用较多的电阻进行分压，存在系统结构复杂且成本较高、测量精度低、测量速度缓慢等弊端。因而，本发明旨在提出一种有效提高测量效率的燃料电池系统在线绝缘监测系统与方法。
以下分别对具体实施例进行详细说明：
本发明实施例提供了一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统，结合图1来看，图1为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测系统一实施例的结构示意图，包括：电源获取单元103、测量单元102、计算单元104和显示单元105，其中：
所述电源获取单元103与燃料电池单元107电连接，用于从所述燃料电池单元107的母线上获取电源信号；
所述测量单元102与所述燃料电池单元107电连接，通过至少一个继电器的闭合确定所述燃料电池单元107的至少一个测量电压；
所述计算单元104分别与所述电源获取单元103、所述测量单元102电连接，用于根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元107的实时绝缘电阻值；
所述显示单元105与所述计算单元104电连接，用于显示所述实时绝缘电阻值。
在本发明实施例中，在系统中，测量单元与燃料电池单元电连接，通过继电器的闭合确定燃料电池单元的多个测量电压，并由测量电压计算燃料电池正极对壳绝缘电阻或燃料电池负极对壳绝缘电阻，且完全排除电压传感器内阻的影响；并设置显示单元进行实时显示，自动进行安全状态判断。
作为优选的实施例，结合图2来看，图2为本发明提供的测量单元一实施例的具体结构示意图，所述测量单元102包括高精度电阻R0、高精度电压传感器202、至少一个继电器，其中：所述高精度电阻R0、所述高精度电压传感器202通过所述至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元107的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路。
在本发明实施例中，采用继电器控制测量回路的形成，进行绝缘电阻的有效测量。
作为优选的实施例，仍结合图2来看，所述至少一个继电器包括第一继电器至第六继电器，其中：
所述电池正极、所述第一继电器301、所述高精度电阻R0、所述地端依次电连接；
所述电池正极、第二继电器302、第五继电器305、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第三继电器303、所述第六继电器306、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第四继电器304、第一分流点依次电连接，所述第一分流点为所述第一继电器301和所述高精度电阻R0之间的分流点。
在本发明实施例中，通过设置第一继电器至第六继电器在电池正极、电池负极以及地端之间形成不同的测量回路。
作为优选的实施例，结合图3来看，图3为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测系统一实施例的具体结构示意图，所述计算单元包括依次电连接的信号放大器、AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片，其中，所述输出隔离芯片、所述信号放大器分别与所述测量单元电连接。
在本发明实施例中，通过设置依次电连接的信号放大器、AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片，有效构成计算单元。
作为优选的实施例，仍结合图3来看，所述燃料电池在线绝缘电阻检测系统还包括存储单元106，所述存储单元106与所述计算单元104电连接。
在本发明实施例中，存储单元进行数据存储，自动进行安全状态判断。
在本发明一个具体的实施例中，仍结合图3来看，系统由电源获取单元103从燃料电池母线上获取电源，通过内部测量系统102测量燃料电池发电系统107母线与系统壳体108绝缘参数，存储于存储部分106，采样与计算部分104利用内置算法对实时数据及历史数据进行计算处理，从而得到系统实时绝缘电阻值，并在显示部分105显示。
其中，该系统通过电源线14从燃料电池发电系统获取电源，通过信号线15将数据发送到系统控制器，内部包括测量部分102、采样与计算部分104、显示部分105、存储部分106；所述的测量部分包括高精度电阻R0(标记为201)，已知内阻为r的高精度电压传感器V0(标记为202)，继电器K1(标记为301)、K2(标记为302)、K3(标记为303)、K4(标记为304)、K5(标记为305)、K6(标记为306)，一端通过正极探头12与燃料电池正极相连，另一端通过负极探头13与燃料电池负极相连，还有一端通过接地探头11与外壳相连；所述的采样与计算部分104，主要由信号放大器、AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片等组成，其中一路通道与电压传感器V0(标记为202)输出信号连接，6路通道与继电器K1(标记为301)、K2(标记为302)、K3(标记为303)、K4(标记为304)、K5(标记为305)、K6(标记为306)连接，一路信号与外部存储器flash(标记为106)连接，还有一路信号与显示屏LCD(标记为105)连接。
其中，由电源获取单元103从燃料电池母线上获取电源，通过内部测量系统102测量燃料电池发电系统107母线与系统壳体108绝缘参数，存储于存储部分106，采样与计算部分104利用内置算法对实时数据及历史数据进行计算处理，从而得到系统实时绝缘电阻值，并在显示部分105显示。
需要说明的是，该系统可以自动通过控制继电器K1(标记为301)、K2(标记为302)、K3(标记为303)、K4(标记为304)、K5(标记为305)、K6(标记为306)的开闭得到不同的绝缘电阻测量特征回路，并通过电压传感器V0(标记为202)实时测量得到分压电阻RO(标记为201)上的特征电压值的功能。
需要进一步说明的是，该系统具有通过采样得到的分压电阻RO(标记为201)电压值分别计算出燃料电池正极对壳绝缘电阻值和负极对壳绝缘电阻值的方法，并能够将该值存储于flash(标记为106)，显示于显示部分105中，同时经该装置输入到燃料电池发电系统107的系统控制器中109的功能。
本发明实施例提供了一种燃料电池在线绝缘电阻检测方法，结合图4来看，图4为本发明提供的燃料电池在线绝缘电阻检测方法一实施例的流程示意图，基于如上所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统，包括步骤S401至步骤S402，其中：
在步骤S401中，获取测量单元中测量得到的至少一个测量电压和电源信号；
在步骤S402中，根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
在本发明实施例中，在方法中，利用计算单元获取继电器构成的回路中的测量电压，通过电阻分压的方法获取燃料电池正负极对壳的特征电压，检测过程中不需要向燃料电池主回路注入电流，只需要从燃料电池获取微小电流，对系统干扰小，测量方法安全可靠。
作为优选的实施例，结合图5来看，图5为本发明提供的图4中步骤S402一实施例的流程示意图，包括步骤S501至步骤S502，其中：
在步骤S501中，控制至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路；
在步骤S502中，根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
在本发明实施例中，通过控制不同的继电器的开闭，形成不同的测量回路，有效确定实时绝缘电阻值。
作为优选的实施例，结合图6来看，图6为本发明提供的图5中步骤S502一实施例的流程示意图，包括步骤S601至步骤S604，其中：
在步骤S601中，控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
在步骤S602中，控制第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第二母线电压；
在步骤S603中，控制第一继电器、第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第三母线电压；
在步骤S604中，根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，确定第一绝缘电阻值。
在本发明实施例中，采用继电器控制组合特征电路，测量得到特征电压，并由特征电压和高精度R0的值计算燃料电池正极对壳绝缘电阻r1，且完全排除电压传感器内阻的影响。
作为优选的实施例，上述步骤S604，具体包括：
根据所述第一母线电压和所述第二母线电压的第一差值和所述第一母线电压和所述第三母线电压的第二差值之比，确定第一比值；
根据所述第一比值、所述第三母线电压和所述第二母线电压的第二比值的乘积，确定第一乘积；
根据所述第一乘积、所述高精度电阻的阻值，确定所述第一绝缘电阻值。
在本发明实施例中，根据电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，有效确定第一绝缘电阻值。
作为优选的实施例，结合图7来看，图7为本发明提供的图5中步骤S502一实施例的流程示意图，包括步骤S701至步骤S704，其中：
在步骤S701中，控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
在步骤S702中，控制第二继电器和第六继电器闭合，测量得到第四母线电压；
在步骤S703中，控制第二继电器、第四继电器和第六继电器闭合，测量得到第五母线电压；
在步骤S704中，根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第四母线电压、所述第五母线电压和高精度电阻的阻值，确定第二绝缘电阻值。
在本发明实施例中，采用继电器控制组合特征电路，测量得到特征电压，并由特征电压和高精度R0的值计算燃料电池负极对壳绝缘电阻r2，且完全排除电压传感器内阻的影响。
下面结合具体的实施例，更好地说明本发明技术方案：
燃料电池系统在线绝缘电阻检测系统，包括测量部分、采样与计算部分显示部分、存储部分；所述的测量部分包括高精度电阻R0，高精度电压传感器V0，继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6,其一端通过正极探头与燃料电池正极相连，另一端通过负极探头与燃料电池负极相连，还有一端通过接地探头与外壳相连；所述的采样与计算部分，主要由AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片等组成，其中一路通道与电压传感器V0输出信号连接，6路通道用于控制继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6，历史数据存储于外部存储器flash，并通过显示屏LCD显示。
基于上述系统，燃料电池发电系统母线正极对地绝缘电阻值r1对应的测量步骤为：闭合K2和K3,测量得到回路一燃料电池发电系统母线电压V；闭合K3和K5,测量得到回路二燃料电池发电系统母线负极对地电压U1'；闭合K1、K3和K5,测量得到回路三燃料电池发电系统母线负极对地电压U2'。所述燃料电池发电系统母线正极对地绝缘电阻值r1如下：
Figure BDA0003682216630000111
其中，R0为高精度分压电阻R0的阻值。
基于上述系统，燃料电池发电系统母线正极对地绝缘电阻值r2对应的测量步骤为：闭合K2和K3,测量得到回路一燃料电池发电系统母线电压V；闭合K2和K6,测量得到回路四燃料电池发电系统母线正极对地电压U1；闭合K4、K2和K6,测量得到回路五燃料电池发电系统母线负极对地电压U2。所述燃料电池发电系统母线正极对地绝缘电阻值r2如下：
Figure BDA0003682216630000121
其中，R0为高精度分压电阻R0的阻值。
需要说明的是，本系统测量结果精度主要取决于分压电阻R0的阻值精度、电压传感器的测量精度、以及信号采样精度。R0阻值选择1MΩ-2MΩ，电压传感器根据燃料电池的电压选择，继电器K1-K6的状态由单片机经过光耦隔离进行控制，组成不同的特征回路，不同回路对应的特征电压信号通过放大器隔离后输入到AD转换模块输入到单片机，单片机通过SPI总线将数据存于FLASH中，通过SPI总线与液晶屏控制芯片ILI9341进行通信实时显示数据；
其中，通过控制继电器K1(标记为301)、K2(标记为302)、K3(标记为303)、K4(标记为304)、K5(标记为305)、K6(标记为306)的组合，实现以下两种测量模式：
a)燃料电池负极对壳绝缘电阻测量：如图3所示，闭合K2和K3,测量得到回路一燃料电池发电系统母线电压V；闭合K2和K6,测量得到回路四燃料电池发电系统母线正极对地电压U1；闭合K4、K2和K6,测量得到回路五燃料电池发电系统母线负极对地电压U2；利用V、U1、U2、R0计算燃料电池负极绝缘电阻。
b)燃料电池正极对壳绝缘电阻测量：如图3所示，闭合K2和K3,测量得到回路一燃料电池发电系统母线电压V；闭合K3和K5,测量得到回路二燃料电池发电系统母线负极对地电压U1'；闭合K1、K3和K5,测量得到回路三燃料电池发电系统母线负极对地电压U2'；利用V、U1'、U2'、R0计算燃料电池正极绝缘电阻。
具体的实现步骤如下：
第一步，开始测量前，将仪器按照图1连接起来：正极探头连接燃料电池发电系统母线正极，负极探头连接燃料电池发电系统母线负极，接地探头与燃料电池系统保护地或者外壳相连，测量装置通过电源线与母线相连，通过CAN信号线与系统控制器相连，进行数据交换；
第二步，装置上电后，设定安全阈值，开始测量，自动闭合K2、K3,检测母线是否有电压且电压稳定。若电压正常则进入下一步，否则等待直到电压稳定；
第三步，母线电压正常后自动断开K3,闭合K6,经过采样滤波得到回路二特征电压，为了使数据真实可靠，每个步骤之间自动间隔50ms；
第四步，闭合K4,经过采样滤波得到回路三特征电压，完成绝缘电阻r1的计算；
第五步，断开K2、K4、K6,等待50ms后闭合K3、K5，经过采样滤波得到回路四特征电压；
第六步，闭合K,经过采样滤波得到回路五特征电压，完成绝缘电阻r2的计算；
第七步，将计算结果r1、r2通过SPI通信保存到flash中，通过CAN通信发送给系统控制器,并进入下一个测量周期。
本发明公开了一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统及方法，在系统中，测量单元与燃料电池单元电连接，通过继电器的闭合确定燃料电池单元的多个测量电压，并由测量电压计算燃料电池正极对壳绝缘电阻或燃料电池负极对壳绝缘电阻，且完全排除电压传感器内阻的影响；并设置显示单元进行实时显示，自动进行安全状态判断。在方法中，利用计算单元获取继电器构成的回路中的测量电压，通过电阻分压的方法获取燃料电池正负极对壳的特征电压，检测过程中不需要向燃料电池主回路注入电流，只需要从燃料电池获取微小电流，对系统干扰小，测量方法安全可靠。
本发明技术方案，通过电阻分压的方法获取燃料电池正负极对壳的特征电压，检测过程中不需要向燃料电池主回路注入电流，只需要从燃料电池获取微小电流，对系统干扰小，测量方法安全可靠；采用继电器控制组合特征电路，测量得到特征电压，并由特征电压和高精度电阻的值计算燃料电池正极对壳绝缘电阻r1，且完全排除电压传感器内阻的影响；采用继电器控制组合特征电路，测量得到特征电压，并由特征电压和高精度电阻的值计算燃料电池负极对壳绝缘电阻r2，且完全排除电压传感器内阻的影响；测量数据实时显示并存储，自动进行安全状态判断。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池在线绝缘电阻检测系统，其特征在于，包括：电源获取单元、测量单元、计算单元和显示单元，其中：
所述电源获取单元与燃料电池单元电连接，用于从所述燃料电池单元的母线上获取电源信号；
所述测量单元与所述燃料电池单元电连接，通过至少一个继电器的闭合确定所述燃料电池单元的至少一个测量电压；
所述计算单元分别与所述电源获取单元、所述测量单元电连接，用于根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值；
所述显示单元与所述计算单元电连接，用于显示所述实时绝缘电阻值。
2.根据权利要求1所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述测量单元包括高精度电阻、高精度电压传感器、至少一个继电器，其中：所述高精度电阻、所述高精度电压传感器通过所述至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路。
3.根据权利要求2所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述至少一个继电器包括第一继电器至第六继电器，其中：
所述电池正极、所述第一继电器、所述高精度电阻、所述地端依次电连接；
所述电池正极、第二继电器、第五继电器、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第三继电器、所述第六继电器、所述地端依次电连接；
所述电池负极、第四继电器、第一分流点依次电连接，所述第一分流点为所述第一继电器和所述高精度电阻之间的分流点。
4.根据权利要求1所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述计算单元包括依次电连接的信号放大器、AD采样芯片、CPU芯片、输出隔离芯片，其中，所述输出隔离芯片、所述信号放大器分别与所述测量单元电连接。
5.根据权利要求1所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述燃料电池在线绝缘电阻检测系统还包括存储单元，所述存储单元与所述计算单元电连接。
6.一种燃料电池在线绝缘电阻检测方法，其特征在于，基于权利要求1至5任一项所述的燃料电池在线绝缘电阻检测系统中的计算单元，所述方法包括：
获取测量单元中测量得到的至少一个测量电压和电源信号；
根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
7.根据权利要求6所述的燃料电池在线绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述根据所述电源信号和所述至少一个测量电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制至少一个继电器的开闭，与所述燃料电池单元的电池正极、电池负极和地端形成不同的测量回路；
根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值。
8.根据权利要求6所述的燃料电池在线绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
控制第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第二母线电压；
控制第一继电器、第三继电器和第五继电器闭合，测量得到第三母线电压；
根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，确定第一绝缘电阻值。
9.根据权利要求6所述的燃料电池在线绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述根据不同的测量回路的母线电压，确定所述燃料电池单元的实时绝缘电阻值，包括：
控制第二继电器和第三继电器闭合，测量得到第一母线电压；
控制第二继电器和第六继电器闭合，测量得到第四母线电压；
控制第二继电器、第四继电器和第六继电器闭合，测量得到第五母线电压；
根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第四母线电压、所述第五母线电压和高精度电阻的阻值，确定第二绝缘电阻值。
10.根据权利要求8所述的燃料电池在线绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述根据所述电源信号、所述第一母线电压、所述第二母线电压、所述第三母线电压和高精度电阻的阻值，确定第一绝缘电阻值，包括：
根据所述第一母线电压和所述第二母线电压的第一差值和所述第一母线电压和所述第三母线电压的第二差值之比，确定第一比值；
根据所述第一比值、所述第三母线电压和所述第二母线电压的第二比值的乘积，确定第一乘积；
根据所述第一乘积、所述高精度电阻的阻值，确定所述第一绝缘电阻值。
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