CN118311457A - 电池绝缘电阻的检测电路和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种电池绝缘电阻的检测电路和方法，电路包括：上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路、控制模块。控制模块用于：控制上桥臂固定支路接入并控制下桥臂固定支路接入；控制上桥臂非平衡支路接入并控制下桥臂非平衡支路断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；控制上桥臂非平衡支路断开并控制下桥臂非平衡支路接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。本申请实施例通过分别采集不同支路的电压，可以更准确地计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

Description

电池绝缘电阻的检测电路和方法

技术领域

本申请属于储能技术领域，具体涉及一种电池绝缘电阻的检测电路和方法。

背景技术

新能源电动汽车与储能电池系统都往高电压，大容量平台发展，从最初的中低压平台发展到目前的1500V平台。在满足电池系统功能的同时，对电池系统高压安全提出了更高的要求。绝缘电阻的在线监测是新能源电动汽车或储能电池包高压安全的重要组成部分。

目前，常用的绝缘电阻在线监测基本有以下两种方法。

一是低频脉冲信号注入法，低频脉冲信号注入法的原理是发出脉冲信号，然后根据阻抗计算容性和阻性的绝缘阻抗。在电池包不同的运行工况下，由于阻抗是变化的，因此频脉冲信号注入法无法涵盖所有的工况。

二是电阻分压法，电阻分压法的原理是采用外接电阻测量，测量精度相对较低，需要考虑检测精度。因为总正端和总负端直接连接已知电阻到地，相当于人为接入测量电阻，因此降低了系统绝缘性，同时还增加了电池损耗。

发明内容

本申请实施例提供一种电池绝缘电阻的检测电路和方法，能够实时在线检测电池簇的绝缘电阻，提高了绝缘电阻检测的精确度，并且降低了安全风险。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测电路，包括：上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路、控制模块；所述上桥臂固定支路的第一端和所述上桥臂非平衡支路的第一端分别与电池簇的正极连接，所述下桥臂固定支路的第一端和所述下桥臂非平衡支路的第一端分别与所述电池簇的负极连接，所述上桥臂固定支路的第二端、所述上桥臂非平衡支路的第二端、所述下桥臂固定支路的第二端、所述下桥臂非平衡支路的第二端连接并接地，所述控制模块分别与所述上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路连接；所述控制模块用于：控制所述上桥臂固定支路接入并控制所述下桥臂固定支路接入；控制所述上桥臂非平衡支路接入并控制所述下桥臂非平衡支路断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；控制所述上桥臂非平衡支路断开并控制所述下桥臂非平衡支路接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

在一些实施例中，所述上桥臂固定支路包括开关S1、电阻R1、电阻Rs1；所述开关S1的第一端与所述电池簇的正极连接，所述开关S1的第二端与所述电阻R1的第一端连接，所述开关S1的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R1的第二端分别与所述电阻Rs1的第一端和所述控制模块连接，所述电阻Rs1的第二端与所述控制模块连接并接地。

在一些实施例中，所述上桥臂非平衡支路包括开关S3、电阻R3；所述开关S3的第一端与所述电池簇的正极连接，所述开关S3的第二端与所述电阻R3的第一端连接，所述开关S3的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R3的第二端接地。

在一些实施例中，所述下桥臂固定支路包括开关S2、电阻R2、电阻Rs2；所述开关S2的第一端与所述电池簇的负极连接，所述开关S2的第二端与所述电阻R2的第一端连接，所述开关S2的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R2的第二端分别与所述电阻Rs2的第一端和所述控制模块连接，所述电阻Rs2的第二端与所述控制模块连接并接地。

在一些实施例中，所述下桥臂非平衡支路包括开关S4和电阻R4；所述开关S4的第一端与所述电池簇的负极连接，所述开关S4的第二端与所述电阻R4的第一端连接，所述开关S4的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R4的第二端接地。

在一些实施例中，所述控制模块包括差分运放单元、模数转换单元、数字隔离单元、控制器；所述差分运放单元、所述模数转换单元、所述数字隔离单元、所述控制器依次连接，所述差分运放单元分别与所述上桥臂固定支路和所述下桥臂固定支路连接，所述控制器还分别与所述上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路及下桥臂非平衡支路中的开关连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测方法，应用于如上所述的电池绝缘电阻的检测电路，所述方法包括：控制所述上桥臂固定支路接入并控制所述下桥臂固定支路接入；控制所述上桥臂非平衡支路接入并控制所述下桥臂非平衡支路断开，采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；控制所述上桥臂非平衡支路断开并控制所述下桥臂非平衡支路接入，采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

在一些实施例中，所述根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻，包括：根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻；根据所述上桥臂并联电阻和所述下桥臂并联电阻计算所述正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

在一些实施例中，所述根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻，包括：根据以下公式计算上桥臂并联电阻的阻值Rep和下桥臂并联电阻的阻值Ren：

Rep=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn1+Vp1)/Vn2；

Ren=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn2+Vp2)/Vp1；

其中，电阻R3的阻值和电阻R4的阻值均为R0，Vp1为第一上桥臂电压，Vn1为第一下桥臂电压，Vp2为第二上桥臂电压，Vn2为第二下桥臂电压。

在一些实施例中，所述根据所述上桥臂并联电阻和所述下桥臂并联电阻计算所述正端绝缘电阻和负端绝缘电阻，包括：根据以下公式计算正端绝缘电阻的阻值Rp和负端绝缘电阻的阻值Rn：

Rp=R5*Rep/(R5-Rep)；

Rn=R5*Ren/(R5-Ren)；

其中，电阻R1的阻值和电阻R2的阻值均为R5。

本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测电路和方法，电路包括：上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路、控制模块；所述上桥臂固定支路的第一端和所述上桥臂非平衡支路的第一端分别与电池簇的正极连接，所述下桥臂固定支路的第一端和所述下桥臂非平衡支路的第一端分别与所述电池簇的负极连接，所述上桥臂固定支路的第二端、所述上桥臂非平衡支路的第二端、所述下桥臂固定支路的第二端、所述下桥臂非平衡支路的第二端连接并接地，所述控制模块分别与所述上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路连接。所述控制模块用于：首先，控制所述上桥臂固定支路接入并控制所述下桥臂固定支路接入；然后，控制所述上桥臂非平衡支路接入并控制所述下桥臂非平衡支路断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；接着，控制所述上桥臂非平衡支路断开并控制所述下桥臂非平衡支路接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；最后，根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。本申请实施例提供的电池绝缘电阻的检测电路通过分别采集不同支路的电压，可以更准确地计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。自动化的控制模块可以快速进行检测，提高工作效率。在不进行测量时，能够确保电池系统的绝缘性能良好，降低安全风险。并且本申请实施例的检测电路适用于各种类型的电池簇，具有较强的通用性，能够实时检测绝缘电阻，及时响应异常情况。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请一实施例提供的电池绝缘电阻的检测电路的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路的电路结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的控制模块的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的电池绝缘电阻的检测方法的流程示意图；

图5是本申请一实施例提供的根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细的描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征彼此之间未构成冲突可以相互组合。

虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或可以以不同于流程图所示出顺序执行各步骤。

当一个元件被表述为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。

请参阅图1，图1是本申请一实施例提供的电池绝缘电阻的检测电路100的结构示意图。

本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测电路100包括：上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22、控制模块30。

其中，上桥臂固定支路11的第一端和上桥臂非平衡支路12的第一端分别与电池簇BAT的正极连接，下桥臂固定支路21的第一端和下桥臂非平衡支路22的第一端分别与电池簇BAT的负极连接，上桥臂固定支路11的第二端、上桥臂非平衡支路12的第二端、下桥臂固定支路21的第二端、下桥臂非平衡支路22的第二端连接并接地，控制模块30分别与上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22连接。

具体的，控制模块30用于首先控制上桥臂固定支路11接入并控制下桥臂固定支路21接入。然后，控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压。接着，控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压。最后，根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。

电池簇BAT由多个电池模组组成，通常电池簇BAT的总压大于或等于1500V。电池模组由锂离子单体电芯串联而成，单体电芯的材料不限于磷酸铁锂或三元锂材料。

在本实施例中，在不对正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn进行测量时，控制模块30可控制上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22均断开，可防止因并进电阻而降低系统的绝缘特性。当需要对电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn进行测量时，首先，控制模块30控制上桥臂固定支路11和下桥臂固定支路12接入。接着，控制模块30控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开，此时，控制模块30通过上桥臂固定支路11采集第一上桥臂电压，并且通过下桥臂固定支路21采集第一下桥臂电压。然后，控制模块30控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入，此时，控制模块30通过上桥臂固定支路11采集第二上桥臂电压，并通过下桥臂固定支路21采集第二下桥臂电压。上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22中的电阻的阻值为已知的，在此基础上，控制模块30可根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算出电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。本申请实施例提供的电池绝缘电阻的检测电路通过分别采集不同支路的电压，可以更准确地计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。自动化的控制模块可以快速进行检测，提高工作效率。在不进行测量时，能够确保电池系统的绝缘性能良好，降低安全风险。并且本申请实施例的检测电路适用于各种类型的电池簇，具有较强的通用性，能够实时检测绝缘电阻，及时响应异常情况。

请参阅图2，图2是本申请一实施例提供的上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路的电路结构示意图。

在一些实施例中，上桥臂固定支路11包括开关S1、电阻R1及电阻Rs1。具体的，开关S1的第一端与电池簇BAT的正极连接，开关S1的第二端与电阻R1的第一端连接，开关S1的控制端与控制模块30连接，电阻R1的第二端分别与电阻Rs1的第一端和控制模块30连接，电阻Rs1的第二端与控制模块30连接并接地。

在一些实施例中，上桥臂非平衡支路12包括开关S3和电阻R3。具体的，开关S3的第一端与电池簇BAT的正极连接，开关S3的第二端与电阻R3的第一端连接，开关S3的控制端与控制模块30连接，电阻R3的第二端接地。

在一些实施例中，下桥臂固定支路21包括开关S2、电阻R2及电阻Rs2。具体的，开关S2的第一端与电池簇BAT的负极连接，开关S2的第二端与电阻R2的第一端连接，开关S2的控制端与控制模块30连接，电阻R2的第二端分别与电阻Rs2的第一端和控制模块30连接，电阻Rs2的第二端与控制模块30连接并接地。

在一些实施例中，下桥臂非平衡支路22包括开关S4和电阻R4。具体的，开关S4的第一端与电池簇BAT的负极连接，开关S4的第二端与电阻R4的第一端连接，开关S4的控制端与控制模块30连接，电阻R4的第二端接地。

需要说明的是，在本申请实施例中，开关S1、开关S2、开关S3、开关S4均为高压开关，其负载电压通常大于或等于1500V。开关S1、开关S2、开关S3、开关S4具体可为光控MOS（Metal-Oxide-Semiconductor，金氧半场效晶体管）或是单簧管继电器，并且其耐压大于或等于5000V。

本申请实施例中的地，即图2中的PE，指的是电池簇BAT的外壳地。本申请实施例的上桥臂是指电池簇BAT的正极对地PE之间，下桥臂是指电池簇BAT的负极对地PE之间。

本申请实施例中的电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4可由多个电阻串联而成，电阻的阻值大小和串接的电阻个数根据安规的耐压和绝缘要求不同确定。

请参阅图3，图3是本申请一实施例提供的控制模块的结构示意图。

在一些实施例中，控制模块30包括差分运放单元31、模数转换单元32、数字隔离单元33及控制器34。具体的，差分运放单元31、模数转换单元32、数字隔离单元33、控制器34依次连接，差分运放单元31分别与上桥臂固定支路11和下桥臂固定支路21连接，控制器34还分别与上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21及下桥臂非平衡支路22中的开关连接。

其中，差分运放单元31包括第一差分运放子单元311和第二差分运放子单元312。第一差分运放子单元311连接上桥臂固定支路11中的电阻Rs1的两端，以采集第一桥臂电压和第二上桥臂电压。第二差分运放子单元312连接下桥臂固定支路21中的电阻Rs2的两端，以采集第一下桥臂电压和第二下桥臂电压。

在本申请实施例中，第一运放子单元311采集到电阻Rs1两端的电压后，通过比例放大后将输出接到模数转换单元32，接着经过数字隔离单元33输出至控制器34。第二运放子单元312采集到电阻Rs2两端的电压后，通过比例放大后将输出接到模数转换单元32，接着经过数字隔离单元33输出至控制器34。

需要说明的是，数字隔离单元33包括隔离等级大于5000V的数字隔离芯片，该隔离芯片通过SPI接口或IIC接口通信。控制器34可为MCU（Micro Control Unit，微控制单元），MCU可通过数字隔离单元33读取模数转换单元32的数据。控制器34还用于控制开关S1、开关S2、开关S3、开关S4的通断。

在另一些实施例中，以上实施例中控制模块30中，对第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压的采样也可以设置为单端采样的方式，也即差分运放单元31可换为单端采样装置，具体的关于单端采样的结构可参考现有的或将来的技术。

具体的，控制器34用于首先控制上桥臂固定支路11接入并控制下桥臂固定支路21接入。然后，控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压。接着，控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压。最后，根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。

在本实施例中，在不对正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn进行测量时，控制模块30可控制上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22均断开，可防止因并进电阻而降低系统的绝缘特性。

当需要对电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn进行测量时，首先，控制模块30控制上桥臂固定支路11和下桥臂固定支路12接入。接着，控制模块30控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开，此时，控制模块30通过上桥臂固定支路11采集第一上桥臂电压，并且通过下桥臂固定支路21采集第一下桥臂电压。然后，控制模块30控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入，此时，控制模块30通过上桥臂固定支路11采集第二上桥臂电压，并通过下桥臂固定支路21采集第二下桥臂电压。上桥臂固定支路11、上桥臂非平衡支路12、下桥臂固定支路21、下桥臂非平衡支路22中的电阻的阻值为已知的，在此基础上，控制模块30可根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算出电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。

本申请实施例提供的电池绝缘电阻的检测电路通过分别采集不同支路的电压，可以更准确地计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。自动化的控制模块可以快速进行检测，提高工作效率。在不进行测量时，能够确保电池系统的绝缘性能良好，降低安全风险。并且本申请实施例的检测电路适用于各种类型的电池簇，具有较强的通用性，能够实时检测绝缘电阻，及时响应异常情况。

请参阅图4，图4是本申请一实施例提供的电池绝缘电阻的检测方法的流程示意图。

本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测方法，应用于电池绝缘电阻的检测电路，该方法包括：

步骤S1、控制上桥臂固定支路11接入并控制下桥臂固定支路21接入。

具体的，如图2所示，通过控制开关S1和开关S2均闭合，可控制上桥臂固定支路11接入并控制下桥臂固定支路21接入。此时，开关S3和开关S4均断开，也即此时上桥臂非平衡支路12和下桥臂非平衡支路22均未接入。

步骤S2、控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开，采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压。

具体的，如图2所示，通过控制开关S3闭合并且保持开关S4断开，可控制上桥臂非平衡支路12接入并控制下桥臂非平衡支路22断开。接着，控制模块30采集电阻Rs1两端的第一上桥臂电压，并采集电阻Rs2两端的第一下桥臂电压。

步骤S3、控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入，采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压。

具体的，如图2所示，通过控制开关S3断开并且控制开关S4闭合，可控制上桥臂非平衡支路12断开并控制下桥臂非平衡支路22接入。接着，控制模块30采集电阻Rs1两端的第二上桥臂电压，并采集电阻Rs2两端的第二下桥臂电压。

步骤S4、根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。

在一些实施例中，如图5所示，步骤S4、根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇BAT的正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn，包括：

步骤S41、根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻。

本申请实施例中，为了便于计算，将正端绝缘电阻Rp与上桥臂固定支路11并联后的总电阻记为Rep，并将负端绝缘电阻Rn与下桥臂固定支路21并联后的电阻记为Ren。

在一些实施例中，步骤S41、根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻，包括：

根据以下公式计算上桥臂并联电阻的阻值Rep和下桥臂并联电阻的阻值Ren：

Rep=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn1+Vp1)/Vn2；

Ren=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn2+Vp2)/Vp1；

其中，电阻R3的阻值和电阻R4的阻值均为R0，Vp1为第一上桥臂电压，Vn1为第一下桥臂电压，Vp2为第二上桥臂电压，Vn2为第二下桥臂电压。

本申请实施例中，可将正端绝缘电阻Rp与上桥臂固定支路11并联后的总电阻记为Rep，并将负端绝缘电阻Rn与下桥臂固定支路21并联后的电阻记为Ren。

需要说明的是，上桥臂固定支路11中的采样电阻Rs1的阻值远小于电阻R1的阻值，因此，上桥臂固定支路11的阻值约等于电阻R1的阻值。同理，下桥臂固定支路21的阻值约等于电阻R2的阻值。也即，当需要将上桥臂固定支路11的阻值作为一个整体去计算时可忽略电阻Rs1，当需要将下桥臂固定支路21的阻值作为一个整体去计算时可忽略电阻Rs2。

具体的，首先，可建立以下方程式：

公式（1）：Vn1/Vp1=Ren/(Rep//R0)=Ren(1/Rep+1/R0)；

公式（2）：Vp2/Vn2=Rep/(Ren//R0)=Rep(1/Ren+1/R0)。

其中，Rep//R0表示当阻值为Rep的电阻与阻值为R0的电阻并联时的总阻值，Ren//R0表示当阻值为Ren的电阻与阻值为R0的电阻并联时的总阻值。

接着，由公式（1）可得到公式（3）：Ren=(Vn1/Vp1)*Rep*R0/(Rep+R0)。由公式（2）可得到公式（4）：Rep=(Vp2/Vn2)*Ren*R0/(Ren+R0)。

然后，将（3）式代入（2）式，可得到公式（5）：Vp2/Vn2=Rep*(1/R0+（Vp1/Vn1）*(Rep+R0)/（Rep*R0））=（Rep/R0）+Vp1*(Rep+R0)/(Vn1*R0)=（Vn1*Rep +Vp1*R0 +Vp1*Rep)/(Vn1*R0)。

最后，由公式（5）可推导出公式（6）：Rep=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn1+Vp1)/Vn2。

由公式（5）可推导出公式（7）：Ren=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn2+Vp2)/Vp1。

需要说明的是，在本申请实施例中，为了方便计算，将电阻R3的阻值和电阻R4的阻值均设置为了R0。在其它一些实施例中，电阻R3和电阻R4的阻值可根据实际情况设置。也即，电阻R3和电阻R4的阻值可以不相等。当电阻R3和电阻R4的阻值不相等时，计算电阻Rep和电阻Ren的值的原理可参考上述原理，在此不再赘述。

步骤S42、根据上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻计算正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn。

由于，上桥臂并联电阻的阻值Rep为正端绝缘电阻Rp与上桥臂固定支路11并联后的总电阻，下桥臂并联电阻的阻值Ren为负端绝缘电阻Rn与下桥臂固定支路21并联后的总电阻。并且，电阻R1的阻值与电阻R2的阻值已知。因此，当计算出Rep和Ren的值之后，

在一些实施例中，步骤S42、根据上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻计算正端绝缘电阻Rp和负端绝缘电阻Rn，包括：

根据以下公式计算正端绝缘电阻Rp的阻值Rp和负端绝缘电阻Rn的阻值Rn：

Rp=R5*Rep/(R5-Rep)；

Rn=R5*Ren/(R5-Ren)；

其中，电阻R1的阻值和电阻R2的阻值均为R5。

需要说明的是，在本实施例中，为了方便计算，将电阻R1和电阻R2的阻值均设置为R5。在其它一些实施例中，电阻R1和电阻R2的阻值可根据实际情况设置。也即，电阻R1和电阻R2的阻值可以不相等。当电阻R1和电阻R2的阻值不相等时，计算电阻Rp和电阻Rn的值的原理可参考上述原理，在此不再赘述。

本申请实施例提供了一种电池绝缘电阻的检测方法，应用于如上所述的电池绝缘电阻的检测电路。方法包括：首先，控制上桥臂固定支路接入并控制下桥臂固定支路接入。然后，控制上桥臂非平衡支路接入并控制下桥臂非平衡支路断开，采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压。接着，控制上桥臂非平衡支路断开并控制下桥臂非平衡支路接入，采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压。最后，根据第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

本申请实施例通过控制开关的通断以控制在电池簇的正极和负极分别对地PE并入已知电阻，然后依次通过控制开关的通断以控制在电池簇的对地端的电压和电池簇的正极对地端的电压并入非平衡电阻。接着对上桥臂电压（电池簇的正极对地）和下桥臂电压（电池簇的负极对地）进行采样，得到不同电压值，代入建立的方程式，即可计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。本申请实施例提供的电池绝缘电阻的检测方法通过分别采集不同支路的电压，可以更准确地计算电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，包括：上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路、控制模块；

所述上桥臂固定支路的第一端和所述上桥臂非平衡支路的第一端分别与电池簇的正极连接，所述下桥臂固定支路的第一端和所述下桥臂非平衡支路的第一端分别与所述电池簇的负极连接，所述上桥臂固定支路的第二端、所述上桥臂非平衡支路的第二端、所述下桥臂固定支路的第二端、所述下桥臂非平衡支路的第二端连接并接地，所述控制模块分别与所述上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路、下桥臂非平衡支路连接；

所述控制模块用于：

控制所述上桥臂固定支路接入并控制所述下桥臂固定支路接入；

控制所述上桥臂非平衡支路接入并控制所述下桥臂非平衡支路断开，并采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；

控制所述上桥臂非平衡支路断开并控制所述下桥臂非平衡支路接入，并采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；

根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

2.根据权利要求1所述的电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，所述上桥臂固定支路包括开关S1、电阻R1、电阻Rs1；

所述开关S1的第一端与所述电池簇的正极连接，所述开关S1的第二端与所述电阻R1的第一端连接，所述开关S1的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R1的第二端分别与所述电阻Rs1的第一端和所述控制模块连接，所述电阻Rs1的第二端与所述控制模块连接并接地。

3.根据权利要求1所述的电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，所述上桥臂非平衡支路包括开关S3、电阻R3；

所述开关S3的第一端与所述电池簇的正极连接，所述开关S3的第二端与所述电阻R3的第一端连接，所述开关S3的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R3的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，所述下桥臂固定支路包括开关S2、电阻R2、电阻Rs2；

所述开关S2的第一端与所述电池簇的负极连接，所述开关S2的第二端与所述电阻R2的第一端连接，所述开关S2的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R2的第二端分别与所述电阻Rs2的第一端和所述控制模块连接，所述电阻Rs2的第二端与所述控制模块连接并接地。

5.根据权利要求1所述的电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，所述下桥臂非平衡支路包括开关S4和电阻R4；

所述开关S4的第一端与所述电池簇的负极连接，所述开关S4的第二端与所述电阻R4的第一端连接，所述开关S4的控制端与所述控制模块连接，所述电阻R4的第二端接地。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电池绝缘电阻的检测电路，其特征在于，所述控制模块包括差分运放单元、模数转换单元、数字隔离单元、控制器；

所述差分运放单元、所述模数转换单元、所述数字隔离单元、所述控制器依次连接，所述差分运放单元分别与所述上桥臂固定支路和所述下桥臂固定支路连接，所述控制器还分别与所述上桥臂固定支路、上桥臂非平衡支路、下桥臂固定支路及下桥臂非平衡支路中的开关连接。

7.一种电池绝缘电阻的检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的电池绝缘电阻的检测电路，所述方法包括：

控制所述上桥臂固定支路接入并控制所述下桥臂固定支路接入；

控制所述上桥臂非平衡支路接入并控制所述下桥臂非平衡支路断开，采集第一上桥臂电压和第一下桥臂电压；

控制所述上桥臂非平衡支路断开并控制所述下桥臂非平衡支路接入，采集第二上桥臂电压和第二下桥臂电压；

根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

8.根据权利要求7所述的电池绝缘电阻的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算所述电池簇的正端绝缘电阻和负端绝缘电阻，包括：

根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻；

根据所述上桥臂并联电阻和所述下桥臂并联电阻计算所述正端绝缘电阻和负端绝缘电阻。

9.根据权利要求8所述的电池绝缘电阻的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一上桥臂电压、第一下桥臂电压、第二上桥臂电压、第二下桥臂电压计算上桥臂并联电阻和下桥臂并联电阻，包括：

根据以下公式计算上桥臂并联电阻的阻值Rep和下桥臂并联电阻的阻值Ren：

Rep=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn1+Vp1)/Vn2；

Ren=R0*(Vp2*Vn1-Vp1*Vn2)/(Vn2+Vp2)/Vp1；

其中，电阻R3的阻值和电阻R4的阻值均为R0，Vp1为第一上桥臂电压，Vn1为第一下桥臂电压，Vp2为第二上桥臂电压，Vn2为第二下桥臂电压。

10.根据权利要求9所述的电池绝缘电阻的检测方法，其特征在于，所述根据所述上桥臂并联电阻和所述下桥臂并联电阻计算所述正端绝缘电阻和负端绝缘电阻，包括：

根据以下公式计算正端绝缘电阻的阻值Rp和负端绝缘电阻的阻值Rn：

Rp=R5*Rep/(R5-Rep)；

Rn=R5*Ren/(R5-Ren)；

其中，电阻R1的阻值和电阻R2的阻值均为R5。