CN109884534B - 动力电池包参数检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆动力电池检测技术领域，提供一种动力电池包参数检测方法及检测装置，动力电池参数检测方法包括：采集相关参数，并根据检测到的下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1、上桥臂检测电阻两端和下桥臂检测电阻两端在某一时刻的电压值Ua21和Ub21计算电池包的电压值U_e；根据不同时刻上桥臂检测电阻两端的电压值之间的大小关系判断电池包的电芯与壳体短路情况；以及根据上桥臂分压单元的分压电阻在电路中的分压不同时其检测电阻两端的电压稳定值U_a2和U_a3、U_e以及下桥臂检测电阻的采样电源电压，计算电池包的绝缘电阻。上述方法检测电路简单，对多个参数统一控制，优化了检测电路，降低成本，简化了检测流程，减轻MCU控制负荷。

Description

动力电池包参数检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及车辆动力电池检测技术领域，特别涉及一种动力电池包参数检测方法及检测装置。

背景技术

新能源汽车是未来汽车发展的主攻方向，以纯电动汽车为代表的电动汽车是解决汽车产业可持续发展问题的主要途径之一。而在新能源汽车运行过程中，需要对动力电池Pack(动力电池包)电压、电芯与壳体短路情况以及绝缘电阻等参数进行实时监测，为续驶里程等计算过程提供准确信息，同时及时发现短路或绝缘故障，保障人身安全。

现有技术中，对于以上检测项目的检测电路是独立分开的，且对各个检测项目的控制也是独立的，例如仅针对动力电池Pack的电压进行检测和控制，而未考虑其他参数。如此，以零散单元检测电路增加了电路设计及检测流程复杂性，增加MCU控制负荷，并且不利于检测电路成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池包的参数检测方法，以解决现有技术中对多个参数进行独立控制带来的电路设计及检测流程复杂的问题，从而减轻MCU控制负荷，并降低检测电路成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池包的参数检测方法，所述参数包括所述动力电池包的电压、所述动力电池包的电芯与壳体短路情况及绝缘电阻，且所述参数基于动力电池包检测电路而被检测，所述动力电池包检测电路包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，所述动力电池包、所述绝缘电阻单元、电容单元和串接的所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元相互并联，所述采样电阻单元两端分别连接汽车底盘和外部电源，所述采样电阻单元与所述下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接所述汽车底盘，其中，所述上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元。

且所述方法包括：采集以下数据：所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元断开的情况下，下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1；闭合所述下桥臂分压单元和所述第一上桥臂分压单元，使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，在不同时刻，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua21、Ua22、Ua23，以及所述下桥臂检测电阻两端的电压值Ub21。根据检测到的所述U_b1、Ua21和Ub21以及已知的所述第一上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及所述采样电阻单元的电阻值计算得到动力电池包的电压值U_e；根据检测到的所述Ua21、Ua22、Ua23之间的大小关系判断所述动力电池包的电芯与壳体短路之间的情况；以及在所述上桥臂分压单元的分压电阻在电路中的分压不同时，计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2和U_a3，并根据上桥臂分压电阻、下桥臂分压电阻、上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻、采样电阻单元的阻值、所述U_a2、U_a3、U_e和下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a，计算所述动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和所述动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn。

进一步的，所述判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况包括：在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯与壳体之间存在短路情况，并根据待检测动力电池包串联电芯的数目N、所检测到的所述Ua21、Ub21，计算所述待检测动力电池包中与壳体短路的电芯的位置Nshort；在所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路情况。

进一步的，所述计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2包括：所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路的情况下，根据所述Ua21、Ua22和Ua23，计算所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2。

进一步的，所述计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3包括：保持所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的状态，将所述上桥臂分压单元与所述动力电池包的连接状态为以下一者：断开所述第一上桥臂分压单元，而闭合所述第二上桥臂分压单元使其与所述动力电池包连接；以及同时闭合所述第一上桥臂分压单元和所述第二上桥臂分压单元，以使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，采集以下数据：在不同时刻，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua31、Ua32、Ua33；以及根据所检测的所述Ua31、Ua32、Ua33，计算当前情况下，所述上桥臂上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3。

进一步的，所述动力电池包参数检测方法还包括：在检测所述动力电池包电压值U_e前，通过以下公式检测所述下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a：V_a＝2*U_b1。

相对于现有技术，本发明所述的动力电池包参数检测方法具有以下优势：

(1)本发明所述的动力电池包参数检测方法使用简单的动力电池包检测电路，对动力电池包的多个参数进行统一控制，有利于优化检测电路，降低检测电路成本；

(2)本发明所述的动力电池包参数检测方法，简化检测流程，减轻MCU控制负荷，实现对动力电池包的参数的快速检测。

本发明的另一目的在于提出一种动力电池包参数检测装置，以解决现有技术中以零散单元检测电路对动力电池包的多个参数进行控制不利于简化电路设计的问题，并降低检测电路成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池包参数检测装置，所述参数包括：所述动力电池包的电压、电芯与壳体短路情况及绝缘电阻其特征在于，所述动力电池包参数检测装置包括：动力电池包检测电路，包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，所述动力电池包、所述绝缘电阻单元、电容单元和串接的所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元相互并联，所述采样电阻单元两端分别连接汽车底盘和外部电源，所述采样电阻单元与所述下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接所述汽车底盘，其中，所述上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元。控制单元，所述控制单元的第一I/O接口和第二I/O接口分别连接在串联的所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻和所述下桥臂检测电阻两端，所述控制单元用于采集以下数据：所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元断开的情况下，下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1；闭合所述下桥臂分压单元和所述第一上桥臂分压单元，使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，在不同时刻，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua21、Ua22、Ua23，以及所述下桥臂检测电阻两端的电压值Ub21。以及根据检测到的所述U_b1、Ua21和Ub21以及已知的所述第一上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及所述采样电阻单元的电阻值计算得到所述动力电池包的电压值U_e；并根据检测到的所述Ua21、Ua22、Ua23之间的大小关系判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况；以及在所述上桥臂分压单元的分压电阻在电路中的分压不同时，计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3和U_a3，并根据上桥臂分压电阻、下桥臂分压电阻、上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻、采样电阻单元的阻值、所述U_a2、U_a3、U_e和下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a，计算所述动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和所述动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn。

进一步的，所述控制单元用于判断所述动力电池包的的电芯与壳体之间的短路情况包括：在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯与壳体之间存在短路情况，并根据待检测动力电池包串联电芯的数目N、所检测到的所述Ua21、Ub21，计算所述待检测动力电池包中与壳体短路的电芯的位置Nshort；在所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路情况。

进一步的，所述控制单元用于计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2包括：在所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路的情况下，根据所述Ua21、Ua22、Ua23，计算所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2。

进一步的，所述控制单元用于计算所述上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3包括：保持所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的状态，将所述上桥臂分压单元与所述动力电池包的连接状态为以下一者：断开所述第一上桥臂分压单元，而闭合所述第二上桥臂分压单元使其与所述动力电池包连接；以及同时闭合所述第一上桥臂分压单元和所述第二上桥臂分压单元，以使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，采集以下数据：在不同时刻，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua31、Ua32、Ua33；以及根据所检测的所述Ua31、Ua32、Ua33，计算当前情况下，所述上桥臂上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3。

进一步的，所述控制单元还用于：在检测所述动力电池包电压值U_e前，通过以下公式检测所述下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a：V_a＝2*U_b1。

所述动力电池包的参数检测装置与上述动力电池包的参数检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种机器可读存储介质，以解决现有技术中对多个参数进行独立控制带来的电路设计及检测流程复杂的问题，从而减轻MCU控制负荷，并降低检测电路成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器执行上述动力电池包参数检测方法。

所述机器可读存储介质与上述动力电池包的参数检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的动力电池包检测电路的连接示意图；

图2为本发明实施方式所述的动力电池包的参数检测方法的流程示意图；

图3为本发明实施方式所述的动力电池包的参数检测方法的应用示例流程示意图。

附图标记说明：

MCU、控制单元 Ue、动力电池包的电压值

Up、动力电池包的高压母线正极对车辆底盘电压

Un、动力电池包的高压母线负极对车辆底盘电压

Rp、第一绝缘电阻 Rn、第二绝缘电阻

Cp、第一电容 Cn、第二电容

R1、第一上桥臂分压电阻 R2、第二上桥臂分压电阻

R3、下桥臂分压电阻 K1、第一开关

K2、第二开关 K3、第三开关

I/O1、控制单元第一I/O接口 I/O2、控制单元第二I/O接口

Ua、上桥臂检测电阻两端电压 Ub、下桥臂检测电阻两端电压

Va、采样电源电压 a、某个电芯的负极

b、电池包壳体，与车辆底盘相连，即参考地

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明中的动力电池包检测电路是基于国标T18384.1-2001的，一种典型的全桥、被动绝缘检测电路基础上加以改进(如图1所示)。图1是本发明实施方式所述的动力电池包检测电路的连接示意图，动力电池包检测电路包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，动力电池包、绝缘电阻单元、电容单元和串接的上桥臂分压单元和下桥臂分压单元相互并联，采样电阻单元两端分别连接汽车底盘和外部电源，采样电阻单元与下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接车辆底盘，其中，上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元。

如图1所示，Ue表示待检测动力电池Pack(动力电池包)电压(以下统称：动力电池包电压)，Up表示高压母线正极对车辆底盘电压，Un表示高压母线负极对车辆底盘电压。Rp表示待检测高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻(第一绝缘电阻)，Rn表示待检测高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻(第二绝缘电阻)。Cp表示高压母线正极对车辆底盘等效电容(第一电容)，Cn表示高压母线负极对车辆底盘等效电容(第二电容)。R1、R2、R3、r阻值已知，R1、R2满足关系R1<R2，其中，R₁表示第一上桥臂分压电阻，R₂表示第二上桥臂分压电阻，R₃表示下桥臂分压电阻，上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻和采样电阻单元的阻值可以设置为相同阻值，且均由r表示。电容单元包括串联的上桥臂电容和下桥臂电容，上桥臂绝缘电阻和下桥臂绝缘电阻之间的接点、上桥臂电容和下桥臂电容之间的接点以及上桥臂分压电阻和下桥臂分压电阻之间的接点串联后与车辆底盘连接。

闭合第一开关K1，同时断开第二开关K2，则上桥臂高压母线正极、上桥臂检测电阻r、第一开关K1、第一上桥臂分压电阻R1、车辆底盘依次连接，可构成第一路上桥臂测量分压电路；断开第一开关K1，同时闭合第二开关K2，则上桥臂高压母线正极、上桥臂检测电阻r、第二开关K2、第二上桥臂分压电阻R2、车辆底盘依次连接，可构成第二路上桥臂测量分压电路；若同时闭合K1、K2，则上桥臂高压母线正极、第一上桥臂分压电阻R1、第二上桥臂分压电阻R2、第一开关K1、第二开关K2、上桥臂检测电阻r、车辆底盘依次连接，可构成第三路上桥臂测量分压电路；下桥臂高压母线负极、下桥臂检测电阻r、第三开关K3、下桥臂分压电阻R3、车辆底盘依次连接，构成下桥臂测量分压电路。

Ua为上桥臂检测电阻r电压，通过控制单元MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)第一I/O接口I/O1检测；Ub为下桥臂检测电阻r的电压，通过控制单元第二I/O接口I/O2检测，Ua和Ub的值可以直接从MCU中读取。Va是下桥臂检测电阻r的采样电源电压。在动力电池包的参数检测过程中，需要开关K1、K2、K3协同工作。

图2为本发明实施方式所述的动力电池包的参数检测方法的流程示意图，如图2所示，可以包括如下步骤：

S110、采集数据。

只有通过合理的方式采集动力电池包检测电路中的相关参数，并结合已知的参数，才能准确计算出动力电池包电压、动力电池包的电芯与壳体的短路情况以及绝缘电阻。

首先，将K1、K2、K3均断开，通过MCU读取下桥臂检测电阻r电压Ub，记为U_b1，通过以下公式检测下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a：V_a＝2*U_b1。

因为采样电源电压电压值容易出现电压漂移现象，通常误差范围在0-5mV之间，为了达到精确计算的目的，此处根据下桥臂检测电阻的电压对其进行了计算，以避免采样电源电压值漂移导致的下述计算的误差。

其次，闭合第一开关K1和第三开关K3，断开第二开关K2，使高压母线正极和高压母线负极之间形成通路。以开关K1、K3闭合时刻为0时刻，在完成第一开关K1、第三开关K3的闭合和第二开关K2的断开之后的t11时刻(通常t11时刻与0时刻的时间间隔很短，t11时刻及下述t12、t13时刻动力电池包的检测电路均未进入稳定状态)，读取Ua、Ub的值，记为Ua21、Ub21。

在t11时刻之后经过相同的时间间隔，再选取两个时刻t12、t13(通常t21与t11之间的时间间隔和t31与t21之间的时间间隔相等，且通常为MCU的一个采样周期)，读取Ua的值，并分别记为Ua22、Ua23。

S120、计算动力电池包电压Ue、判断动力电池包电芯与壳体之间的短路情况。

首先，根据采样电源电压Va、t11时刻采集的Ua的值Ua21、和t11时刻采集的Ub的值Ub21计算动力电池包电压Ue，即Ue＝f(Va，Ua21，Ub21)。

其次，根据在t11、t12、t13时刻，Ua的值Ua21、Ua22、Ua23之间的大小关系，判断动力电池包电芯与壳体之间的短路情况。

其中，在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等的情况下，判定动力电池包的电芯与壳体之间存在短路情况，并根据待检测动力电池包串联电芯的数目N、所检测到的Ua21、Ub21，计算待检测动力电池包中与壳体短路的电芯的位置Nshort，Nshort＝f(Ua21，Ub21，N)。可以采用以下公式：

计算动力电池包中与壳体短路的电芯的位置。

在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等的情况下，判定动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路情况，并根据Ua21、Ua22、Ua23，计算上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2，U_a2＝f(Ua21，Ua22，Ua23)。

S130、计算绝缘电阻值。

绝缘电阻值包括动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn。

首先根据Ua2确定开关切换方式。为了使电压采集结果更精确，如果在步骤S120中计算得到的U_a2小于第一设定阈值U1，则保持K3、K1闭合，同时闭合K2，以增大上桥臂检测电阻r的分压；如果U_a2大于第二设定阈值U2，则保持K3闭合，断开K1，同时闭合K2，已知R2>R1，则可减小上桥臂检测电阻r的分压。当U1<U_a2<U2，为了减少开关状态切换，可选择K1、K2、K3同时闭合。其中0<U1<U2<电池包额定电压U_额，U1的值接近零，U2的值接近U_额。

此处根据U_a2的大小确定开关切换方式，即根据此前上桥臂检测电阻r分压大小，确定下一步开关切换方式，可以调整检测电阻r分压比例，以使上桥臂检测电阻r的分压值处于MCU可以准确读取的范围之内，从而实现绝缘电阻的准确、宽范围检测。

以切换开关状态时刻为0时刻。分别在t21、t22、t23时刻(t21、t22、t23时刻的选取同上述步骤S110中)，读取Ua电压值，且分别记为Ua31、Ua32、Ua33，根据Ua31、Ua32及Ua33，计算当前状态下Ua稳定电压值，记为U_a3。U_a3＝f(Ua31，Ua32，Ua33)。

基于上述计算结果计算绝缘电阻值，其中，Rp＝f(Va，Ue，U_a2，U_a3)，Rn＝f(Va，Ue，U_a2，U_a3)。

图3为本发明实施方式所述的动力电池包的参数检测方法的应用示例流程示意图。如图3所示，基于图1所示的动力电池包参数检测电路，本发明应用示例中对于动力电池包电压检测、电芯与壳体之间的短路情况检测及绝缘电阻检测，具体步骤如下：

S210、计算采样电源电压值Va。

使K1、K2、K3均断开；从MCU中读取Ub电压值，记为Ub1；计算Va。Va＝f(Ub1)。

具体的，V_a＝2*U_b1。

S220、计算动力电池包的电压Ue。

同时闭合K3、K1，K2断开，使母线正极与母线负极形成通路，计算动力电池包电压Ue＝f(Va，Ua21，Ub21)。

以开关闭合时刻为0时刻。在t1时刻，读取Ua、Ub电压值，分别记为Ua21、Ub21，分别在t2、t3时刻，读取Ua电压值，分别记为Ua22、Ua23。

S230、判断动力电池包的电芯与壳体之间短路情况。

判断是否有Ua21＝Ua22＝Ua23，如果有，则判定动力电池包的电芯与壳体存在短路情况，估算与壳体短路电芯位置Nshort。设待检测电池包串联电芯数目为N，则Nshort＝f(Ua21，Ub21，N)，之后进入故障处理流程。

如果Ua21、Ua22、Ua23均不相等，则判定动力电池包的电芯与壳体不存在短路情况，计算Ua稳定电压值U_a2。U_a2＝f(Ua21,Ua22,Ua23)。

S240、计算绝缘电阻值Rp、Rn。

根据U_a2的大小确定开关切换方式，为了保证电压采集结果精确，因为已知R2>R1，故如果U_a2小于阈值U1，则保持K3、K1闭合，同时闭合K2，以增大上桥臂检测电阻r分压；如果U_a2大于阈值U2，则保持K3闭合，断开K1，同时闭合K2，以减小上桥臂检测电阻r分压。如果U1<U_a2<U2，为了减少开关状态切换，可选择K1、K2、K3同时闭合。

以切换开关状态时刻为0时刻。分别在t1、t2、t3时刻，读取Ua电压值，且分别记为Ua31、Ua32，Ua33。

计算Ua稳定电压值，记为U_a3。U_a3＝f(Ua31,Ua32,Ua33)。

基于上述计算结果计算绝缘电阻值。Rp＝f(Va，Ue，U_a2，U_a3)，Rn＝f(Va，Ue，U_a2，U_a3)。

如果步骤S240中，闭合K3、K2，断开K1，则

如果在3-a，同时闭合K3、K2、K1，则

重复步骤S220-S240，可周期性检测动力电池包电压值、电芯与壳体短路情况以及绝缘电阻值。

此外，本发明提供一种动力电池包参数检测装置，动力电池包参数包括：动力电池包的电压、电芯与壳体短路情况及绝缘电阻其特征在于，动力电池包参数检测装置包括：动力电池包检测电路，包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，动力电池包、绝缘电阻单元、电容单元和串接的上桥臂分压单元和下桥臂分压单元相互并联，采样电阻单元两端分别连接汽车底盘和外部电源，采样电阻单元与下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接汽车底盘，其中，上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元。控制单元，控制单元的第一I/O接口和第二I/O接口分别连接在串联的上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻和下桥臂检测电阻两端，控制单元用于采集以下数据：上桥臂分压单元和下桥臂分压单元断开的情况下，下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1；闭合下桥臂分压单元和第一上桥臂分压单元，使上桥臂分压单元和下桥臂分压单元连接动力电池包的情况下，在不同时刻，上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua21、Ua22、Ua23，以及下桥臂检测电阻两端的电压值Ub21。以及根据检测到的U_b1、Ua21和Ub21以及已知的第一上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元的电阻值计算得到动力电池包的电压值U_e；并根据检测到的Ua21、Ua22、Ua23之间的大小关系判断动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况；以及在上桥臂分压单元的分压电阻在电路中的分压不同时，计算上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2和U_a3，并根据上桥臂分压电阻、下桥臂分压电阻、上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻、采样电阻单元的阻值、U_a2、U_a3、U_e和下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a，计算动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn。

动力电池包的检测装置的其它具体实施细节同上述动力电池包的检测方法，此处不再赘述。

通过上述技术方案，本发明能够在一个检测电路中实现对动力电池包的多个参数进行周期性检测，有利于优化检测电路，有效降低了检测电路成本，同时简化了检测流程，减轻了MCU控制负荷，并实现了对绝缘电阻的宽范围准确检测，很大程度上提高了对动力电池包参数检测的快速性和准确性。

需要说明的是对于主动注入法绝缘检测电路以及其他基于国标的、全桥或半桥被动绝缘检测电路，同样适用于本技术方案中动力电池包参数检测方法。另外对于步骤S3中，U1<U_a2<U2的情况下，也可以选择闭合开关K3、K2，断开K1，进行后续相关采集和计算。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种动力电池包参数检测方法，其特征在于，所述参数包括所述动力电池包的电压、所述动力电池包的电芯与壳体短路情况及绝缘电阻，且所述参数基于动力电池包检测电路而被检测，

所述动力电池包检测电路包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，所述动力电池包、所述绝缘电阻单元、电容单元和串接的所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元相互并联，所述采样电阻单元的一端连接采样电源，所述采样电阻单元的另一端与所述下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接汽车底盘，其中，所述上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元；

且所述方法包括：

采集以下数据：

所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元断开的情况下，下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1；闭合所述下桥臂分压单元和所述第一上桥臂分压单元，使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，在三个时间间隔相等的时刻，所述时间间隔为控制单元的一个采样周期，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua21、Ua22、Ua23，以及所述下桥臂检测电阻两端的电压值Ub21；根据检测到的所述U_b1、Ua21和Ub21以及已知的所述第一上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及所述采样电阻单元的电阻值计算得到动力电池包的电压值U_e；

其中，

R3——下桥臂分压电阻；

R1——第一上桥臂分压电阻；

r——上桥臂检测电阻；

根据检测到的所述Ua21、Ua22、Ua23是否两两相等判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况，如果所述所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等，则判断所述动力电池包的电芯与壳体短路；如果所述所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等，则判断所述动力电池包的电芯与壳体没有短路；以及

在所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路的情况下，根据所述Ua21、Ua22和Ua23，计算所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2；

保持所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的状态，将所述上桥臂分压单元与所述动力电池包的连接状态为以下一者：

断开所述第一上桥臂分压单元，而闭合所述第二上桥臂分压单元使其与所述动力电池包连接；以及

同时闭合所述第一上桥臂分压单元和所述第二上桥臂分压单元，

使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，采集以下数据：在三个时间间隔相等的时刻，所述时间间隔为控制单元的一个采样周期，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua31、Ua32、Ua33；以及

根据所检测的所述Ua31、Ua32、Ua33，计算当前情况下，所述上桥臂上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3；

并根据上桥臂分压电阻、下桥臂分压电阻、上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻、采样电阻单元的阻值、所述U_a2、U_a3、U_e和下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a，计算所述动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和所述动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn；

其中Va＝2U_b1，R2为第二上桥臂分压电阻，R3为下桥臂分压电阻。

2.根据权利要求1所述的动力电池包参数检测方法，其特征在于，所述判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况包括：

在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯与壳体之间存在短路情况，并根据待检测动力电池包串联电芯的数目N、所检测到的所述Ua21、Ub21，计算所述待检测动力电池包中与壳体短路的电芯的位置Nshort；

在所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路情况。

3.根据权利要求1所述的动力电池包参数检测方法，其特征在于，所述动力电池包参数检测方法还包括：在检测所述动力电池包电压值U_e前，通过以下公式检测所述下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a：V_a＝2*U_b1。

4.一种动力电池包参数检测装置，所述参数包括：所述动力电池包的电压、电芯与壳体短路情况及绝缘电阻其特征在于，所述动力电池包参数检测装置包括：

动力电池包检测电路，包括：绝缘电阻单元、电容单元、上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及采样电阻单元，所述动力电池包、所述绝缘电阻单元、电容单元和串接的所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元相互并联，所述采样电阻单元的一端连接采样电源，所述采样电阻单元的另一端连接与所述下桥臂分压单元中的下桥臂检测电阻串联后连接汽车底盘，其中，所述上桥臂分压单元包括第一上桥臂分压单元和第二上桥臂分压单元；

控制单元，所述控制单元的第一I/O接口和第二I/O接口分别连接在串联的所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻和所述下桥臂检测电阻两端，

所述控制单元用于采集以下数据：

所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元断开的情况下，下桥臂检测电阻两端的电压值U_b1；

闭合所述下桥臂分压单元和所述第一上桥臂分压单元，使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，在三个时间间隔相等的时刻，所述时间间隔为控制单元的一个采样周期，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua21、Ua22、Ua23，以及所述下桥臂检测电阻两端的电压值Ub21；以及

根据检测到的所述U_b1、Ua21和Ub21以及已知的所述第一上桥臂分压单元、下桥臂分压单元以及所述采样电阻单元的电阻值计算得到所述动力电池包的电压值U_e；并根据检测到的所述Ua21、Ua22、Ua23两两是否相等判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况，如果所述所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等，则判断所述动力电池包的电芯与壳体短路；如果所述所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等，则判断所述动力电池包的电芯与壳体没有短路；以及在所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路的情况下，根据所述Ua21、Ua22、Ua23，计算所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a2；

保持所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的状态，将所述上桥臂分压单元与所述动力电池包的连接状态为以下一者：

断开所述第一上桥臂分压单元，而闭合所述第二上桥臂分压单元使其与所述动力电池包连接；以及

同时闭合所述第一上桥臂分压单元和所述第二上桥臂分压单元，

使所述上桥臂分压单元和所述下桥臂分压单元连接所述动力电池包的情况下，采集以下数据：在不同时刻，所述上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压值Ua31、Ua32、Ua33；以及

根据所检测的所述Ua31、Ua32、Ua33，计算当前情况下，所述上桥臂上桥臂分压单元中的上桥臂检测电阻两端的电压稳定值U_a3；

并根据上桥臂分压电阻、下桥臂分压电阻、上桥臂检测电阻、下桥臂检测电阻、采样电阻单元的阻值、所述U_a2、U_a3、U_e和下桥臂检测电阻的采样电源电压V_a，计算所述动力电池包的高压母线正极对车辆底盘等效绝缘电阻Rp和所述动力电池包的高压母线负极对车辆底盘等效绝缘电阻Rn；

其中，

R3——下桥臂分压电阻；

R1——第一上桥臂分压电阻；

r——上桥臂检测电阻；

其中Va＝2U_b1，R2为第二上桥臂分压电阻，R3为下桥臂分压电阻。

5.根据权利要求4所述的动力电池包参数检测装置，其特征在于，所述控制单元用于判断所述动力电池包的电芯与壳体之间的短路情况包括：

在Ua21、Ua22、Ua23两两之间均相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯与壳体之间存在短路情况，并根据待检测动力电池包串联电芯的数目N、所检测到的所述Ua21、Ub21，计算所述待检测动力电池包中与壳体短路的电芯的位置Nshort；

在所述Ua21、Ua22、Ua23两两之间均不相等的情况下，判定所述动力电池包的电芯和壳体之间不存在短路情况。

6.一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器执行权利要求1-3中任一项所述的动力电池包参数检测方法。

Images