CN105277787A - 电动汽车绝缘电阻故障预测方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法及***，包括：利用同步电压采样电路、控制单元、整车控制器、第一偏置电阻、第二偏置电阻、电子开关K₁、电子开关K₂建立电动汽车绝缘电阻故障预测***；测量电动汽车的串联电池组的标称电压和各个单体电池模块的标称电压；计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻和等效电压源电压。通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻比较，从而实现在线诊断绝缘故障，并对绝缘故障进行在线定位。计算电动汽车绝缘电阻故障预测***不同时刻的多个等效并联绝缘电阻，拟合出时间变化与等效并联绝缘电阻的曲线方程，实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。

Description

电动汽车绝缘电阻故障预测方法及***

技术领域

本发明涉及故障诊断领域，具体地，涉及电动汽车绝缘电阻故障预测方法及***。

背景技术

电动汽车已成为全球发展的重点和热点。为满足大功率电驱动的需求，电动汽车一般高压直流电源。高压电安全已成为电动汽车应用中需要首先解决的技术关键，对车辆本身的安全、驾乘人员的安全以及车辆运行环境的安全，均有十分重要的影响。其中，绝缘故障是电动汽车高压电安全管理的重要内容。但现有的电动汽车高压电安全管理***，存在对绝缘故障实现预测和定位的功能性缺失问题。一般是在车辆出现高压电绝缘安全故障后诊断出该故障，然后进行安全控制，缺乏对绝缘故障的预警机制，也无法对绝缘薄弱处进行可靠定位，导致无法在绝缘故障发生前提醒驾乘人员针对将要发生的绝缘故障采取有效的防护，也无法帮助维修人员快速维修排除绝缘故障。

经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN103605056A、公告日为2014年02月16日、专利名称为“一种高压直流绝缘监测装置及电动汽车”的中国专利，该专利技术主要包括两个限流电阻、采样电阻、匹配电阻、信号发生单元、控制单元和电源单元，控制单元通过指令子单元、采样子单元和计算子单元计算得出绝缘电阻值，能够动态、实时地监测电动汽车绝缘性能。其不足之处在于，不能对绝缘故障进行定位，也不能预测将要发生但尚未发生的绝缘故障。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法及***。

根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测***，包括：同步电压采样电路、控制单元、整车控制器、第一偏置电阻、第二偏置电阻、电子开关K₁、电子开关K₂，所述同步电压采样电路的电源正极、负极分别连接电动汽车的串联电池组的总正端、总负端，所述同步电压采样电路的第一输出端与所述控制单元的第一数模端口AD1相连，所述同步电压采样电路的第二输出端与所述控制单元的第二数模端口AD2相连，所述同步电压采样电路的接地端与车身地相连，且所述同步电压采样电路接受所述控制单元的采样指令的控制；所述控制单元通过CAN通讯端口与整车控制器互连；所述第一偏置电阻的一端、第二偏置电阻的一端分别通过电子开关K₁、电子开关K₂均与电动汽车的串联电池组的总正端或者总负端相连，所述第一偏置电阻的另一端、第二偏置电阻的另一端均连接至车身地；其中所述电子开关K₁、电子开关K₂能够接受所述控制单元的控制信号执行导通和断开动作，且所述第一偏置电阻、第二偏置电阻的阻值不同。

优选地，所述电子开关K₁、电子开关K₂为光控MOS继电器，即通过接受所述控制单元的光信号的控制执行导通和断开动作。

根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法，包括如下步骤：

步骤1：建立权利要求1所述的电动汽车绝缘电阻故障预测***；利用所述电动汽车绝缘电阻故障预测***执行如下步骤：

步骤2：测量电动汽车的串联电池组的标称电压和所述电动汽车的串联电池组中各个单体电池模块的标称电压；

断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

步骤3：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻和等效电压源电压；

步骤4：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻比较，从而实现在线诊断绝缘故障；

步骤5：诊断出绝缘故障后，对绝缘故障进行在线定位；

还包括如下步骤：

步骤i：通过执行步骤3计算在一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***不同时刻的多个等效并联绝缘电阻，在线拟合出时间变化与所述等效并联绝缘电阻的曲线方程，实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。

优选地，所述步骤2包括：

步骤2.1：测量电动汽车串联电池组的标称电压；所述电动汽车串联电池组的一端与车身地之间接有偏置电阻，从所述电动汽车的串联电池组中另一端起，将各个单体电池模块依次编号，第i个单体电池模块的标称电压记为V_i，其中i＝1～n，其中，从所述电动汽车串联电池组中另一端起的第一个单体电池模块编号为1，第一个单体电池模块的标称电压记为V₁；

步骤2.2：断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，计算得出电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_1rev＝Vn₁×V₀/V_a1；

式中：Vn₁表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V₀表示所述电动汽车的串联电池组的标称电压；V_a1表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_1rev表示Vn₁统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；

步骤2.3：断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，并计算得出电动汽车的串联电池组总负接线端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_2rev＝Vn₂×V₀/V_a2；

式中：Vn₂表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V_a2表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_2rev表示Vn₂统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值。

优选地，所述步骤3包括：

步骤3.1：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻，计算公式如下：

$R_0=\frac{({\mathrm{Vn}}_{2rev}-{\mathrm{Vn}}_{1rev})\×{\mathrm{Rn}}_1\×{\mathrm{Rn}}_2}{{\mathrm{Vn}}_{1rev}\×{\mathrm{Rn}}_2-{\mathrm{Vn}}_{2rev}\×{\mathrm{Rn}}_1};$

式中：Rn₁表示第一偏置电阻的阻值，Rn₂表示第二偏置电阻的阻值，R₀表示等效并联绝缘电阻；

步骤3.2：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效电压源电压，计算公式如下中的任一个：

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{1rev}}{{\mathrm{Rn}}_1}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_1);$

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{2rev}}{{\mathrm{Rn}}_2}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_2);$

式中：U₀表示等效电压源电压。

优选地，所述步骤4包括：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻的阻值比较，从而实现在线诊断绝缘故障；其中，对电动汽车的串联电池组中各单体电池模块进行编号，并令第j个单体电池模块处的阻值设为R_0j，j＝1～n；

当出现R₀≤R_0j时，则认为第j个单体电池模块处出现绝缘故障。

优选地，所述步骤5包括：

步骤5.1：根据步骤4的方法判定出存在绝缘故障后，找出电动汽车的串联电池组中的绝缘最薄弱的单体电池模块，计算公式如下：

${\mathrm{\Δ}}_j={\left|U_0-U_{iso}^j\right|}_{j=1~n};$

其中j＝1～n；

式中：V_i表示第i个单体电池模块的标称电压；

步骤5.2：比较各个Δ_j的值，其中Δ_j最小值所对应的第j个单体电池模块处即为所述绝缘最薄弱的单体电池模块。

优选地，所述步骤i包括：利用步骤3的方法计算在近一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的多个等效并联绝缘电阻R₀，在线拟合出时间t变化与所述等效并联绝缘电阻R₀的曲线方程，即t＝f(R₀)，利用所述曲线方程计算出R₀达到R_0j所需的时间，从而实现对第j级绝缘故障发生剩余时间的预测。

优选地，根据步骤3所得到的等效电压源电压值和等效并联绝缘电阻能够计算出漏电流，计算公式如下：

I_leak＝U₀/R₀；

式中：I_leak表示所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的漏电流。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的方法实现了对绝缘故障等级的诊断，从而使整车控制***、电池管理***等根据绝缘劣化情况来进行更科学合理的高压电安全管理成为可能。

2、本发明提供的方法实现了对绝缘故障的定位，有助于在绝缘故障发生后维修人员能快速排除绝缘故障，提高维修作业的效率和降低维修成本，同时也可为相关改进设计提供依据。

3、本发明提供的方法实现了对绝缘故障的预测，从而使提前排除绝缘故障风险成为了可能。

4、经测试表明，本发明所述绝缘预测定位诊断方法具有绝缘电阻检测误差≤2.8％、绝缘故障诊断准确、绝缘故障定位准确和绝缘故障预测准确的高精度和高可靠性。

5、本发明提供的方法，不仅适用于电动汽车，对混合动力汽车、燃料电池汽车，还适用于储能***、电动汽车的串联电池组、串联电容组等。

6、本发明提供的方法，填补了现有同类技术的空白，有效防止了因电池绝缘故障引起的火灾、设备及人身伤害。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的电动汽车绝缘电阻故障预测定位诊断方法的电路框图；

图2为本发明提供的电动汽车绝缘电阻故障预测定位诊断方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测***，包括：同步电压采样电路、控制单元、整车控制器、第一偏置电阻、第二偏置电阻、电子开关K₁、电子开关K₂，所述同步电压采样电路的电源正极、负极分别连接电动汽车的串联电池组的总正端、总负端，所述同步电压采样电路的第一输出端与所述控制单元的第一数模端口AD1相连，所述同步电压采样电路的第二输出端与所述控制单元的第二数模端口AD2相连，所述同步电压采样电路的接地端与车身地相连，且所述同步电压采样电路接受所述控制单元的采样指令的控制；所述控制单元通过CAN通讯端口与整车控制器互连；所述第一偏置电阻的一端、第二偏置电阻的一端分别通过电子开关K₁、电子开关K₂均与电动汽车的串联电池组的总正端或者总负端相连，所述第一偏置电阻的另一端、第二偏置电阻的另一端均连接至车身地；其中所述电子开关K₁、电子开关K₂能够接受所述控制单元的控制信号执行导通和断开动作，且所述第一偏置电阻、第二偏置电阻的阻值不同。

优选地，所述电子开关K₁、电子开关K₂为光控MOS继电器，即通过接受所述控制单元的光信号的控制执行导通和断开动作。

具体地，所述绝缘电阻故障预测定位诊断方法应用于电池管理***、高压电安全控制***或整车控制***中，形成具有绝缘电阻故障预测定位诊断功能的电池管理***、高压电安全控制***或整车控制***。

具体地，如图1所示，图中设有两个不同阻值的偏置电阻、两个光MOS继电器K₁和K₂、一个电压同步采样电路、一个控制单元和一个整车控制器，其中：第一偏置电阻和第二偏置电阻分别与第一MOS继电器K₀₁和第二MOS继电器K₀₂串联后再分别与电动汽车的串联电池组的总负接线端和车身地相连接，电压同步采样电路分别与电动汽车的串联电池组的总正接线端、总负接线端和车身地相连接，控制单元的AD1口、AD2口和同步保持采样指令S分别与电压同步采样电路相连接，控制单元还分别通过控制信号C1和C2与第一MOS继电器K₀₁和第二MOS继电器K₀₂相连接，控制单元与整车控制器通讯CAN通讯相连接。

更进一步地，控制单元通过控制信号C1、控制信号C2控制光MOS继电器K₀₁和K₀₂导通或者截止，从而实现***中插值电阻的变化。按所述绝缘电阻故障预测定位诊断方法，计算得出的绝缘故障等级、绝缘故障位置、预测绝缘故障发生的剩余时间、等效绝缘电阻值、漏电流等信息，也可以直接显示在仪表上以提醒驾驶人员，还可以通过远程通讯传送到监控中心以实现对大量车辆绝缘状态的统计分析和大数据处理等。

根据本发明提供的一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法，包括如下步骤：

步骤1：建立权利要求1所述的电动汽车绝缘电阻故障预测***；利用所述电动汽车绝缘电阻故障预测***执行如下步骤：

步骤2：测量电动汽车的串联电池组的标称电压和所述电动汽车的串联电池组中各个单体电池模块的标称电压；

断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

步骤3：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻和等效电压源电压；

步骤4：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻比较，从而实现在线诊断绝缘故障；

步骤5：诊断出绝缘故障后，对绝缘故障进行在线定位；

还包括如下步骤：

步骤i：通过执行步骤3计算在一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***不同时刻的多个等效并联绝缘电阻，在线拟合出时间变化与所述等效并联绝缘电阻的曲线方程，实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。

具体地，如图2所示，通过同步采样电池组端电压和接通偏置电阻后的电动汽车的串联电池组负端与车身地之间的电压，计算出等效并联绝缘电阻，进而实现了对绝缘电阻的在线检测以及绝缘故障诊断、故障定位和故障预测，计算出漏电流。利用恒压源与电阻的串联可以看成恒流源与电阻的并联的原理，将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块与车身地之间的绝缘电阻和各单体电池模块组成的电路转化为一个等效电压源与一个等效并联绝缘电阻的串联。

优选地，所述步骤2包括：

步骤2.1：测量电动汽车串联电池组的标称电压；所述电动汽车串联电池组的一端与车身地之间接有偏置电阻，从所述电动汽车的串联电池组中另一端起，将各个单体电池模块依次编号，第i个单体电池模块的标称电压记为V_i，其中i＝1～n，其中，从所述电动汽车串联电池组中另一端起的第一个单体电池模块编号为1，第一个单体电池模块的标称电压记为V₁；

步骤2.2：断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，计算得出电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_1rev＝Vn₁×V₀/V_a1；

式中：Vn₁表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V₀表示所述电动汽车的串联电池组的标称电压；V_a1表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_1rev表示Vn₁统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；

具体地，控制单元通过控制信号C1接通第一MOS继电器K₀₁接入第一偏置电阻后，通过同步保持采样指令S使电压同步采样电路同步保持电动汽车的串联电池组的端电压和电动汽车的串联电池组总负接线端与车身地之间的电压，在保持时间通过后，再通过同步保持采样指令S使电压同步采样电路处于采样状态，并通过AD1口和AD2口分别采样电动汽车的串联电池组的端电压和电动汽车的串联电池组总负接线端和车身地之间的电压经电压同步采样电路后的输出电压信号。

步骤2.3：断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，并计算得出电动汽车的串联电池组总负接线端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_2rev＝Vn₂×V₀/V_a2；

式中：Vn₂表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V_a2表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_2rev表示Vn₂统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值。具体地，所述控制单元具有通讯模块将所述绝缘故障等级、绝缘故障位置、预测绝缘故障发生的剩余时间、等效绝缘电阻值、漏电流等信息发送给整车控制器、电池管理***等。

具体地，控制单元通过控制信号C2接通第二MOS继电器K₀₂接入第二偏置电阻后，通过同步保持采样指令S使电压同步采样电路同步保持电动汽车的串联电池组的端电压和电动汽车的串联电池组总负接线端与车身地之间的电压，在保持时间通过后，再通过同步保持采样指令S使电压同步采样电路处于采样状态，并通过AD1口和AD2口分别采样电动汽车的串联电池组的端电压和电动汽车的串联电池组的端电压和电动汽车的串联电池组总负接线端与车身地之间的电压经电压同步采样电路后的输出电压信号。

优选地，所述步骤3包括：

步骤3.1：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻，计算公式如下：

$R_0=\frac{({\mathrm{Vn}}_{2rev}-{\mathrm{Vn}}_{1rev})\×{\mathrm{Rn}}_1\×{\mathrm{Rn}}_2}{{\mathrm{Vn}}_{1rev}\×{\mathrm{Rn}}_2-{\mathrm{Vn}}_{2rev}\×{\mathrm{Rn}}_1};$

式中：Rn₁表示第一偏置电阻的阻值，Rn₂表示第二偏置电阻的阻值，R₀表示等效并联绝缘电阻；

步骤3.2：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效电压源电压，计算公式如下中的任一个：

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{1rev}}{{\mathrm{Rn}}_1}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_1);$

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{2rev}}{{\mathrm{Rn}}_2}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_2);$

式中：U₀表示等效电压源电压。

优选地，所述步骤4包括：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻的阻值比较，从而实现在线诊断绝缘故障；其中，对电动汽车的串联电池组中各单体电池模块进行编号，并令第j个单体电池模块处的阻值设为R_0j，j＝1～n；

当出现R₀≤R_0j时，则认为第j个单体电池模块处出现绝缘故障。

步骤5.1：根据步骤4的方法判定出存在绝缘故障后，找出电动汽车的串联电池组中的绝缘最薄弱的单体电池模块，计算公式如下：

${\mathrm{\Δ}}_j={\left|U_0-U_{iso}^j\right|}_{j=1~n};$

其中j＝1～n；

式中：V_i表示第i个单体电池模块的标称电压；

步骤5.2：比较各个Δ_j的值，其中Δ_j最小值所对应的第j个单体电池模块处即为所述绝缘最薄弱的单体电池模块。

优选地，所述步骤i包括：利用步骤3的方法计算在近一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的多个等效并联绝缘电阻R₀，在线拟合出时间t变化与所述等效并联绝缘电阻R₀的曲线方程，即t＝f(R₀)，利用所述曲线方程计算出R₀达到R_0j所需的时间，从而实现对第j级绝缘故障发生剩余时间的预测。

优选地，根据步骤3所得到的等效电压源电压值和等效并联绝缘电阻能够计算出漏电流，计算公式如下：

I_leak＝U₀/R₀；

式中：I_leak表示所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的漏电流。

本发明应用与电动汽车：不仅实现了对绝缘故障等级的诊断，从而使整车控制***、电池管理***等根据绝缘劣化情况来进行更科学合理的高压电安全管理成为可能；还有助于在绝缘故障发生后维修人员能快速排除绝缘故障，提高维修作业的效率和降低维修成本，同时也可为相关改进设计提供依据；更使提前排除绝缘故障风险成为了可能。本发明所述绝缘预测定位诊断方法填补了现有同类技术的空白，有效防止了因电池绝缘故障时产生巨大短路电流而进一步引起的火灾、发生的设备及人身伤害，对电动汽车的产业化发展具有重要的意义和作用。经测试表明，本发明所述绝缘预测定位诊断方法具有绝缘电阻检测误差≤2.8％、绝缘故障诊断准确、绝缘故障定位准确和绝缘故障预测准确的高精度和高可靠性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种电动汽车绝缘电阻故障预测***，其特征在于，包括：同步电压采样电路、控制单元、整车控制器、第一偏置电阻、第二偏置电阻、电子开关K₁、电子开关K₂，所述同步电压采样电路的电源正极、负极分别连接电动汽车的串联电池组的总正端、总负端，所述同步电压采样电路的第一输出端与所述控制单元的第一数模端口AD1相连，所述同步电压采样电路的第二输出端与所述控制单元的第二数模端口AD2相连，所述同步电压采样电路的接地端与车身地相连，且所述同步电压采样电路接受所述控制单元的采样指令的控制；所述控制单元通过CAN通讯端口与整车控制器互连；所述第一偏置电阻的一端、第二偏置电阻的一端分别通过电子开关K₁、电子开关K₂均与电动汽车的串联电池组的总正端或者总负端相连，所述第一偏置电阻的另一端、第二偏置电阻的另一端均连接至车身地；其中所述电子开关K₁、电子开关K₂能够接受所述控制单元的控制信号执行导通和断开动作，且所述第一偏置电阻、第二偏置电阻的阻值不同。

2.根据权利要求1所述的电动汽车绝缘电阻故障预测***，其特征在于，所述电子开关K₁、电子开关K₂为光控MOS继电器，即通过接受所述控制单元的光信号的控制执行导通和断开动作。

3.一种电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立权利要求1所述的电动汽车绝缘电阻故障预测***；利用所述电动汽车绝缘电阻故障预测***执行如下步骤：

步骤2：测量电动汽车的串联电池组的标称电压和所述电动汽车的串联电池组中各个单体电池模块的标称电压；

断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及所述电动汽车的串联电池组的端电压，并计算得出所述电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压下的值；

步骤3：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻和等效电压源电压；

步骤4：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻比较，从而实现在线诊断绝缘故障；

步骤5：诊断出绝缘故障后，对绝缘故障进行在线定位；

还包括如下步骤：

步骤i：通过执行步骤3计算在一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***不同时刻的多个等效并联绝缘电阻，在线拟合出时间变化与所述等效并联绝缘电阻的曲线方程，实现对各级绝缘故障发生剩余时间的预测。

4.根据权利要求3所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1：测量电动汽车串联电池组的标称电压；所述电动汽车串联电池组的一端与车身地之间接有偏置电阻，从所述电动汽车的串联电池组中另一端起，将各个单体电池模块依次编号，第i个单体电池模块的标称电压记为V_i，其中i＝1～n，其中，从所述电动汽车串联电池组中另一端起的第一个单体电池模块编号为1，第一个单体电池模块的标称电压记为V₁；

步骤2.2：断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，计算得出电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_1rev＝Vn₁×V₀/V_a1；

式中：Vn₁表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V₀表示所述电动汽车的串联电池组的标称电压；V_a1表示断开第二偏置电阻，并接通第一偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_1rev表示Vn₁统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；

步骤2.3：断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，测量电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值以及电池组端电压，并计算得出电动汽车的串联电池组总负接线端和车身地之间的电压统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值；计算公式如下：

Vn_2rev＝Vn₂×V₀/V_a2；

式中：Vn₂表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组总负端和车身地之间的电压值；V_a2表示断开第一偏置电阻，并接通第二偏置电阻时，电动汽车的串联电池组的端电压；Vn_2rev表示Vn₂统一到电动汽车的串联电池组的同一端时的标称电压V₀下的值。

5.根据权利要求4所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效并联绝缘电阻，计算公式如下：

$R_0=\frac{({\mathrm{Vn}}_{2rev}-{\mathrm{Vn}}_{1rev})\×{\mathrm{Rn}}_1\×{\mathrm{Rn}}_2}{{\mathrm{Vn}}_{1rev}\×{\mathrm{Rn}}_2-{\mathrm{Vn}}_{2rev}\×{\mathrm{Rn}}_1};$

式中：Rn₁表示第一偏置电阻的阻值，Rn₂表示第二偏置电阻的阻值，R₀表示等效并联绝缘电阻；

步骤3.2：计算所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的等效电压源电压，计算公式如下中的任一个：

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{1rev}}{{\mathrm{Rn}}_1}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_1);$

$U_0=\frac{{\mathrm{Vn}}_{2rev}}{{\mathrm{Rn}}_2}\×(R_0+{\mathrm{Rn}}_2);$

式中：U₀表示等效电压源电压。

6.根据权利要求4所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，所述步骤4包括：通过将电动汽车的串联电池组中各单体电池模块的电阻值与等效并联绝缘电阻的阻值比较，从而实现在线诊断绝缘故障；其中，对电动汽车的串联电池组中各单体电池模块进行编号，并令第j个单体电池模块处的阻值设为R_0j，j＝1～n；

当出现R₀≤R_0j时，则认为第j个单体电池模块处出现绝缘故障。

7.根据权利要求3所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤5.1：根据步骤4的方法判定出存在绝缘故障后，找出电动汽车的串联电池组中的绝缘最薄弱的单体电池模块，计算公式如下：

${\mathrm{\Δ}}_j=|U_0-U_{iso}^j{|}_{j=1~n};$

$U_{iso}^j=\underset{i=j}{\overset{n}{\Σ}}{V}_i,$ 其中j＝1～n；

式中：V_i表示第i个单体电池模块的标称电压；

步骤5.2：比较各个Δ_j的值，其中Δ_j最小值所对应的第j个单体电池模块处即为所述绝缘最薄弱的单体电池模块。

8.根据权利要求5所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，所述步骤i包括：利用步骤3的方法计算在近一段时间内，所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的多个等效并联绝缘电阻R₀，在线拟合出时间t变化与所述等效并联绝缘电阻R₀的曲线方程，即t＝f(R₀)，利用所述曲线方程计算出R₀达到R_0j所需的时间，从而实现对第j级绝缘故障发生剩余时间的预测。

9.根据权利要求5所述的电动汽车绝缘电阻故障预测方法，其特征在于，根据步骤3所得到的等效电压源电压值和等效并联绝缘电阻能够计算出漏电流，计算公式如下：

I_leak＝U₀/R₀；

式中：I_leak表示所述电动汽车绝缘电阻故障预测***的漏电流。