TW201321767A - 絕緣阻抗估測裝置及估測方法 - Google Patents

Abstract

一種絕緣阻抗估測裝置及估測方法，由一電壓量測模組量測一雜訊電壓、一高壓電力系統之負極端與接地間之電壓，以及該高壓電力系統之正極端電壓，並將量測結果傳送至一絕緣阻抗等效電路模型，再由一適應性估測演算單元估測出一參數集合，並將參數集合傳送至該絕緣阻抗等效電路模型進行運算，由絕緣阻抗等效電路模型利用雜訊電壓、負極端與接地間之電壓、正極端電壓三種電壓以及參數集合，計算出高壓電力系統之負極端與接地間之電壓，再由一絕緣阻抗計算單元計算出高壓電力系統之正極端虛擬串聯電阻及負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。

Description

絕緣阻抗估測裝置及估測方法

本發明係有關於一種絕緣阻抗估測裝置及估測方法，尤指一種採用完整之等效電路模型，並使用適應性估測方法進行估測之絕緣阻抗估測裝置及估測方法，可排除雜散電容效應與僅能在系統運作時估測大電路負端與機殼之絕緣阻抗之缺點，提高絕緣阻抗估測的精確度與信賴度。

請參閱第一圖所示一種習知高壓電力系統之架構，該高壓電力系統10包含一變頻器11、一充電器12與一電池組13，變頻器11、充電器12與電池組13係設置於一殼體14內，變頻器11則電性連接一馬達15，變頻器11、充電器12以及電池組13之正極端以一正極端電力線L1並聯，變頻器11、充電器12以及電池組13之負極端以一負極端電力線L2並聯，變頻器11、充電器12與電池組13具有相同的電壓，而殼體14接地G，因此殼體14具有一地電位。變頻器11、充電器12與電池組13其中任一絕緣阻抗降低或失效，都可由量測正極端電力線L1及負極端電力線L2與殼體14間之阻抗值而得知。而變頻器11、充電器12與電池組13必須與殼體14保持適度的絕緣阻抗值，以防止人員接觸殼體14時造成觸電風險。但是絕緣阻抗與初始電氣設計、材料老化、天候、以及振動碰撞有關，因此必須隨時對該阻抗其進行監測，以確保人員與高壓電力系統10之安全。

該高壓電力系統10之絕緣阻抗，可以連接正極端電力線L1及負極端電力線L2與殼體14間之正極端虛擬串聯電阻Rp、負極端虛擬串聯電阻Rn來表示，正極端虛擬串聯電阻Rp、負極端虛擬串聯電阻Rn分別並聯一正極端雜散電容Cp以及一負極端雜散電容Cn，該正極端雜散電容Cp、負極端雜散電容Cn對於動態訊號如方波會產生相當大的影響。但是目前絕緣阻抗的估測技術，皆係輸入低電壓或電流於高壓電力迴路中，藉由所連接RC電路所造成的波形變化來計算絕緣阻抗值，卻未考慮殼體14間所存在的雜散電容與負載之高頻諧波影響，因此對於高壓電極兩端的絕緣阻抗值無法進行準確估算，產生相當大的誤差結果，不僅高壓電力系統10容易受損，同時對人員安全造成嚴重影響。

就習知專利而言，例如美國專利US7560935「GROUND-FAULT RESISTANCE MEASUREMENT CURCUIT AND GROUND-FAULT DETECTION CIRCUIT」，其揭露之偵測高壓電力系統絕緣阻抗之技術手段，主要係利用電容與兩組切換器對負極進行儲放電，並利用RC曲線進行暫態估測；又例如美國公開專利US20110049977「SAFETY AND PERFORMANCE OPTIMIZED CONTROLS FOR LARGE SCALE ELECTRIC VEHICLE BATTERY SYSTEMS」，其揭露偵測高壓電力系統絕緣阻抗之技術手段，主要係利用電容與電阻電路分別與正負極連接，並利用RC曲線進行暫態估測。據此可知，習知前案都是依賴RC曲線之波形變化進行絕緣阻抗值估算，忽略了寄生或雜散電容對於動態方波訊號會產生相當大的影響，導致絕緣阻抗估測出現相當大的誤差。

有鑑於習知技術之缺失，本發明提出一種絕緣阻抗估測裝置及估測方法，採用完整之等效電路模型，並使用適應性估測方法進行估測，可排除雜散電容效應與僅能在系統運作時估測大電路負端與機殼之絕緣阻抗之缺點，因此可提高絕緣阻抗量測之精確度與信賴度。

為達到上述目的，本發明提出一種絕緣阻抗估測裝置，係用以估測一高壓電力系統之絕緣阻抗，該高壓電力系統包括一電池組與一殼體，該電池組具有一正極端及一負極端，該殼體接地，該正極端與接地間具有一正極端虛擬串聯電阻，且該正極端虛擬串聯電阻並聯一正極端雜散電容。該負極端與接地間具有一負極端虛擬串聯電阻，且該負極端虛擬串聯電阻並聯一負極端雜散電容，該絕緣阻抗估測裝置包含：一降壓電力轉換器，用以產生一雜訊電壓，該降壓電力轉換器藉由一第一訊號線連接該高壓電力系統之負極端，於該降壓電力轉換器與該負極端之間串聯一電阻，該降壓電力轉換器藉由一第二訊號線連接至該高壓電力系統之接地；一電壓量測模組，與該降壓電力轉換器之第一訊號線與第二訊號線電性連接，由該電壓量測模組量測該雜訊電壓以及該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓；一控制區域網路收發器，用以收發與處理訊息，使該絕緣阻抗估測裝置與至少一外部管理系統相互傳輸訊息；以及一數位訊號處理器，用以進行電壓計算以及一參數集合估測，該數位訊號處理器包括：一有限頻寬白雜訊產生器，用以產生一工作週率訊號，並將該工作週率訊號傳送至該降壓電力轉換器，以驅動該降壓電力轉換器產生該雜訊電壓；一絕緣阻抗等效電路模型，用以接收並計算該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓以及該高壓電力系統之正極端電壓，該絕緣阻抗等效電路模型係依據該降壓電力轉換器之第一訊號線、該第二訊號線與該高壓電力系統電性連接所形成之等效電路；一適應性估測演算單元，用以估測一參數集合，該參數集合係由該正極端虛擬串聯電阻、該正極端雜散電容，以及該負極端虛擬串聯電阻、該負極端雜散電容所組成之函數；一絕緣阻抗計算單元，用以解析該參數集合，以得到該正極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。

為達到上述目的，本發明又提出一種絕緣阻抗估測方法，係用以估測一高壓電力系統之絕緣阻抗，該高壓電力系統包括一電池組與一殼體，該電池組具有一正極端及一負極端，該殼體接地，該正極端與接地間具有一正極端虛擬串聯電阻，且該正極端虛擬串聯電阻並聯一正極端雜散電容。該負極端與接地間具有一負極端虛擬串聯電阻，且該負極端虛擬串聯電阻並聯一負極端雜散電容，該絕緣阻抗估測方法包含：備置一絕緣阻抗估測裝置，該絕緣阻抗估測裝置包括一降壓電力轉換器、一電壓量測模組、一控制區域網路收發器以及一數位訊號處理器，該數位訊號處理器包括一有限頻寬白雜訊產生器、一絕緣阻抗等效電路模型、一適應性估測演算單元以及一絕緣阻抗計算單元；由該電壓量測模組量測一雜訊電壓、該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓以及該高壓電力系統之正極端電壓，並將該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓以及該正極端電壓傳送至該絕緣阻抗等效電路模型；由該適應性估測演算單元估測出一參數集合，該參數集合係由該正極端虛擬串聯電阻、該正極端雜散電容，以及該負極端虛擬串聯電阻、該負極端雜散電容所組成之函數，並將該參數集合傳送至該絕緣阻抗等效電路模型進行運算；由該絕緣阻抗等效電路模型利用該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓、該正極端電壓三種電壓訊號，以及該參數集合，計算該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓；以及由該絕緣阻抗計算單元計算該正極端虛擬串聯電阻以及該高壓電力系統之負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。

為使　貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。

以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利　貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。

請參閱第二圖所示，本發明所提供之絕緣阻抗估測裝置20，其包含一降壓電力轉換器(Buck converter)21、一電壓量測模組22、一控制區域網路(CAN)收發器23、一數位訊號處理器(DSP)24以及一顯示單元25。

該絕緣阻抗估測裝置20連接一高壓電力系統10，該高壓電力系統10包含一變頻器11、一充電器12與一電池組13，變頻器11、充電器12與電池組13設置於一殼體14內，變頻器11電性連接一設置於殼體14外之馬達15，變頻器11、充電器12以及電池組13之正極端以一正極端電力線L1並聯，變頻器11、充電器12以及電池組13之負極端以一負極端電力線L2並聯，變頻器11、充電器12與電池組13具有相同的電壓，此外由於殼體14接地G，因此殼體14具有一地電位。該高壓電力系統10若是應用於電動車時，該殼體14可為電動車之車體。該電池組13正極端與殼體14接地G間具有一正極端虛擬串聯電阻Rp，且該正極端虛擬串聯電阻Rp並聯一正極端雜散電容Cp。該電池組13負極端與殼體14接地G間具有一負極端虛擬串聯電阻Rn，且該負極端虛擬串聯電阻Rn並聯一負極端雜散電容Cn。由於該正極端虛擬串聯電阻Rp、正極端雜散電容Cp，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn、負極端雜散電容Cn並非實體的電阻及電容，因此以虛線表示。

該降壓電力轉換器21藉由一第一訊號線211連接至高壓電力系統10之負極端電力線L2(亦即電池組13之負極端)，於該降壓電力轉換器21與該高壓電力系統10之負極端電力線L2之間串聯一電阻R。同時，該降壓電力轉換器21藉由一第二訊號線212連接至該高壓電力系統10之接地G。該降壓電力轉換器21係用以接收該數位訊號處理器24傳送過來之一工作週率(Duty)訊號，由該降壓電力轉換器21產生對應之降電壓變化，並產生一雜訊電壓Vg，該雜訊電壓Vg係位於0~12伏特(V)之範圍內。

該電壓量測模組22與降壓電力轉換器21之第一訊號線211、第二訊號線212電性連接，由電壓量測模組22量測該雜訊電壓Vg以及該高壓電力系統10之負極端與接地間之電壓Vn，此外，該電壓量測模組22藉由一第三訊號線221連接至高壓電力系統10之正極端電力線L1(亦即電池組13之正極端)，用以量測該高壓電力系統16之正極端電壓Vdc。由電壓量測模組22將雜訊電壓Vg、負極端與接地間之電壓Vn以及正極端電壓Vdc分別傳送至數位訊號處理器24進行電壓計算以及參數集合估測。

該控制區域網路收發器23係用以收發與處理訊息，使絕緣阻抗估測裝置20可與外部管理系統(圖中未示出)相互傳輸訊息，例如，該控制區域網路收發器23可以利用該控制區域網路收發器23將絕緣阻抗估測值或警示訊號送至各裝置管理系統，以作為各次系統是否停止運轉之依據。或者，該高壓電力系統10可包括一電池管理系統(BMS)，該控制區域網路收發器23可藉由該電池管理系統讀取該高壓電力系統10之正極端電壓Vdc。必須說明的是，當利用控制區域網路收發器23藉由電池管理系統讀取正極端電壓Vdc時，則電壓量測模組22不需要設置該第三訊號線221連接至高壓電力系統10之正極端電力線L1。

該數位訊號處理器24包括一有限頻寬白雜訊產生器241、一絕緣阻抗等效電路模型242、一適應性估測演算單元243以及一絕緣阻抗計算單元244。

該有限頻寬白雜訊產生器241係利用類亂數二次元序列方法(Pseudo Random Binary Sequence，PRBS)產生一白雜訊，此白雜訊為範圍0~1之工作週率(Duty)訊號，該工作週率訊號係用以驅動該降壓電力轉換器21以產生該雜訊電壓Vg，該雜訊電壓Vg係位於0~12伏持(V)之範圍內。

該絕緣阻抗等效電路模型242係依據上述該降壓電力轉換器21由第一訊號線211、第二訊號線212與高壓電力系統10電性連接所形成之等效電路，如第三圖所示，該雜訊電壓Vg注入該高壓電力系統10之負極端，形成一第一電流迴路In，以及一第二電流迴路Ip，由第三圖所示電路可知，雜訊電壓Vg與高壓電力系統10之負載Zload不構成迴路，因此不會對高壓電力系統10造成影響與干擾，利用正極端電壓Vdc與負極端與接地間之電壓Vn，以下列公式進行計算：

Vp=Vdc+Vn；

可計算出正極端與接地間之電壓Vp。如此即可構成一完整之電路模型。

該適應性估測演算單元243係用以估測一參數集合P，適應性估測演算單元243係利用該負極端與接地間之電壓Vn、該正極端與接地間之電壓Vp，以及一電路模型估測誤差訊號來估測該參數集合P，該電路模型估測誤差訊號係指量測電壓模組之量測Vn與絕緣阻抗等效電路之估測Vn之誤差量訊號。該參數集合P係由該正極端虛擬串聯電阻Rp、正極端雜散電容Cp，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn、負極端雜散電容Cn所組成之函數。

該絕緣阻抗計算單元244係用以解析該參數集合P，以得到該正極端虛擬串聯電阻Rp之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn之絕緣阻抗值，並將該正極端虛擬串聯電阻Rp之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn之絕緣阻抗值傳送至該顯示單元25，或由該控制區域網路收發器23發送到其他控制系統。

該顯示單元25係與該數位訊號處理器24電性連接，顯示單元25係用以接收於數位訊號處理器24所計算出之該正極端虛擬串聯電阻Rp之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn之絕緣阻抗值，並將絕緣阻抗數值顯示於該顯示單元25，該顯示單元25可為一螢幕，且該螢幕配合發光二極體以燈號進行警示。

請參閱第四圖所示，說明本發明之絕緣阻抗估測方法之流程，其包括：首先由該電壓量測模組22進行雜訊電壓Vg、負極端與接地間之電壓Vn，以及正極端電壓Vdc量測，其中，該正極端電壓Vdc也可由該控制區域網路收發器23讀取一電池管理系統(BMS)而取得。再將雜訊電壓Vg、負極端與接地間之電壓Vn，以及正極端電壓Vdc三種電壓訊號，傳送至該數位訊號處理器24進行下一步運算。

其次，再由該絕緣阻抗等效電路模型242利用動態雜訊電壓Vg、負極端與接地間之電壓Vn，以及正極端電壓Vdc三種電壓訊號，以及由該適應性估測演算單元243估測出之參數集合P，進行負極端與接地間之電壓Vn之計算，將估算結果回饋至該適應性估測演算單元243進行下一時刻(亦即該數位訊號處理器24中斷處理之間隔時間)之參數集合P之估測。必須說明的是，使用者可設定該數位訊號處理器24處理的時間週期，數位訊號處理器24可於設定的不同時刻持續且週期性地對該絕緣阻抗估測裝置20所估測的各個訊號進行處理，當數位訊號處理器24完成某一時段的處理程序後，會有短暫中斷的間隔時間，該間隔時間係用以等待該降壓電力轉換器(Buck converter)21、電壓量測模組22、控制區域網路(CAN)收發器23將估測的各種訊號傳入數位訊號處理器24以進行處理。

其次，再由該絕緣阻抗計算單元244根據參數集合P之估測結果，進行正極端虛擬串聯電阻Rp之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻Rn之絕緣阻抗值之計算，並將計算結果發送至顯示單元25或控制區域網路收發器23，由顯示單元25顯示絕緣阻抗值之數值，同時可搭配發光二極體進行警示，或由該控制區域網路收發器23將絕緣阻抗值之數值發送到其他所需之控制系統。

根據第三圖所示之等效電路以及第四圖所示之估測流程進行絕緣阻抗模擬實驗，設定相關參數如下：

電阻R=20k歐姆(ohm)；

正極端電壓Vdc=350伏特(V)；

正極端雜散電容Cp=0.3u法拉(Fara)；

負極端雜散電容Cn=0.2u法拉(Fara)；

正極端虛擬串聯電阻Rp之絕緣阻抗初始值=600k歐姆(ohm)；

負極端虛擬串聯電阻Rn之絕緣阻抗初始值=500k歐姆(ohm)。

請參閱第五圖與第六圖所示第一次絕緣阻抗模擬之曲線圖，於該第一次絕緣阻抗模擬中，係假設在參數開始估測後之50秒時，正極端發生絕緣阻抗劣化而掉落至300k歐姆(ohm)之狀況。第五圖係將本發明估測之正極端絕緣阻抗估測值(圖示不規則曲線)與實際正極端絕緣阻抗值(圖示起始絕緣阻抗值為600k歐姆，且於時間50秒處降為300k歐姆之虛線)相互對照，第六圖係將本發明估測之負極端絕緣阻抗估測值(圖示不規則曲線)與實際負極端絕緣阻抗值(圖示絕緣阻抗值為500k歐姆之實線)相互對照。由第五圖及第六圖所示可知，本發明估測之正極端絕緣阻抗估測值、負極端絕緣阻抗估測值大約在絕緣阻抗劣化發生後40秒(亦即橫座標時間90秒處)，即可準確地分別追上實際正極端絕緣阻抗值與實際負極端絕緣阻抗值。當正極端絕緣阻抗產生劣化時(亦即橫座標時間50秒處)，實際正極端絕緣阻抗值瞬間會產生很大的差異，由600k歐姆(ohm)瞬間掉落至300k歐姆(ohm)。當絕緣阻抗劣化發生後40秒(亦即橫座標時間90秒處)，即可由該正極端絕緣阻抗估測值判斷出絕緣阻抗劣化，即使負極端絕緣阻抗估測值是在絕緣阻抗劣化發生後130秒(亦即橫座標時間180秒處)才慢慢收斂到實際負極端絕緣阻抗值。

請參閱第七圖及第八圖所示第二次絕緣阻抗模擬之曲線圖，於該第二次絕緣阻抗模擬中，係假設在參數開始估測後之50秒時，負極端發生絕緣阻抗劣化而掉落至300k歐姆(ohm)之狀況。第七圖係將本發明估測之正極端絕緣阻抗估測值(圖示不規則曲線)與實際正極端絕緣阻抗值(圖示絕緣阻抗值為600k歐姆之虛線)相互對照，第八圖係將本發明估測之負極端絕緣阻抗估測值(圖示不規則曲線)與實際負極端絕緣阻抗值(圖示起始絕緣阻抗值為500k歐姆，且於時間50秒處降為300k歐姆之實線)相互對照。由第七圖及第八圖所示可知，本發明估測之負極端絕緣阻抗估測值可在絕緣阻抗劣化發生後10秒(亦即橫座標時間60秒處)準確地估測到實際負極端絕緣阻抗值之劣化數值，而且正極端絕緣阻抗估測值不會因另一端劣化而產生估測上的波動。

由上述模擬實驗證明，本發明所提供之絕緣阻抗估測裝置及估測方法確實可以達到隨時對高壓電力系統絕緣阻抗進行監測之功效，且估測精確度與信賴度高。其原因在於，當電池正極端產生絕緣阻抗劣化時，會使得該負極端與接地間之電壓(Vn)瞬間產生很大的變動，造成參數估測也隨之產生變動。也由於該負極端與接地間之電壓Vn會隨著正極端絕緣阻抗之變化而變動，因此，於估測絕緣阻抗時，必須同時考慮雜散電容與電池正負二極短路對估測系統之影響，同時，必須對正負二極絕緣阻抗同時進行估測，方能精確估測絕緣阻抗數值，而本發明所提供之絕緣阻抗估測裝置及估測方法，由於採用完整之電路模型，並使用適應性估測方法進行估測，因此可排除雜散電容效應，且可以避免習知絕緣阻抗估測僅能在系統運作時估測大電路負端與機殼之絕緣阻抗之缺點。將本發明應用於持續估測高壓電力系統正負極端與接地之絕緣阻抗值，可達到絕緣劣化與失效預測，以及降低漏電流造成系統元件損壞與人員觸電防制之目的，提高被監測系統之安全性。此外，本發明所提供之絕緣阻抗估測裝置無大型電容，體積小，耐壓與適用範圍廣。尤其將本發明應用於動車電力與充電系統，可提升電動車行駛與充電安全，符合國際法規在絕緣阻抗的監測規範，係發展電動車相關電力裝置之必備技術。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

10．．．高壓電力系統

11．．．變頻器

12．．．充電器

13．．．電池組

14．．．殼體

15．．．馬達

20．．．絕緣阻抗估測裝置

21．．．降壓電力轉換器(Buck converter)

211．．．第一訊號線

212．．．第二訊號線

22．．．電壓量測模組

221．．．第三訊號線

23．．．控制區域網路(CAN)收發器

24．．．數位訊號處理器(DSP)

241．．．有限頻寬白雜訊產生器

242．．．絕緣阻抗等效電路模型

243．．．適應性估測演算單元

244．．．絕緣阻抗計算單元

25．．．顯示單元

Cn．．．負極端雜散電容

Cp．．．正極端雜散電容

G．．．接地

L1．．．正極端電力線

L2．．．負極端電力線

In．．．第一電流迴路

Ip．．．第二電流迴路

P．．．參數集合

R．．．電阻

Rn．．．負極端虛擬串聯電阻

Rp．．．正極端虛擬串聯電阻

Vdc．．．正極端電壓

Vg．．．雜訊電壓

Vn．．．負極端與接地間之電壓

Vp．．．正極端與接地間之電壓

Zload．．．負載

第一圖係習知高壓電力系統之架構示意圖。

第二圖係本發明連接高壓電力系統之架構示意圖。

第三圖係本發明之等效電路圖。

第四圖係本發明之參數估測流程圖。

第五圖及第六圖係第一次絕緣阻抗模擬實驗之對照圖。

第七圖及第八圖係第二次絕緣阻抗模擬實驗之對照圖。

10．．．高壓電力系統

11．．．變頻器

12．．．充電器

13．．．電池組

14．．．殼體

15．．．馬達

20．．．絕緣阻抗估測裝置

21．．．降壓電力轉換器(Buck converter)

211．．．第一訊號線

212．．．第二訊號線

22．．．電壓量測模組

221．．．第三訊號線

23．．．控制區域網路(CAN)收發器

24．．．數位訊號處理器(DSP)

241．．．有限頻寬白雜訊產生器

242．．．絕緣阻抗等效電路模型

243．．．適應性估測演算單元

244．．．絕緣阻抗計算單元

25．．．顯示單元

Cn．．．負極端雜散電容

Cp．．．正極端雜散電容

G．．．接地

L1．．．正極端電力線

L2．．．負極端電力線

R．．．電阻

Rn．．．負極端虛擬串聯電阻

Rp．．．正極端虛擬串聯電阻

Vdc．．．正極端電壓

Vg．．．雜訊電壓

Vn．．．負極端與接地間之電壓

Claims (11)

1. 一種絕緣阻抗估測裝置，係用以估測一高壓電力系統之絕緣阻抗，該高壓電力系統包括一電池組與一殼體，該電池組具有一正極端及一負極端，該殼體接地，該正極端與接地間具有一正極端虛擬串聯電阻，且該正極端虛擬串聯電阻並聯一正極端雜散電容。該負極端與接地間具有一負極端虛擬串聯電阻，且該負極端虛擬串聯電阻並聯一負極端雜散電容，該絕緣阻抗估測裝置包含：一降壓電力轉換器，用以產生一雜訊電壓，該降壓電力轉換器藉由一第一訊號線連接該高壓電力系統之負極端，於該降壓電力轉換器與該負極端之間串聯一電阻，該降壓電力轉換器藉由一第二訊號線連接至該高壓電力系統之接地；一電壓量測模組，與該降壓電力轉換器之第一訊號線與第二訊號線電性連接，由該電壓量測模組量測該雜訊電壓以及該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓；一控制區域網路收發器，用以收發與處理訊息，使該絕緣阻抗估測裝置與至少一外部管理系統相互傳輸訊息；以及一數位訊號處理器，用以進行電壓計算以及一參數集合估測，該數位訊號處理器包括：一有限頻寬白雜訊產生器，用以產生一工作週率訊號，並將該工作週率訊號傳送至該降壓電力轉換器，以驅動該降壓電力轉換器產生該雜訊電壓；一絕緣阻抗等效電路模型，用以接收並計算該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓以及該高壓電力系統之正極端電壓，該絕緣阻抗等效電路模型係依據該降壓電力轉換器之第一訊號線、該第二訊號線與該高壓電力系統電性連接所形成之等效電路；一適應性估測演算單元，用以估測一參數集合，該參數集合係由該正極端虛擬串聯電阻、該正極端雜散電容，以及該負極端虛擬串聯電阻、該負極端雜散電容所組成之函數；一絕緣阻抗計算單元，用以解析該參數集合，以得到該正極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值，以及該負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之絕緣阻抗估測裝置，其中該電壓量測模組藉由一第三訊號線連接至該高壓電力系統之正極端電力線，用以量測該高壓電力系統之正極端電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之絕緣阻抗估測裝置，其中該高壓電力系統包括一電池管理系統(BMS)，該控制區域網路收發器係藉由該電池管理系統讀取該高壓電力系統之正極端電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之絕緣阻抗估測裝置，其中該數位訊號處理器電性連接一顯示單元，該顯示單元係用以顯示該數位訊號處理器所計算出之該正極端虛擬串聯電阻以及該負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。
5. 一種絕緣阻抗估測方法，係用以估測一高壓電力系統之絕緣阻抗，該高壓電力系統包括一電池組與一殼體，該電池組具有一正極端及一負極端，該殼體接地，該正極端與接地間具有一正極端虛擬串聯電阻，且該正極端虛擬串聯電阻並聯一正極端雜散電容。該負極端與接地間具有一負極端虛擬串聯電阻，且該負極端虛擬串聯電阻並聯一負極端雜散電容，該絕緣阻抗估測方法包含：備置一絕緣阻抗估測裝置，該絕緣阻抗估測裝置包括一降壓電力轉換器、一電壓量測模組、一控制區域網路收發器以及一數位訊號處理器，該數位訊號處理器包括一有限頻寬白雜訊產生器、一絕緣阻抗等效電路模型、一適應性估測演算單元以及一絕緣阻抗計算單元；由該電壓量測模組量測一雜訊電壓、該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓以及該高壓電力系統之正極端電壓，並將該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓以及該正極端電壓傳送至該絕緣阻抗等效電路模型；由該適應性估測演算單元估測出一參數集合，該參數集合係由該正極端虛擬串聯電阻、該正極端雜散電容，以及該負極端虛擬串聯電阻、該負極端雜散電容所組成之函數，並將該參數集合傳送至該絕緣阻抗等效電路模型進行運算；由該絕緣阻抗等效電路模型利用該雜訊電壓、該負極端與接地間之電壓、該正極端電壓三種電壓訊號，以及該參數集合，計算該高壓電力系統之負極端與接地間之電壓；以及由該絕緣阻抗計算單元計算該正極端虛擬串聯電阻以及該高壓電力系統之負極端虛擬串聯電阻之絕緣阻抗值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該有限頻寬白雜訊產生器係用以產生一工作週率訊號，並將該工作週率訊號傳送至該降壓電力轉換器，以驅動該降壓電力轉換器產生該雜訊電壓。
7. 如申請專利範圍第5項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該降壓電力轉換器係藉由一第一訊號線連接該負極端電力線，於該降壓電力轉換器與該負極端電力線之間串聯一電阻，該降壓電力轉換器又藉由一第二訊號線連接至該高壓電力系統之接地，該電壓量測模組與該降壓電力轉換器之第一訊號線與第二訊號線電性連接，由該電壓量測模組量測該高壓電力系統之該負極端與接地間之電壓以及該正極端電壓。
8. 如申請專利範圍第7項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該絕緣阻抗等效電路模型係依據該降壓電力轉換器藉由第一訊號線、該第二訊號線與該高壓電力系統電性連接所形成之等效電路。
9. 如申請專利範圍第5項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該電壓量測模組藉由一第三訊號線連接至該高壓電力系統之正極端電力線，用以量測該高壓電力系統之正極端電壓。
10. 如申請專利範圍第5項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該絕緣阻抗等效電路模型將估算結果回饋至該適應性估測演算單元，以進行下一時刻之參數集合之估測。
11. 如申請專利範圍第5項所述之絕緣阻抗估測方法，其中該高壓電力系統包括一電池管理系統(BMS)，該控制區域網路收發器係藉由該電池管理系統讀取該高壓電力系統之正極端電壓。