CN116868067A - 允许或拒绝测量电池绝缘缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方面涉及一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘故障的方法(100)，所述方法(100)包括以下步骤：‑确定(108)测量到的所述第一电池电压和测量到的第二电池电压之间的电池电压差，‑根据测量到的第一泄漏电压、测量到的第二泄漏电压和确定的电池电压差，允许或拒绝(109)绝缘故障检测。
Description
本发明要求2021年2月9日提交的法国申请2101205的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
技术领域
本发明的一个方面涉及一种用于车辆，特别是电动或混合动力车辆的允许或拒绝测量电能存储电池的绝缘缺陷的方法。更具体地，本发明涉及安装在机动车辆上的牵引电池领域。本发明的另一方面涉及一种构造和布置用于实现该方法的装置。
背景技术
电力牵引车辆的当前发展对车载电能存储电池施加了越来越多的限制。
这种电池尤其与车辆地线(mass du véhicule)电绝缘。为了防止任何触电风险，装有此类电池的车辆配备了绝缘缺陷检测系统。例如，从文件FR-A1-3072501中已知一种用于检测牵引电池绝缘缺陷的方法。更具体地说，蓄电池管理系统(BMS)通过分压电桥评估良好的绝缘。为此，该方法交替地连接高压电池的正极端子和车辆地线之间的第一分压电桥，然后连接高压电池负极端子和车辆地线之间的第二分压电桥。
在每个连接处，该方法测量对应分压电桥端子处的电压，并推导出对应于高压部件和车辆底盘之间泄漏电阻的等效电阻值。
在该实施方式中，分压电桥上测量的电压彼此依赖，并且进一步依赖于电池电压。
电池电压仅随充电和放电而波动。分压电桥端子处的两次电压测量之间的电池电压差可能会扭曲绝缘缺陷的估计，并错误地产生绝缘缺陷的检测，或者相反，没有检测出这种缺陷。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的方法来克服现有技术的缺点，该方法使得能够提高这种电池的绝缘缺陷检测的可靠性。
在这种情况下，本发明因此在其最大的接受范围内涉及一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：
-对动力系统的电容器第一次放电，
-当所述电容器第一次放电时：
-测量电池的第一端子和第二端子之间的第一电池电压，
-测量第一端子和车辆地线之间的第一泄漏电压，
-对所述电容器第二次放电，
-当所述电容器第二次放电时：
-测量第一端子和第二端子之间的第二电池电压，
-测量第二端子和车辆地线之间的第二泄漏电压，
-确定测量到的所述第一电池电压和测量到的第二电池电压之间的电池电压差，
-根据测量到的第一泄漏电压、测量到的第二泄漏电压和确定的电池电压差，允许或拒绝绝缘故障检测。
应当注意，测量到的泄漏电压值取决于电池电压。例如，在电池充电阶段，电池的内部电压可能突然增加，例如1秒钟增加30V。因此，该方法监测电池电压波动和测量到的泄漏电压值，以允许或拒绝绝缘故障检测。事实上，测量到的泄漏电压值越低，电池电压的波动对这些值的影响越大，并且电池绝缘缺陷检测扭曲的风险越大。
除了前段中提到的特征外，允许或拒绝测量绝缘缺陷的方法可以具有以下一个或多个附加特征，这些特征单独考虑或以任何技术上可能的组合考虑。
根据本发明的一个方面，所述方法包括预先确定多个电池电压差的预先确定步骤，每个预先确定的电池电压差与第一预先确定泄漏电压阈值和第二预先确定泄漏电压阈值相关联。
根据本发明的一个方面，当以下情况时允许绝缘故障检测：
-确定的电池电压差等于预先确定的电池电压差，
-测量到的第一泄漏电压小于与所述预先确定的电池电压差相关联的第一预先确定泄漏电压阈值，并且
-测量到的第二泄漏电压大于与所述预先确定的电压差相关联的第二预先确定泄漏电压阈值。
根据本发明的一个方面，
-动力系统的电容器第一次放电的放电步骤包括以下子步骤：
-在第一端子和地线之间连接第三电阻，
-对放电周期进行倒计时，
-动力系统的电容器第二次放电的放电步骤包括以下子步骤：
-在第二端子和地线之间连接第四电阻，并且
-对放电周期进行倒计时。
根据本发明的一个方面，
-在第三电阻的端子处执行测量第一端子和车辆地线之间的第一泄漏电压的测量步骤，
-在第四电阻的端子处执行测量第二端子和车辆地线之间的第二泄漏电压的测量步骤。
根据本发明的一个方面，所述倒计时放电周期在2s至10s之间。
根据本发明的一个方面，所述倒计时放电周期为2.5s。
根据本发明的一个发明，
-通过激活第一开关连接第三电阻，
-通过激活第二开关连接第四电阻。
根据本发明的一个发明，第三电阻和第四单独单独连接，换句话说，当第三或第四电阻连接时，另一个断开连接。
本发明的另一个方面设计一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池绝缘缺陷的装置，所述装置构造和布置用于实施根据上述本发明方面中任一项所述的方法的步骤。
根据本发明的一个方面，所述装置由蓄电池管理系统形成。
附图说明
通过阅读以下说明书和检查附图，将更好地理解本发明及其各种应用。
图1示意性地示出了根据本发明的一个方面的用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的方法。
图2示意性地示出了用于实施根据本发明一个方面的方法的车辆电能存储电池与车辆地线的临时连接电路。
图3示意性地示出了用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池绝缘缺陷的装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个方面的允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的方法100。
在一个非限制性实施方式中，方法100通过蓄电池管理系统实施，该蓄电池管理系统以英语缩写BMS更为人熟知。
图2示出了用于实施根据本发明一个方面的方法100的车辆电能存储电池车辆地线的临时连接电路1的非限制性示例性实施例。
在该非限制性实施例中，电路1包括：
-具有第一端子3和第二端子4的电能存储电池2，电池2例如可以由约400V的高压电池形成，
-车辆动力系统的电容器5，
-布置在第一端子3与车辆地线7之间的动力系统的第一电阻6，
-布置在第二端子4和车辆地线7之间的动力系统的第二电阻8，
-第一端子3和车辆地线7之间的第一连接9，第一连接9包括第三电阻10和第一开关11，所述第一开关构造并布置用于连接或断开第三电阻10，第三电阻10可例如约为1兆欧姆，
-第二端子4和车辆地线7之间的第二连接12，第二连接12包括第四电阻13和第二开关14，所述第二开关构造并布置用于连接或断开第四电阻13，第四电阻13可例如约为1兆欧姆。
方法100包括预先确定多个电池电压差的预先确定步骤101，每个预先确定的电池电压差与第一预先确定泄漏电压阈值和第二预先确定泄漏电压阈值相关联。
例如，对于1V的预先确定电压差，相关联的是：
-电池2的第一端子3和地线7之间0.1V的第一预先确定泄漏电压阈值，以及
-电池2的第二端子4和地线7之间2.9V的第二预先确定泄漏电压阈值。
例如，对于5V的预先确定电压差，相关联的是：
-电池2的第一端子3和地线7之间0.5V的第一预先确定泄漏电压阈值，以及
-电池2的第二端子4和地线7间2.5V的第二预先确定泄漏电压阈值。
方法100还包括第一次对动力系统的电容器5进行放电的放电步骤102。
电容器5第一次放电的放电步骤102包括以下子步骤：
-在第一端子3和地线7之间连接102a第三电阻10，并且
-对放电周期进行倒计时102b。
倒计时的放电周期通常在2s和10s之间。
实际上，在执行测量第三电阻10的端子处的电压之前，必须等待该电容器5的放电时间。该电容器可以是1.5μF。因此，例如，对于小于1兆欧姆的第三电阻10，需要等待2.5s以使电容器5放电。
当动力系统的电容器5第一次放电时，方法100包括测量电池2的第一端子3和第二端子4之间的第一电池电压的测量步骤103。在该示例中，第一端子3是正极端子，第二端子4是负极端子。
当动力系统的电容器5第一次放电时，方法100还包括测量第一端子3和车辆地线7之间的第一泄漏电压V1的测量步骤104。为此，蓄电池管理系统测量连接的第三电阻10的端子处的电压。
方法100还包括动力系统的电容器5第二次放电的放电步骤105。
电容器5第二次放电的放电步骤105包括以下子步骤：
-在第二端子4和地线7之间连接105a第四电阻13，并且
-对放电周期进行倒计时102b。
倒计时的放电周期通常在2s和10s之间，例如2.5s。
当电容器5第二次放电时，方法100包括测量电池2的第一端子3和第二端子4之间的第二电池电压的测量步骤106。
当电容器5第二次放电时，方法100还包括测量第二端子4和车辆地线7之间的第二泄漏电压V2的测量步骤107。为此，蓄电池管理系统测量连接的第四电阻13的端子处的电压。
在测量第一和第二泄漏电压V1、V2以及第一和第二电池电压之前，由动力系统的部件组合(例如空调压缩机或功率逆变器)实现的动力系统的电容器5被放电。因此，获得的测量值不受动力系统电阻的干扰。
方法100还包括确定测量到的第一电池电压和测量到的第二电池电压之间的电压差的确定步骤108。
事实上，在动力系统的电容器5的两次放电的等待时间期间，即在我们的示例中为5s，电池电压可能根据进入或离开电池2的电流而突然变化。因此，电流的这种变化强烈影响绝缘测量的精度，即第一和第二泄漏电压V1、V2的测量。
方法100还包括：根据测量到的第一泄漏电压V1(例如0.05V)、测量到的第二泄漏电压V2(例如3.1V)和确定的电池电压差(例如1V)允许或拒绝绝缘故障检测的步骤109。
在非限制性示例性实施例中，当以下情况时允许绝缘故障检测：
-确定的电池电压差等于预先确定的电池电压差，
-测量到的第一泄漏电压V1小于与所述预先确定的电池电压差相关联的第一预先确定泄漏电压阈值，并且
-测量到的第二泄漏电压V2大于与所述预先确定的电压差相关联的第二预先确定泄漏电压阈值。
例如，在预先确定多个电池电压差的预先确定步骤101期间，1V的电池电压差与0.1V的第一预先确定泄漏电压阈值和2.9V的第二预先确定泄漏电压阈值相关联。
在这种情况下，允许绝缘故障检测，因为：
-1V的确定的电池电压差等于1V的预先确定的电池电压差，
-测量到的0.05V的第一泄漏电压小于与1V的预先确定的电池电压差相关联的0.1V的第一预先确定泄漏电压阈值，并且
-测量到的3.1V的第二泄漏电压大于与1V的预先确定的电池电压差相关联的2.9V的第二预先确定泄漏电压阈值。
根据另一示例，如果方法100使得能够：
-测量到0.05V的第一泄漏电压V1，
-测量到2.5V的第二泄漏电压V2，并且
-确定1V的电池电压差，
则不允许任何绝缘故障检测，因为：
-1V的确定的电池电压差等于1V的预先确定的电压差，
-测量到的0.05V的第一泄漏电压V1小于与1V的预先确定的电池电压差相关联的0.1V的第一预先确定泄漏电压阈值，并且
-测量到的2.5V的第二泄漏电压V2小于与1V的预先确定的电池电压差相关联的2.9V的第二预先确定泄漏电压阈值。
因此，本发明使得能够反复检验电池2的电绝缘水平管理没有被电池电压的波动扭曲。
应当注意，图2所示的电路图是原理图，应当理解，其实施可能涉及某些修改。
图3示意性地示出了用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的装置20。装置20被构造和布置成实施如先前参考图1和图2所示的方法100的步骤。该装置20可以由蓄电池管理系统(BMS)形成。
Claims (10)
1.一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池的绝缘缺陷的方法(100)，所述方法(100)的特征在于，其包括以下步骤：
-对动力系统的电容器(5)第一次放电(102)，
-当所述电容器(5)第一次放电时：
测量(103)电池(2)的第一端子(3)和第二端子(4)之间的第一电池电压，
测量(104)第一端子(3)和车辆地线(7)之间的第一泄漏电压(V1)，
-对所述电容器(5)第二次放电(105)，
-当所述电容器(5)第二次放电时：
测量(106)第一端子(3)和第二端子(4)之间的第二电池电压，
测量(107)第二端子(4)和车辆地线(7)之间的第二泄漏电压(V2)，
-确定(108)测量到的所述第一电池电压和测量到的第二电池电压之间的电池电压差，
-根据测量到的第一泄漏电压(V1)、测量到的第二泄漏电压(V2)和确定的电池电压差，允许或拒绝(109)绝缘故障检测。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述方法包括预先确定多个电池电压差的预先确定步骤(101)，每个预先确定的电池电压差与第一预先确定泄漏电压阈值和第二预先确定泄漏电压阈值相关联。
3.根据权利要求2所述的方法(100)，其特征在于，当以下情况时允许绝缘故障检测：
-确定的电池电压差等于预先确定的电池电压差，
-测量到的第一泄漏电压(V1)小于与所述预先确定的电池电压差相关联的第一预先确定泄漏电压阈值，并且
-测量到的第二泄漏电压(V2)大于与所述预先确定的电压差相关联的第二预先确定泄漏电压阈值。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法(100)，其特征在于：
-动力系统的电容器(5)第一次放电的放电步骤(102)包括以下子步骤：
在第一端子(3)和地线(7)之间连接(102a)第三电阻(10)，并且
对放电周期进行倒计时(102b)，
-动力系统的电容器(5)第二次放电的放电步骤(105)包括以下子步骤：
在第二端子(4)和地线(7)之间连接(105a)第四电阻(13)，并且
对放电周期进行倒计时(105b)。
5.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于：
-在第三电阻(10)的端子处执行测量第一端子(3)和车辆地线(7)之间的第一泄漏电压(V1)的测量步骤(104)，
-在第四电阻(13)的端子处执行测量第二端子(4)和车辆地线(7)之间的第二泄漏电压(V2)的测量步骤(107)。
6.根据权利要求4或5所述的方法(100)，其特征在于，倒计时的所述放电周期在2s至10s之间。
7.根据权利要求6所述的方法(100)，其特征在于，倒计时的所述放电周期为2.5s。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法(100)，其特征在于，
-通过激活第一开关(11)连接第三电阻(10)，
-通过激活第二开关(14)连接第四电阻(13)。
9.一种用于允许或拒绝测量车辆电能存储电池绝缘缺陷的装置(20)，所述装置(20)的特征在于，其构造和布置用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法(100)的步骤。
10.根据权利要求9所述的装置(20)，其特征在于，所述装置由蓄电池管理系统形成。
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