CN104423377A - 隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法 - Google Patents

隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104423377A
CN104423377A CN201410433280.5A CN201410433280A CN104423377A CN 104423377 A CN104423377 A CN 104423377A CN 201410433280 A CN201410433280 A CN 201410433280A CN 104423377 A CN104423377 A CN 104423377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
isolation
monitor
destination
impedance
leakage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410433280.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104423377B (zh
Inventor
迈克尔.爱德华.洛夫特斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104423377A publication Critical patent/CN104423377A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104423377B publication Critical patent/CN104423377B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

公开了一种隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法。用于测试具有与低电压电***隔离的高电压牵引电池电***的车辆的隔离监视器的性能的***和方法包括用于连接到测试中的隔离/泄漏监视器的装置。所述装置包括具有由编程微处理器自动控制的相关开关元件的电流泄漏总线、电流泄漏阵列和电流泄漏目的点，以将各个泄漏阻抗引入第二电压源或接地，并估计测试中的隔离/泄漏监视器的性能。

Description

隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法
技术领域
本申请涉及测试与高电压电***和低电压电***之间的隔离有关的混合动力电动车辆电***组件的性能。
背景技术
高电压牵引电池可应用于混合动力电动车辆。具有牵引电池的车辆可包括具有电池电子控制模块(BECM)的电池管理***(BMS)，其中，电池电子控制模块(BECM)监视车辆的高电压***和低电压***之间的隔离。作为示例，如果由于一组件未能限制其它车辆组件、乘员或服务技术人员暴露在高电压中而导致高电压***和低电压***之间的隔离受损，则BECM可提供诊断指示器和/或关闭各种***或子***。
在BECM硬件和软件的开发周期中，尽早估计隔离监视器功能的性能是有益的。然而，只有在样品牵引电池包或样品车辆可用时，才能够实现适当的测试环境，这可能在开发周期中已经太迟，而导致无法避免和修正的显著成本和延迟。此外，在车辆开发期间中的硬件或软件改变可能影响隔离监视，并且由于可用资源有限，使得立即验证和测试可能难以在电池包和车辆级别进行管理。
发明内容
本公开的各种实施例包括用于测试具有与低电压电***隔离的高电压牵引电池电***的车辆的隔离监视器的性能的***或方法。所述***或方法包括用于连接到测试中的隔离/泄漏监视器的装置。所述装置包括具有由编程的微处理器自动控制的相关开关元件的电流泄漏总线、电流泄漏阵列和电流泄漏目的点，以将各个泄漏阻抗引入第二电压源或地，并估计测试中的隔离/泄漏监视器的性能。例如，可通过由第二微处理器(诸如电池电子控制模块(BECM))执行的软件和相关电路来实施隔离/泄漏监视器。编程的微处理器执行测试协议以操作开关来选择性地将高电压单元阵列中的单元连接到泄漏总线。泄漏阵列可包括多个开关，用于选择性地将可变阻抗引入泄漏路径。在一实施例中，泄漏阵列包括多个并联的电阻器和电感器。经由微处理器控制激活泄漏阵列中的一个或更多个开关，以选择期望的实际或复杂阻抗。微处理器还激活目的点开关以完成到第二电压源或地面(通常是用于分别模拟车辆低电压***或底座的12V源或地面)的泄漏路径。
在各个实施例中，微处理器提供外部通信接口(诸如以太网或控制器区域网络(CAN)接口)，以允许对***的外部控制并向外部控制和***提供状态和反馈。
根据本公开的隔离监视器估计工具的实施例具有多个相关优点。例如，根据各个实施例的隔离监视器估计工具可集成到现有电池模拟器装置中，允许在不需要人为接触潜在高电压的组件的情况下将可变泄漏引入高电压***，并允许将复杂阻抗引入高电压***。根据本公开实施例的隔离监视器估计工具的其它优点包括提供对泄漏源、可变的实际或复杂阻抗和可选择的目的点或接收器(sink)的自动化控制。在没有牵引电池组或车辆以实现功能测试的开发周期的前期，根据本公开的隔离监视器性能工具的使用提供对电池电子控制模块和相关电路的隔离监视器测试。此外，各个实施例允许在沿着单元串的任何点自动地引入泄漏。
一种隔离监视器性能工具，包括：至少一个阻抗；至少一个泄漏目的点；多个开关，与所述至少一个阻抗、所述至少一个泄漏目的点和电池单元串的多个端子相关。所述隔离监视器性能工具还包括：至少一个控制器，被编程为操作所述开关以通过选择的阻抗选择性地将泄漏目的点连接到选择的端子以创建泄漏路径。所述至少一个阻抗可包括电阻器。所述至少一个阻抗可包括电容器。所述至少一个控制器还可被编程为选择一个泄漏目的点和一个端子。所述至少一个泄漏目的点可包括低电压源和地。所述至少一个控制器还可被编程为与隔离监视器通信以从隔离监视器接收诊断代码。所述至少一个控制器还可被编程为应用开关的各种组合，将来自隔离监视器的响应与预期响应进行比较，基于所述响应与所述预期响应输出隔离监视器测试状态。
一种测试隔离监视器的方法，包括：通过控制器激活开关元件的组合以连接选择的泄漏目的点和电池单元串的选择的端子之间的至少一个阻抗。所述方法还包括从隔离监视器接收指示隔离检测的诊断代码。所述方法还包括基于诊断代码与隔离监视器的预期响应的比较将状态输出到所述组合。开关元件的组合可连接电池单元串的一个端子。开关元件的组合可连接一个泄漏目的点。所述至少一个阻抗可包括电阻器。所述至少一个阻抗可包括电容器。
一种电池模拟器包括具有至少一个端子的多个电压源、至少一个阻抗、至少一个泄漏目的点、以及与所述至少一个阻抗、至少一个泄漏目的点和所述端子相关的多个开关。所述电池模拟器还包括：至少一个控制器，被编程为操作所述开关以通过选择的阻抗选择性地将泄漏目的点连接到选择的端子以创建泄漏路径。所述至少一个阻抗可包括电阻器。所述至少一个阻抗可包括电容器。所述至少一个泄漏目的点可包括地连接和低电压源。所述至少一个控制器还可被编程为与隔离监视器通信以从隔离监视器接收诊断代码。所述至少一个控制器还可被编程为基于诊断代码和隔离监视器的预期响应将状态输出到泄漏路径。电压源可以串联连接。所述至少一个阻抗可以是多个阻抗，选择的阻抗可以是多于所述多个阻抗中的一个阻抗的组合。
附图说明
图1是根据本公开各个实施例的具有牵引电池和相关控制器的代表车辆的示图，其中，所述牵引电池和相关控制器具有用于监视高电压电气***和低电压电气***之间的隔离的隔离监视器；
图2是包括用于监视隔离的控制器和电路的代表牵引电池包的示图；
图3是示出隔离监视器测试装置的代表实施例的示图，其中，所述隔离监视器测试装置具有将高电压单元串连接到泄漏阵列和泄漏目的点或接收器(sink)的泄漏总线；
图4是示出根据本公开的实施例的用于估计隔离监视器的性能工具的操作的示图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应理解，公开的实施例仅是示例，并且其它实施例可采用多种和替代的形式。附图不必按比例绘制；可夸大或缩小一些特征以显示特定组件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能的细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员多样地采用本发明的代表性基础。本领域普通技术人员将理解，参照任一附图示出和描述的各个特征可与在其它的一幅或多幅附图中示出的特征组合，以产生没有明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于传统应用的代表性实施例。特征的各种组合和修改与本公开的教导一致，然而，可以期望所述各种组合和修改用于特定应用或实施。
图1描绘了具有牵引电池的代表性车辆。虽然示出的代表性实施例描绘了插电式混合动力电动车辆，但是本领域普通技术人员将认识到，通过其它类型的具有牵引电池的电动和混合动力车辆来使用各种实施例。例如，在此描述的***和方法可同等地应用于没有内燃机的电动车辆、或使用牵引电池或电池包的其它装置以及与低电压(通常为12V或24V)电***电隔离的相关的高电压***。
传统插电式混合动力电动车辆2可包括机械地连接到混合动力传动***6的一个或更多个可操作为电动机4的电机。此外，混合动力传动***6机械地连接到引擎8。混合动力传动***6还可机械地连接到传动轴10，其中，传动轴10机械地连接到车轮12。电动机4可在引擎8开启或关闭时提供推进和减速能力。电动机4还可用作发电机，并可通过回收通常作为在摩擦制动***中的热量而浪费的能量来提供节能效益。由于混合动力电动车辆在某些条件下可在电动模式下操作，因此电动机4还可减少污染排放。
牵引电池包14存储可被电动机4使用的能量。车辆电池包14通常提供高电压DC输出。电池包或牵引电池14电连接到电力电子模块16。电力电子模块16还电连接到电动机4，并提供在电池包14和电动机4之间双向地传输能量的能力。例如，传统牵引电池14可提供DC电压，而电动机4可能需要三相AC电流来工作。电力电子模块16可将DC电压转换为电动机4所需要的三相AC电流。在再生模式下，电力电子模块16将来自用作发电机的电动机4的三相AC电流转换为电池包14所需要的DC电压。
除了提供用于推进的能量之外，电池包14可提供用于其它车辆电***的能量。传统***可包括将电池包14的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块18。其它高电压负载(诸如压缩机和电加热器)可直接连接到来自电池包14的高电压总线。在传统车辆中，低电压***电连接到12V电池20，并与高电压电***电隔离。全电动车辆可具有相似构造但没有引擎8。
电池包14可被外部电源26再充电。外部电源26可通过经由充电端口24电连接而将AC或DC电力提供给车辆2。充电端口24可以是被构造为将来自外部电源26的电力传输给车辆2的任意类型的端口。充电端口24可电连接到电转换模块22。电转换模块可调节来自外部电源26的电力以向电池包14提供合适的电压和电流电平。在一些应用中，外部电源26可被构造为向电池包14提供合适的电压和电流电平，因此电转换模块22可不是必须的。在一些应用中，电转换模块22的功能可收容在外部电源26中。
可从各种化学配方构建电池包。传统电池包的化学成分是铅酸、镍-金属氢化物(NIMH)或锂离子。图2示出N个电池单元32的简单串联构造的传统电池包30。然而，其它电池包可包括串联或并联或以串联和并联的组合方式连接的任意数量的单独电池单元。传统***可具有监视并控制电池包30的性能的一个或更多个控制器，诸如电池能量控制模块(BECM)36。BECM36可监视多个电池组电平特征，诸如包电流38、包电压42和包温度40。BECM36可具有非易失性存储器，从而当BECM在关闭状态下时可保存数据。在下一个点火(key)周期可使用保存的数据。
BECM36可包括用于执行隔离监视器功能的硬件和/或软件。隔离监视器功能通过检测泄漏电流来监视车辆的高电压电***与低电压电***的电隔离。当检测到泄漏电流超过预定电平时，隔离监视器可设置诊断代码和/或执行各种控制功能以关闭或禁用一个或更多个车辆***或子***，以减少或阻止车辆组件、服务技术人员或乘员继续暴露在高电压中。根据本公开实施例的隔离监视器性能工具可用于估计车辆外部的BECM36硬件和相关软件，从而不需要实际的车辆或牵引电池组。
根据本公开的实施例，除了电池包电平特性以外，可能存在被BECM36测量和监视的电池单元电平特性和被隔离监视器工具估计的适当的操作。例如，可测量每个单元的端子电压、电流和温度。电池控制器36可包括电压监视电路34，电压监视电路34测量跨过电池包30的N个单元32中的每个单元的端子的电压。电压监视电路34可以是被构造为对电池单元电压信号进行适当缩放和滤波的电阻器和电容器的网络。电压监视电路34还可包括用于对电池单元电压进行适当采样并将电压转换为在微处理器中使用的数字值的其它组件。电压监视电路34还可使用BECM36提供隔离，从而高电压将不会损坏电路。根据本公开实施例的隔离监视器性能工具可用于估计这些组件和电路的操作以及BECM隔离监视器软件的能力，以通过这些组件和电路中的一个或更多个来检测泄漏电流。
如在图3的代表性实施例中一般示出的，隔离监视器性能工具100可包括泄漏总线106、泄漏阵列102和泄漏目的点104。在一实施例中，泄漏目的点104被集成或包括在电池模拟器98硬件接口层中。在操作期间，在模拟多个单元高电压车辆牵引电池的高电压单元串110内的单元108的端子在微处理器114的控制下经由一个或更多个相关源开关122被选择性地连接到泄漏总线106。泄漏阵列102包括多个组件116、118以提供期望的实际或复杂的阻抗。在示出的实施例中，经由微处理器114，通过一个或更多个电平开关112选择性地分别开关并联的具有不同电阻值的阻抗116和不同电容值的电容器118的阵列，来在泄漏电路106或路径中提供期望的实际或复杂的阻抗。其它实施例还可包括电感负载。微处理器114选择性地激活目的点开关120以完成泄漏路径或电路。在示出的实施例中，一个目的点是表示传统车辆低电压***的第二电压源，该第二电压源例如可以是12V。另一目的点可以接地以模拟车辆底座。其它实施例可包括改变电压电平的多个目的点。
隔离监视器性能工具100可包括用于连接到电池控制器的传送带(harness)。电池模拟器98内的电压源108可以以与牵引电池组内的实际单元相同的方式连接到电池控制器。高电压单元串110可模拟实际电池单元(图2中的32)。对于电池控制器而言，当开关未被激活时，高电压单元串110可表现为正常电池包。当不同组合的开关被激活时，电池控制器可使用内部隔离监视器检测泄漏电流。
微处理器114可应用开关的各种组合来测试测试中的隔离监视器的反应。微处理器114可通过外部通信链接124监视测试中的隔离监视器的响应。测试中的隔离监视器可通过外部通信链接124发送指示隔离检测的一个或更多个诊断代码。微处理器114可将诊断代码与开关设置进行关联，以确认隔离监视器是否采取了适当的动作。
可使用多个组件实现开关。开关或开关元件可被实施为继电器。微处理器可激励与继电器相关的线圈以移动接触。开关还可被实施为固态装置，诸如晶体管。微处理器可具有用于驱动晶体管装置的栅极以激活开关装置的相关电路。
图4示出从高电压单元串110的顶部开始、通过电阻器R1150到低电压域中的12V电源158的泄漏路径的创建。这通过微处理器114闭合开关152、154、156(在附图中用椭圆表示)来实现。微处理器114还可提供外部通信接口124(诸如以太网或CAN)，以允许对***的外部控制并向外部控制提供状态和反馈。
再次参照图3，在微处理器114中实施的策略可确保在任何时间仅一个源开关122闭合，以避免短路(shorting)单元输出。在图3中示出的构造中，该策略还可确保在任何时间仅一个目的点开关120闭合，防止直接将12V的低电压源短接到地面。
本公开的隔离监视器性能工具100可用于电池***和车辆开发的所有阶段期间的实验室测试环境。性能工具还可被服务技术人员使用以在车辆服务期间测试电池电子控制模块(BECM)的操作和相关电路。
隔离监视器性能工具100的使用可在样品高电压牵引电池或其它***组件可能不可用时的车辆开发的早期阶段提供用于电池控制器设计和实施的有用信息。各个实施例的隔离监视器性能工具100可集成到现有电池模拟器98装置中，以允许在不需要人为接触潜在高电压的组件的情况下将可变泄漏引入高电压***，并允许将复杂阻抗引入高电压***。根据本公开实施例的隔离监视器估计工具的其它优点包括提供对泄漏源、可变的实际或复杂阻抗和可选择的目的点或接收器(sink)的自动化控制。此外，各个实施例允许在沿着单元串的任何点自动地引入泄漏。
在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，处理、方法或算法可被存储为可由控制器或计算机以多种形式执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于永久地存储在不可写存储介质(诸如ROM装置)上的信息和可变地存储在可写存储介质(诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其他磁和光介质)上的信息。处理、方法或算法还可以以软件可执行对象实现。可选择地，可使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置)或者硬件、软件和固件部件的组合来部分或全部地实施处理、方法或算法。
虽然以上描述了示例性实施例，但是不意图这些实施例描述由权利要求包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性而非限制性的词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施例的特征以形成可能没有明确描述或说明的本发明的进一步的实施例。尽管已经通过针对一个或更多个期望特性提供优点或者在其他实施例或者现有技术实现之上被优选出来的方式描述了各种实施例，但是本领域普通技术人员应认识到，可组合一个或更多个特征或特性以实现依赖于特定应用和实现的期望的整体***属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、寿命、生命周期成本、市场、外观、包装、尺寸、可服务性、重量、生产、组装的容易性等。这样，针对一个或更多个特性描述的比其他实施例或现有技术实现更非期望的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (7)

1.一种隔离监视器性能工具，包括：
至少一个阻抗；
至少一个泄漏目的点；
多个开关，与所述至少一个阻抗、所述至少一个泄漏目的点和电池单元串的多个端子相关；
至少一个控制器，被编程为操作所述开关以通过选择的阻抗选择性地将泄漏目的点连接到选择的端子以创建泄漏路径。
2.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个阻抗包括电阻器。
3.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个阻抗包括电容器。
4.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个控制器还被编程为选择一个泄漏目的点和一个端子。
5.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个泄漏目的点包括低电压源和地。
6.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个控制器还被编程为与隔离监视器通信以从隔离监视器接收诊断代码。
7.如权利要求1所述的隔离监视器性能工具，其中，所述至少一个控制器还被编程为应用开关的各种组合，将来自隔离监视器的响应与预期响应进行比较，基于所述响应与所述预期响应输出隔离监视器测试状态。
CN201410433280.5A 2013-08-31 2014-08-28 隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法 Active CN104423377B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361872709P 2013-08-31 2013-08-31
US61/872,709 2013-08-31
US14/264,342 US10882403B2 (en) 2013-08-31 2014-04-29 Vehicle high/low voltage systems isolation testing
US14/264,342 2014-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104423377A true CN104423377A (zh) 2015-03-18
CN104423377B CN104423377B (zh) 2018-07-13

Family

ID=52582314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410433280.5A Active CN104423377B (zh) 2013-08-31 2014-08-28 隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10882403B2 (zh)
CN (1) CN104423377B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106053975A (zh) * 2015-04-16 2016-10-26 福特全球技术公司 车辆高电压***的隔离测试
WO2020029901A1 (en) * 2018-08-06 2020-02-13 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. Method for detecting an isolation fault
US10605844B2 (en) 2013-08-31 2020-03-31 Ford Global Technologies, Llc Vehicle high-voltage systems isolation testing

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404956B2 (en) * 2011-12-19 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with selectable battery pack isolation detection circuitry using precision resistors
FR3011400B1 (fr) * 2013-10-01 2015-09-04 Renault Sa Systeme et procede de charge d'une batterie de traction limitant l'appel de courant de capacites parasites
US9921252B2 (en) 2014-03-30 2018-03-20 Seeo, Inc. High voltage isolation measurement system
CN105547712A (zh) * 2016-01-14 2016-05-04 阿尔特汽车技术股份有限公司 插电式混合动力车的动力总成测试台架及方法
JP2019082399A (ja) * 2017-10-30 2019-05-30 ラピスセミコンダクタ株式会社 電池測定装置、及び電池監視システム
WO2021040900A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Stafl Systems, LLC Location-determinant fault monitoring for battery management system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007149561A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Sanyo Electric Co Ltd 組電池の漏電検出回路と漏電検出方法
US20070285057A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Jyunya Yano Leakage detection circuit for electric vehicle
CN101442211A (zh) * 2008-07-08 2009-05-27 奇瑞汽车股份有限公司 一种分布式电池管理***中的监测装置及监测方法
US20110304339A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Schumacher Ryan W Electrical isolation detection with enhanced dynamic range
CN103158575A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 福特全球技术公司 电池组分布式绝缘检测电路
WO2013111414A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 株式会社豊田自動織機 漏電検出装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416416A (en) * 1992-02-24 1995-05-16 Bisher; Roger C. Method and apparatus for testing an auxiliary power system
US5450328A (en) 1994-03-21 1995-09-12 Square D Company System for measuring line to ground impedance
US5446682A (en) 1994-03-21 1995-08-29 Square D Company System for calibrating a line isolation monitor
US5514964A (en) 1994-08-17 1996-05-07 Square D Company System for monitoring a dual voltage ungrounded system for leakage currents
US6278596B1 (en) 1999-06-17 2001-08-21 Tektronix, Inc. Active ground fault disconnect
DE19950008A1 (de) * 1999-10-18 2001-04-26 Xcellsis Gmbh Verfahren und Anordnung zum Steuern des Schaltzustands einer Schaltverbindung zwischen den elektrischen Ausgängen einer in einer mobilen Vorrichtung angeordneten Brennstoffzelle und einem in der mobilen Vorrichtung angeordneten isolierten elektrischen Netz
JP4293942B2 (ja) 2004-05-28 2009-07-08 三洋電機株式会社 電動車両用漏電検出回路および電動車両用漏電検出方法
KR20080011657A (ko) 2005-04-05 2008-02-05 에너지씨에스 멀티플렉서와 스위치 기반 전기화학 셀 감시 및 관리시스템 및 방법
US10379168B2 (en) * 2007-07-05 2019-08-13 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatuses and methods for testing electrochemical cells by measuring frequency response
US7986500B2 (en) * 2007-12-06 2011-07-26 Honeywell International Inc. Ground fault detection in an ungrounded electrical system
US7852089B2 (en) 2008-05-08 2010-12-14 Lear Corporation Ground-fault detection system for vehicles with a high-voltage power net
GB0816452D0 (en) 2008-09-09 2008-10-15 Ricardo Uk Ltd Isolation detection
FI122083B (fi) * 2009-01-23 2011-08-15 Waertsilae Finland Oy Järjestely ja menetelmä polttokennolaitteen sähköisen eristyksen seurantaan
US8427167B2 (en) * 2009-04-08 2013-04-23 Analog Devices, Inc. Architecture and method to determine leakage impedance and leakage voltage node
US9523730B2 (en) * 2009-04-08 2016-12-20 Analog Devices, Inc. Architecture and method to determine leakage impedance and leakage voltage node
US20110049977A1 (en) 2009-09-01 2011-03-03 Boston-Power, Inc. Safety and performance optimized controls for large scale electric vehicle battery systems
US8598897B2 (en) 2010-01-26 2013-12-03 Maxim Integrated Products, Inc. Isolation monitoring system and method utilizing a variable emulated inductance
US8635033B2 (en) 2010-03-05 2014-01-21 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to monitor loss of ground isolation of an electric motor drive circuit
US8283929B2 (en) 2010-06-01 2012-10-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to monitor electric isolation of a high-voltage direct current electrical circuit
US8554500B2 (en) * 2010-06-11 2013-10-08 Deere & Company System and method for ground isolation detection in a vehicle
US8749246B2 (en) * 2011-02-16 2014-06-10 Bender Gmbh & Co. Kg Method and device for determining a maximum leakage current
US9341665B2 (en) 2012-04-18 2016-05-17 Lear Corporation Method and apparatus for high voltage isolation monitor for a vehicle
US9046559B2 (en) * 2012-05-09 2015-06-02 Curtis Instruments, Inc. Isolation monitor
US10564207B2 (en) * 2013-10-08 2020-02-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for ground fault detection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007149561A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Sanyo Electric Co Ltd 組電池の漏電検出回路と漏電検出方法
US20070285057A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Jyunya Yano Leakage detection circuit for electric vehicle
CN101442211A (zh) * 2008-07-08 2009-05-27 奇瑞汽车股份有限公司 一种分布式电池管理***中的监测装置及监测方法
US20110304339A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Schumacher Ryan W Electrical isolation detection with enhanced dynamic range
CN103158575A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 福特全球技术公司 电池组分布式绝缘检测电路
WO2013111414A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 株式会社豊田自動織機 漏電検出装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陆勇: "混合动力轿车高压电及整车碰撞安全性研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑(月刊)》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10605844B2 (en) 2013-08-31 2020-03-31 Ford Global Technologies, Llc Vehicle high-voltage systems isolation testing
CN106053975A (zh) * 2015-04-16 2016-10-26 福特全球技术公司 车辆高电压***的隔离测试
CN106053975B (zh) * 2015-04-16 2020-10-13 福特全球技术公司 车辆高电压***的隔离测试
WO2020029901A1 (en) * 2018-08-06 2020-02-13 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. Method for detecting an isolation fault

Also Published As

Publication number Publication date
CN104423377B (zh) 2018-07-13
US20150061688A1 (en) 2015-03-05
US10882403B2 (en) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104423377A (zh) 隔离监视器性能工具和测试隔离监视器的方法
US10605844B2 (en) Vehicle high-voltage systems isolation testing
CN105459832B (zh) 用于高电压泄漏检测的***和方法
CN104950868B (zh) 具有可变电流容量的电池模拟器
CN104249629B (zh) 电动汽车、电动汽车的动力***和动力电池的充电方法
CN210742701U (zh) 三电台架联调仿真测试***
CN108631387A (zh) 双总线电池预充电电路
CN104422792B (zh) 用于测试车辆牵引电池组件的***和方法
CN104044480B (zh) 用于确定电池元件电压的方法及***
CN107696865A (zh) 受控的预充电电路布置
CN104569799A (zh) 用于诊断高压继电器设备的故障的装置和方法
CN106394271A (zh) 用于直流快速充电的高电压电池接触器布置
CN105083037A (zh) 电池单元荷电状态估计
US9298867B2 (en) Modular system and method for simulating performance of an electrical device
CN106053975B (zh) 车辆高电压***的隔离测试
KR101610921B1 (ko) 선택적 스위칭을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
CN105785272A (zh) 用于电池泄漏检测的电路和方法
CN112590617A (zh) 用于电动化车辆的接触器状态检查的***和方法
CN112532476A (zh) V2g电动车bms协议仿真测试***和测试方法
CN107696864A (zh) 利用主接触器线圈对负载预充电
CN107031425A (zh) 基于电流脉冲持续时间的电池荷电状态估计
CN104102147A (zh) 模拟电动汽车充电机不同输出状态的控制装置及实现方法
US20150168259A1 (en) Systems and Method for Developing and Testing Hybrid Energy Storage Devices
KR101856068B1 (ko) 배터리 팩 전압을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
CN108490279A (zh) 电池管理***的测试***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant