CN113009230A - 电动汽车的绝缘检测电路及方法 - Google Patents

电动汽车的绝缘检测电路及方法 Download PDF

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CN113009230A CN202110292676.2A CN202110292676A CN113009230A CN 113009230 A CN113009230 A CN 113009230A CN 202110292676 A CN202110292676 A CN 202110292676A CN 113009230 A CN113009230 A CN 113009230A
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韩友国
任印连
曹星辰
吴洪涛
姚朝华
杨玉梅
程琳
杨帆
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Abstract

本申请公开了一种电动汽车的绝缘检测电路及方法，其中，电路包括：正极高压线束工装和负极高压线束工装，所述正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连，以同时采集所述整车B级电压电路的电压数据；计算组件，用于根据所述整车B级电压电路的电压数据计算所述整车B级电压电路对地的绝缘电阻。由此，解决了相关技术中的有源测试无法准确且同时采集B级电压电路的电压数据，导致绝缘检测的准确性较差，且需要进行多次检测检测效率低等问题。

Description

电动汽车的绝缘检测电路及方法
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的绝缘检测电路及方法。
背景技术
电动汽车的动力电池中通常包括B级电压电路，B级电压电路是指最大工作电压为60V＜U≤1500V的直流电路，由于B级电压电路的电压高于人体一般能承受的最大安全直流电压60V，因此为了保证安全性，B级电压电路的绝缘保护至关重要，其中绝缘保护的关键在于如何进行绝缘检测。
相关技术中，通常通过有源测试进行绝缘检测，有源测试是指动力电池带电检测，检测时，采集B级电压电路的正负极电压数据，根据正负极电压数据计算绝缘电阻。
然而，相关技术中有源测试时往往无法准确采集B级电压电路的电压数据，且正负极采集数据的时间不一致，导致计算得到绝缘阻值与实际绝缘阻值有较大偏差，使得绝缘检测的准确性较差，同时需要进行多次检测才能得到最终绝缘检测结果，大大增加了绝缘检测的时间，降低了绝缘检测的效率，亟待解决。
申请内容
本申请提供一种电动汽车的绝缘检测电路及方法，以解决相关技术中的有源测试无法准确且同时采集B级电压电路的电压数据，导致绝缘检测的准确性较差，且需要进行多次检测检测效率低等问题。
本申请第一方面实施例提供一种电动汽车的绝缘检测电路，包括：正极高压线束工装和负极高压线束工装，所述正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连，以同时采集所述整车B级电压电路的电压数据；计算组件，用于根据所述整车B级电压电路的电压数据计算所述整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
进一步地，所述计算组件包括：第一电压表，所述第一电压表的正极表笔一端与所述正极高压线束工装相连，所述第一电压表的正极表笔另一端与第一电阻的一端相连，且所述第一电压表的负极表笔一端与蓄电池的负极相连，所述第一电压表的负极表笔另一端与所述负极高压线束工装相连；第二电压表，所述第二电压表的正极表笔一端与所述负极高压线束工装相连，所述第二电压表的负极表笔与所述蓄电池的负极相连。
进一步地，所述第一电压表的正极表笔与所述第一电阻之间设置有第三开关；所述第一电压表的负极表笔与所述负极高压线束工装之间设置有第二开关，且所述第一电压表的负极表笔与所述蓄电池负极之间设置有第一开关。
进一步地，所述第二电压表的正极表笔一端与所述负极高压线束工装之间设置有第四开关。
进一步地，所述计算组件还包括：第五开关，所述第五开关均与所述第二电压表的正极表笔一端和所述第一电阻的一端相连，且所述第一电阻的另一端与所述蓄电池的负极相连。
进一步地，所述计算组件具体用于断开所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关，闭合所述第二开关，以得到所述整车B级电压电路的实际总压，并且断开所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关，闭合所述第一开关和第四开关，以得到所述正极对地的电压U1和所述正极对地的电压U1’，其中，若所述正极对地的电压U1＞所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关和所述第五开关，闭合所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若所述正极对地的电压U1＜所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关、所述第三开关，闭合所述第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
进一步地，所述计算组件的计算公式为：绝缘电阻RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)和RX2＝RX/U总，其中，R是已知阻值电阻，R内是电压表内阻。
本申请第二方面实施例提供一种电动汽车的绝缘检测方法，所述方法应用于上述实施例所述的电动汽车的绝缘检测电路，包括以下步骤：通过正极高压线束工装和负极高压线束工装同时采集整车B级电压电路的电压数据，其中，所述正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连；根据所述整车B级电压电路的电压数据计算所述整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：断开所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关，闭合所述第二开关，以得到所述整车B级电压电路的实际总压，并且断开所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关，闭合所述第一开关和第四开关，以得到所述正极对地的电压U1和所述正极对地的电压U1’，其中，若所述正极对地的电压U1＞所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关和所述第五开关，闭合所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若所述正极对地的电压U1＜所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关、所述第三开关，闭合所述第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：所述绝缘电阻的计算公式为：RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)和RX2＝RX/U总，其中，R是已知阻值电阻，R内是电压表内阻。
通过正负极高压线束工装同时准确采集B级电压电路的电压数据，保证采集时间的一致性及准确性，提高B级电压电路绝缘电阻计算的准确性，提高绝缘检测的准确性，且无需多次检测即可准确得到绝缘电阻的阻值，减少检测时间，提高检测效率。由此，解决了相关技术中的有源测试无法准确且同时采集B级电压电路的电压数据，导致绝缘检测的准确性较差，且需要进行多次检测检测效率低等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的电动汽车的绝缘检测电路的方框示意图；
图2为根据本申请实施例提供的电动汽车的绝缘检测电路的结构示意图；
图3为根据本申请实施例提供的电动汽车的绝缘检测电路的检测原理图；
图4为根据本申请实施例提供的一种电动汽车的绝缘检测方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的电动汽车的绝缘检测电路及。针对上述背景技术中心提到的相关技术中的有源测试无法准确且同时采集B级电压电路的电压数据，导致绝缘检测的准确性较差，且需要进行多次检测检测效率低的问题，本申请提供了一种电动汽车的绝缘检测电路，在该电路中，通过正负极高压线束工装同时准确采集B级电压电路的电压数据，保证采集时间的一致性及准确性，提高B级电压电路绝缘电阻计算的准确性，提高绝缘检测的准确性，且无需多次检测即可准确得到绝缘电阻的阻值，减少检测时间，提高检测效率。由此，解决了相关技术中的有源测试无法准确且同时采集B级电压电路的电压数据，导致绝缘检测的准确性较差，且需要进行多次检测检测效率低等问题。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种电动汽车的绝缘检测电路的方框示意图。
如图1所示，该电动汽车的绝缘检测电路100包括正极高压线束工装110、负极高压线束工装120和计算组件130。
其中，正极高压线束工装110和负极高压线束工装120分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连，以同时采集整车B级电压电路的电压数据；计算组件130用于根据整车B级电压电路的电压数据计算整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
可以理解的是，本申请实施例的绝缘检测为有源测试，整车B级电压电路通电，可检测整车B级电压电路对地的绝缘电阻，避免B级电压部件或线束漏检，大大减少测试时间，提高检测效率；且B级电压电路的正负极可以同时采集数据并分析，提高了采集数据的准确性、一致性，提高计算的绝缘电阻值的准确性。
在本实施例中，如图2所示，B级电压电路1可以包括驱动电机、电机控制器、电加热器、电动压缩机、缆线控制盒、功率变换器等，通过第一B级电压线束工装2连接到第二B级电压线束工装3，第二B级电压线束工装3连接到动力电池4。
其中，正极高压线束工装110为第一B级电压线束工装2和第二B级电压线束工装3的正极，负极高压线束工装120为第一B级电压线束工装2和第二B级电压线束工装3的负极。
其中，动力电池4内部含有电池管理模块(Battery Management System，BMS)5，电池管理模块5可以用于屏蔽整车绝缘电阻检测功能。本申请实施例的绝缘检测电路100在进行绝缘检测时，可以通过电池管理模块5屏蔽整车绝缘检测功能，检测结果为B级电压电路对地的绝缘阻值，从而可对比没有屏蔽整车绝缘检测功能时整车上报的绝缘阻值，以分析整车检测上报的绝缘阻值是否准确。
在本实施例中，如图2所示，计算组件130包括：数据处理器6、第一电压表7、第二电压表8、第一开关10、第二开关11、第三开关12、第四开关13、第五开关14和第一电阻15。
其中，数据处理器6用于处理第一电压表7、第二电压表8和第一电阻15等数据信息，以计算得到绝缘电阻的阻值；第一电压表7的正极表笔一端与正极高压线束工装110相连，第一电压表7的正极表笔另一端与第一电阻15的一端相连，且第一电压表7的负极表笔一端与蓄电池9的负极相连，第一电压表7的负极表笔另一端与负极高压线束工装120相连；第二电压表8的正极表笔一端与负极高压线束工装120相连，第二电压表8的负极表笔与蓄电池9的负极相连；第一电压表7的正极表笔与第一电阻15之间设置有第三开关12；第一电压表7的负极表笔与蓄电池9的负极之间设置有第一开关10；第一电压表7的负极表笔与负极高压线束工装120之间设置有第二开关11；第二电压表8的正极表笔一端与负极高压线束工装120之间设置有第四开关13；第五开关14均与第二电压表8的正极表笔一端和第一电阻15的一端相连，且第一电阻15的另一端与蓄电池9的负极相连。
在本实施例中，计算组件130具体用于断开所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关，闭合所述第二开关，以得到所述整车B级电压电路的实际总压，并且断开所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关，闭合所述第一开关和第四开关，以得到所述正极对地的电压U1和所述正极对地的电压U1’，其中，若所述正极对地的电压U1＞所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关和所述第五开关，闭合所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若所述正极对地的电压U1＜所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关、所述第三开关，闭合所述第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
具体而言，结合图2和图3所示，检测电路100的检测原理如下：
(1)在整车直流输出线束处更换B级电压线束工装，且整车上电保持车辆处于可行驶状态；
(2)通过电池管理模块5屏蔽整车绝缘电阻检测功能；
(3)断开第一开关10、第三开关12、第四开关13和第五开关14，闭合第二开关11，测量出B级电压电路电压的总压U总；
(4)断开第二开关11、第三开关12和第五开关14，闭合第一开关10和第四开关13，待电压稳定后，分别测量出B级电压线束工装的正极对地电压U1、负极对地电压U1’。
(5)若U1＞U1’，则断开第二开关11、第五开关14，闭合第一开关10、第三开关12和第四开关13，待电压稳定后，分别测量出B级电压线束工装的正极对地电压U2、负极对地电压U2’；若U1＜U1’，则断开第二开关11、第三开关12，闭合第一开关10、第四开关13和第五开关14，待电压稳定后，分别测量出B级电压线束工装的正极对地电压U2’、负极对地电压U2。
(6)数据处理器6接收已知阻值第一电阻15的阻值和四个电压值U1、U1’、U2、U2’以及电压表内阻R内的阻值后，参考图3，数据处理器利用以下公式自动计算：U1/(RP//R内)＝U1’/(Rn//R内)、U2/(RP//R内//R)＝U2’/(Rn//R内)、U1+U1’＝U2+U2’，可计算出整车绝缘电阻RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)(单位：MΩ)。
(7)数据处理器6计算出的绝缘电阻值RX再次利用公式RX2＝RX/U总(单位Ω/V)，即可自动计算出整车的绝缘阻值。以上两种绝缘阻值RX、RX2均有效。
需要说明的是，本申请实施例的绝缘检测电路100可以设置于用于检测整车绝缘电阻的装置中，可以实现智能检测、计算绝缘阻值，电路结构简单、可靠性较强。
根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘检测电路，通过正负极高压线束工装同时准确采集B级电压电路的电压数据，保证采集时间的一致性及准确性，提高B级电压电路绝缘电阻计算的准确性，提高绝缘检测的准确性，且无需多次检测即可准确得到绝缘电阻的阻值，减少检测时间，提高检测效率。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘检测方法。
图4是本申请实施例的电动汽车的绝缘检测方法的流程图。
其中，方法应用于上述实施例的电动汽车的绝缘检测电路，如图4所示，该电动汽车的绝缘检测方法包括以下步骤：
在步骤S101中，通过正极高压线束工装和负极高压线束工装同时采集整车B级电压电路的电压数据，其中，正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连；
在步骤S102中，根据整车B级电压电路的电压数据计算整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：断开检测电路的第一开关、第三开关、第四开关和第五开关，闭合第二开关，以得到整车B级电压电路的实际总压，并且断开第二开关、第三开关和第五开关，闭合第一开关和第四开关，以得到正极对地的电压U1和正极对地的电压U1’，其中，若正极对地的电压U1＞正极对地的电压U1’，则断开第二开关、第五开关，闭合第一开关、第三开关和第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若正极对地的电压U1＜正极对地的电压U1’，则断开第二开关、第三开关，闭合第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
进一步地，本申请实施例的方法还包括：绝缘电阻的计算公式为：RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)和RX2＝RX/U总，其中，R是已知阻值电阻，R内是电压表内阻。
需要说明的是，前述对电动汽车的绝缘检测电路实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车的绝缘检测方法，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的电动汽车的绝缘检测方法，通过正负极高压线束工装同时准确采集B级电压电路的电压数据，保证采集时间的一致性及准确性，提高B级电压电路绝缘电阻计算的准确性，提高绝缘检测的准确性，且无需多次检测即可准确得到绝缘电阻的阻值，减少检测时间，提高检测效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

Claims (10)

1.一种电动汽车的绝缘检测电路，其特征在于，包括：
正极高压线束工装和负极高压线束工装，所述正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连，以同时采集所述整车B级电压电路的电压数据；
计算组件，用于根据所述整车B级电压电路的电压数据计算所述整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述计算组件包括：
第一电压表，所述第一电压表的正极表笔一端与所述正极高压线束工装相连，所述第一电压表的正极表笔另一端与第一电阻的一端相连，且所述第一电压表的负极表笔一端与蓄电池的负极相连，所述第一电压表的负极表笔另一端与所述负极高压线束工装相连；
第二电压表，所述第二电压表的正极表笔一端与所述负极高压线束工装相连，所述第二电压表的负极表笔与所述蓄电池的负极相连。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一电压表的正极表笔与所述第一电阻之间设置有第三开关；所述第一电压表的负极表笔与所述负极高压线束工装之间设置有第二开关，且所述第一电压表的负极表笔与所述蓄电池负极之间设置有第一开关。
4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二电压表的正极表笔一端与所述负极高压线束工装之间设置有第四开关。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述计算组件还包括：
第五开关，所述第五开关均与所述第二电压表的正极表笔一端和所述第一电阻的一端相连，且所述第一电阻的另一端与所述蓄电池的负极相连。
6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述计算组件具体用于断开所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关，闭合所述第二开关，以得到所述整车B级电压电路的实际总压，并且断开所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关，闭合所述第一开关和第四开关，以得到所述正极对地的电压U1和所述正极对地的电压U1’，其中，若所述正极对地的电压U1＞所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关和所述第五开关，闭合所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若所述正极对地的电压U1＜所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关、所述第三开关，闭合所述第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述计算组件的计算公式为：绝缘电阻RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)和RX2＝RX/U总，其中，R是已知阻值电阻，R内是电压表内阻。
8.一种电动汽车的绝缘检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-7任意一项所述的电动汽车的绝缘检测电路，包括以下步骤：
通过正极高压线束工装和负极高压线束工装同时采集整车B级电压电路的电压数据，其中，所述正极高压线束工装和负极高压线束工装分别与电动汽车的整车B级电压电路的正极和负极相连；
根据所述整车B级电压电路的电压数据计算所述整车B级电压电路对地的绝缘电阻。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
断开所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关，闭合所述第二开关，以得到所述整车B级电压电路的实际总压，并且断开所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关，闭合所述第一开关和第四开关，以得到所述正极对地的电压U1和所述正极对地的电压U1’，其中，
若所述正极对地的电压U1＞所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关和所述第五开关，闭合所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关，以得到正极对地的电压U2、负极对地的电压U2’；若所述正极对地的电压U1＜所述正极对地的电压U1’，则断开所述第二开关、所述第三开关，闭合所述第一开关、第四开关和第五开关，待电压稳定后，以得到正极对地的电压U2’、负极对地的电压U2。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述绝缘电阻的计算公式为：
RX＝RP＝(U1U2’RR内-U1’U2RR内)/(U1U2R内-U1U2’R+U1’U2R)和
RX2＝RX/U总，其中，R是已知阻值电阻，R内是电压表内阻。
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