CN116160861A - 一种绝缘监测装置、绝缘监测装置的控制方法和电动汽车 - Google Patents

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张行
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Abstract

本发明实施例公开了一种绝缘监测装置、绝缘监测装置的控制方法和电动汽车。绝缘监测装置包括：动力电池供电电路，动力电池供电电路包括主正直流母线和主负直流母线。接地总线及绝缘电阻检测模块，绝缘电阻检测模块连接于主正直流母线和主负直流母线之间。电容检测模块，电容检测模块连接于主正直流母线和主负直流母线之间，用于检测主正电容值和主负电容值。控制器，用于调整绝缘电阻值获取频率。本发明实施例通过电容检测模块确定绝缘电阻两端的电容值后，控制器根据电容值的大小推算电容所需充电时间，进而有针对性的确定绝缘电阻检测模块获取绝缘电阻值的频率。保证了获取到的绝缘电阻值精度，降低了误报率。

Description

一种绝缘监测装置、绝缘监测装置的控制方法和电动汽车
技术领域
本发明实施例涉及车辆绝缘电阻检测技术，尤其涉及一种绝缘监测装置、绝缘监测装置的控制方法和电动汽车。
背景技术
电动汽车的绝缘电阻检测技术是电动汽车高压安全的核心技术之一，最常见的检测方法是电压比较法。
但该方法的监测精度会受到电动车上与绝缘电阻并联的电容影响。在使用电压比较法采样结缘电阻两端的电压时，与绝缘电阻并联的电容充电过程中会拉低绝缘电阻两端的电压。影响采样结果，容易造型误报警。尤其是在充电过程中，插上充电枪后充电装置的安规Y电容与车辆端电容叠加就会导致绝缘检测回路中电容总和变大。各个品牌充电桩安规Y电容设计各不相同，有个别桩存在安规Y电容比较大的情况。另外在双枪充电桩两个充电枪同时充电的情况下，另一个电动车的高压***上的电容会通过充电桩与本车辆连在一个回路上，此时电容的成倍增加使得绝缘监测的精度显著降低，容易出现误报。
发明内容
本发明提供一种绝缘监测装置，以降低电路内电容变化对绝缘电阻检测精度的影响。
第一方面，本发明实施例提供了一种绝缘监测装置，包括：
动力电池供电电路，所述动力电池供电电路包括主正直流母线和主负直流母线；
接地总线，所述接地总线接地；
绝缘电阻检测模块，所述绝缘电阻检测模块连接于所述主正直流母线和所述主负直流母线之间，所述绝缘电阻检测模块的接地端与所述接地总线连接，所述绝缘电阻检测模块用于检测所述主正直流母线与所述接地总线之间的主正绝缘电阻值，以及所述主负直流母线与所述接地总线之间的主负绝缘电阻值；
电容检测模块，所述电容检测模块连接于所述主正直流母线和所述主负直流母线之间，所述电容检测模块的接地端与所述接地总线连接，所述电容检测模块用于检测所述主正直流母线与所述接地总线之间的主正电容值，以及所述主负直流母线与所述接地总线之间的主负电容值；
控制器，实时获取所述主正电容值和所述主负电容值，根据所述主正电容值和所述主负电容值，调整所述绝缘电阻检测模块获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值的绝缘电阻值获取频率。
可选的，所述电容检测模块包括，第一采样电阻、第二采样电阻、第一电压采集器和第二电压采集器；
所述第一采样电阻和所述第一电压采集器并联于所述主正直流母线与所述接地总线之间；
所述第二采样电阻和所述第二电压采集器并联于所述主负直流母线与所述接地总线之间。
可选的，所述绝缘电阻检测模块包括，第三采样电阻、第四采样电阻、第一开关和第二开关；
所述第三采样电阻和所述第一开关串联于所述主正直流母线与所述接地总线之间；
所述第四采样电阻和所述第二开关串联于所述主负直流母线与所述接地总线之间。
可选的，所述控制器还用于，判断所述主正绝缘电阻值是否低于第一报警值，所述主负绝缘电阻值是否低于第二报警值；
如果所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，且所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值，则存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
如果所述主正绝缘电阻值高于或等于所述第一报警值，且所述主负绝缘电阻值高于或等于所述第二报警值，则通过所述控制器的报警信息发送端发送报警信息。
可选的，还包括仪表，所述仪表设置于车辆的驾驶舱内，所述仪表连接所述报警信息发送端，用于接收到所述报警信息后，显示所述报警信息。
可选的，还包括第一Y电容和第二Y电容，所述第一Y电容的第一端连接所述主正直流母线，所述第一Y电容的第二端连接所述接地总线；所述第二Y电容的第一端连接所述主负直流母线，所述第二Y电容的第二端连接所述接地总线。
可选的，所述动力电池供电电路还包括动力电池、主正继电器、主负继电器、预充继电器、预充电电阻和多个用电器；
所述主正继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述主正继电器的第二端连接所述主正直流母线；
所述预充继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述预充继电器的第二端连接所述预充电电阻的第一端，所述预充电电阻的第二端连接所述主正直流母线；
所述主负继电器的第一端连接所述动力电池的负极，所述主负继电器的第二端连接所述主负直流母线；
多个所述用电器的第一端均连接所述主正直流母线，多个所述用电器的第二端均连接所述主负直流母线。
第二方面，本发明实施例还提供了一种绝缘监测装置的控制方法，适用于上述绝缘监测装置，包括：
获取点火信号；
获取所述主正电容值和所述主负电容值；
导通所述动力电池供电电路；
根据所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率；
按照所述绝缘电阻值获取频率，获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
判断所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，或者所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值中的任意一个是否成立；
若是，则再次获取所述主正电容值和所述主负电容值；
根据更新后的所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率；
按照更新后的所述绝缘电阻值获取频率，获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
判断更新后的所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，或者更新后的所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值中的任意一个是否成立；
若是，则发送所述报警信息；
再次获取所述主正电容值和所述主负电容值，并返回执行所述根据更新后的所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率步骤。
可选的，所述判断所述主正绝缘电阻值是否低于所述第一报警值，或者所述主负绝缘电阻值是否低于所述第二报警值之后，还包括，若否，存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
所述判断更新后的所述主正绝缘电阻值是否低于所述第一报警值，或者更新后的所述主负绝缘电阻值是否低于所述第二报警值之后，还包括，若否，存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括上述任意一种绝缘监测装置。
本发明实施例中的绝缘监测装置包括，动力电池供电电路，动力电池供电电路包括主正直流母线和主负直流母线。接地总线，接地总线接地。绝缘电阻检测模块，绝缘电阻检测模块连接于主正直流母线和主负直流母线之间，绝缘电阻检测模块的接地端与接地总线连接，绝缘电阻检测模块用于检测主正直流母线与接地总线之间的主正绝缘电阻值，以及主负直流母线与接地总线之间的主负绝缘电阻值。电容检测模块，电容检测模块连接于主正直流母线和主负直流母线之间，电容检测模块的接地端与接地总线连接，电容检测模块用于检测主正直流母线与接地总线之间的主正电容值，以及主负直流母线与接地总线之间的主负电容值。控制器，实时获取主正电容值和主负电容值，根据主正电容值和主负电容值，调整绝缘电阻检测模块获取主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值的绝缘电阻值获取频率。本发明实施例通过电容检测模块确定绝缘电阻两端的电容值后，控制器根据电容值的大小推算电容所需充电时间，进而有针对性的确定绝缘电阻检测模块获取绝缘电阻值的频率。在保证了获取到的绝缘电阻值精度，降低误报率的同时，不至花费大量时间等待绝缘电阻两端电容充电，将绝缘电阻值的获取时间控制在了合理范围内。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种绝缘监测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种绝缘监测装置的控制方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在现有技术中，绝缘电阻检测电路使用电压比较法确定主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值时，需要获取绝缘电阻两端的电压，进而计算绝缘电阻。然而，整车上电开始检测绝缘电阻时，以及绝缘电阻检测电路导通和关断时，均存在绝缘电阻并联的电容拉低绝缘电阻两端的电压，造成测量偏差的问题。还可以认为，电容与绝缘电阻并联，上电时绝缘电阻检测电路检测到的阻抗相当于电容与绝缘电阻并联后的阻抗。测量得到的结果并非绝缘电阻本身，因此测量结果具有测量偏差。其中与绝缘电阻并联的电容可以包括车辆上的电容，还可以包括与车辆相连接的充电桩电容。车辆上的电容即布置于动力电池的正/负极与电平台之间的电容。有两种存在形式，一种是人为主动设计的安规电容，用于改善部件及整车的电测兼容(EMC)性能。另外一种存在形式是部件及整车由于自身结构特性被动形成的寄生电容，包括线缆与接地屏蔽层之间形成的杂散电容以及部件金属壳体之间形成的结构电容。再加上接入充电桩后车辆外部电容的影响，可能导致绝缘电阻检测模块的测量偏差较大，产生误报。
图1为本发明实施例提供的一种绝缘监测装置的结构示意图，参见图1。为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种绝缘监测装置，包括：
动力电池供电电路1，动力电池供电电路1包括主正直流母线11和主负直流母线12；
接地总线2，接地总线2接地；
绝缘电阻检测模块3，绝缘电阻检测模块3连接于主正直流母线11和主负直流母线12之间，绝缘电阻检测模块3的接地端与接地总线2连接，绝缘电阻检测模块3用于检测主正直流母线11与接地总线2之间主正绝缘电阻Ri+的主正绝缘电阻值，以及主负直流母线12与接地总线2之间主负绝缘电阻Ri-的主负绝缘电阻值；
电容检测模块4，电容检测模块4连接于主正直流母线11和主负直流母线12之间，电容检测模块4的接地端与接地总线2连接，电容检测模块4用于检测主正直流母线11与接地总线2之间的主正电容值，以及主负直流母线12与接地总线2之间的主负电容值；
控制器(图中未示出)，实时获取主正电容值和主负电容值，根据主正电容值和主负电容值，调整绝缘电阻检测模块3获取主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值的绝缘电阻值获取频率。
其中，绝缘电阻检测模块3用于检测主正直流母线11与接地总线2之间的主正绝缘电阻值，以及主负直流母线12与接地总线2之间的主负绝缘电阻值。如果主正绝缘电阻值过低，则说明主正直流母线11与接地之间的绝缘出现问题，应当检修；或者主负绝缘电阻值过低，则说明主负直流母线12与接地之间的绝缘出现问题，应当检修。这时可能会出现动力电池供电电路漏电导致的安全问题，因此需要上报车辆控制***或提醒用户注意。对于主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值是否过低的判断，可以按照如下方式进行。示例性的，控制器还用于判断主正绝缘电阻值是否低于第一报警值，主负绝缘电阻值是否低于第二报警值。如果主正绝缘电阻值低于第一报警值，且主负绝缘电阻值低于第二报警值，则存储主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值。如果主正绝缘电阻值高于或等于第一报警值，且主负绝缘电阻值高于或等于第二报警值，则通过控制器的报警信息发送端发送报警信息。其中第一报警值和第二报警值可以根据实际需要进行设定。进一步的，还包括仪表5，仪表5设置于车辆的驾驶舱内，仪表5连接报警信息发送端，用于接收到报警信息后，显示报警信息。用户可以通过仪表得知绝缘电阻存在问题，需要检修。绝缘电阻检测模块3可以是任意一种用于检测主正直流母线11与接地总线2之间的主正绝缘电阻值，以及主负直流母线12与接地总线2之间的主负绝缘电阻值的结构。本发明实施例不针对绝缘电阻检测模块的具体结构进行限定，并将在下文示例性的介绍一种绝缘电阻检测模块结构。电容检测模块4用于检测主正直流母线11与接地总线2之间的主正电容值，以及主负直流母线12与接地总线2之间的主负电容值。本发明实施例不针对电容检测模块的具体构成进行限定，任意一种能够满足上述功能的电路均可作为电容检测模块。示例性的，电容检测模块4可以包括，第一采样电阻R1、第二采样电阻R2、第一电压采集器V1和第二电压采集器V2。第一采样电阻R1和第一电压采集器V1并联于主正直流母线11与接地总线2之间。第二采样电阻R2和第二电压采集器V2并联于主负直流母线12与接地总线2之间。其中，第一电压采集器V1用于测量第一采样电阻R1两端的电压，并记录电压-时间曲线。根据电压-时间曲线的积分，以及第一采样电阻R1的阻值进行运算，可以得到主正直流母线11与接地总线2之间的主正电容值。与此同理，可以得到主负直流母线12与接地总线2之间的主负电容值。由于在相同的环境下，电容值越大，充电完成所需的时间越多，进行绝缘电阻检测的频率也需进行相应调整。因此控制器需要根据实时获取的主正电容值和主负电容值，调整绝缘电阻检测模块3获取主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值的绝缘电阻值获取频率。调整方式可以根据实际需要确定，例如可以预先设置电容值与频率对应表，通过对应表确定绝缘电阻检测频率。本发明实施例通过电容检测模块4确定绝缘电阻两端的电容值后，控制器根据电容值的大小推算电容所需充电时间，进而有针对性的确定绝缘电阻检测模块3获取绝缘电阻值的频率。在保证了获取到的绝缘电阻值精度，降低误报率的同时，不至花费大量时间等待绝缘电阻两端电容充电，将绝缘电阻值的获取时间控制在了合理范围内。
可选的，绝缘电阻检测模块3包括，第三采样电阻R3、第四采样电阻R4、第一开关S1和第二开关S2；
第三采样电阻R3和第一开关S1串联于主正直流母线11与接地总线2之间；
第四采样电阻R4和第二开关S2串联于主负直流母线12与接地总线2之间。
其中，可以使用电压比较法进行绝缘电阻检测，可以交替吸合第一开关S1和第二开关S2，对第三采样电阻R3和第四采样电阻R4的两端电压进行采样，来检测***的绝缘电阻。其中，第三采样电阻R3和第四采样电阻R4的阻值可以根据实际需要确定。
可选的，还包括第一Y电容Cy+和第二Y电容Cy-，第一Y电容Cy+的第一端连接主正直流母线11，第一Y电容Cy+的第二端连接接地总线2；第二Y电容Cy-的第一端连接主负直流母线12，第二Y电容Cy-的第二端连接接地总线2。
其中，第一Y电容和第二Y电容可以改善部件及整车的EMC性能，第一Y电容Cy+和第二Y电容Cy-均为安规电容。
可选的，动力电池供电电路1还包括动力电池13、主正继电器K1、主负继电器K2、预充继电器K3、预充电电阻Ry和多个用电器14；
主正继电器K1的第一端连接动力电池13的正极，主正继电器K1的第二端连接主正直流母线11；
预充继电器K3的第一端连接动力电池13的正极，预充继电器K3的第二端连接预充电电阻Ry的第一端，预充电电阻Ry的第二端连接主正直流母线11；
主负继电器K2的第一端连接动力电池13的负极，主负继电器K2的第二端连接主负直流母线12；
多个用电器14的第一端均连接主正直流母线11，多个用电器14的第二端均连接主负直流母线12。
通过动力电池13、主正继电器K1、主负继电器K2、预充继电器K3和预充电电阻Ry的相互配合，可以保障用电器的正常用电。
图2为本发明实施例提供的一种绝缘监测装置的控制方法的方法流程图，参见图2。本发明实施例还提供了一种绝缘监测装置的控制方法，适用于上述绝缘监测装置，包括：
S1：获取点火信号；
S2：获取主正电容值和主负电容值；
S3：导通动力电池供电电路；
S4：根据主正电容值和主负电容值，确定绝缘电阻值获取频率；
S5：按照绝缘电阻值获取频率，获取主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值；
S6：判断主正绝缘电阻值低于第一报警值，或者主负绝缘电阻值低于第二报警值中的任意一个是否成立；
S71：若是，则再次获取主正电容值和主负电容值；
S8：根据更新后的主正电容值和主负电容值，确定绝缘电阻值获取频率；
S9：按照更新后的绝缘电阻值获取频率，获取主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值；
S10：判断更新后的主正绝缘电阻值低于第一报警值，或者更新后的主负绝缘电阻值低于第二报警值中的任意一个是否成立；
S111：若是，则发送报警信息；
S12：再次获取主正电容值和主负电容值，并返回执行S8步骤。
本发明实施例确定绝缘电阻两端的电容值后，根据电容值的大小推算电容所需充电时间，进而有针对性的确定获取绝缘电阻值的频率。在保证了获取到的绝缘电阻值精度，降低误报率的同时，不至花费大量时间等待绝缘电阻两端电容充电，将绝缘电阻值的获取时间控制在了合理范围内。
继续参见图2，可选的，在步骤S6之后，还包括，S72：若否，存储主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值；
在步骤S10之后，还包括，S112：若否，存储主正绝缘电阻值和主负绝缘电阻值。
本发明实施例还提供了一种电动汽车，包括上述任意一种绝缘监测装置。
其中，由于本发明实施例包括上述任意一种绝缘监测装置，因此具有与绝缘监测装置相应的技术效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种绝缘监测装置，其特征在于，包括：
动力电池供电电路，所述动力电池供电电路包括主正直流母线和主负直流母线；
接地总线，所述接地总线接地；
绝缘电阻检测模块，所述绝缘电阻检测模块连接于所述主正直流母线和所述主负直流母线之间，所述绝缘电阻检测模块的接地端与所述接地总线连接，所述绝缘电阻检测模块用于检测所述主正直流母线与所述接地总线之间的主正绝缘电阻值，以及所述主负直流母线与所述接地总线之间的主负绝缘电阻值；
电容检测模块，所述电容检测模块连接于所述主正直流母线和所述主负直流母线之间，所述电容检测模块的接地端与所述接地总线连接，所述电容检测模块用于检测所述主正直流母线与所述接地总线之间的主正电容值，以及所述主负直流母线与所述接地总线之间的主负电容值；
控制器，实时获取所述主正电容值和所述主负电容值，根据所述主正电容值和所述主负电容值，调整所述绝缘电阻检测模块获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值的绝缘电阻值获取频率。
2.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述电容检测模块包括，第一采样电阻、第二采样电阻、第一电压采集器和第二电压采集器；
所述第一采样电阻和所述第一电压采集器并联于所述主正直流母线与所述接地总线之间；
所述第二采样电阻和所述第二电压采集器并联于所述主负直流母线与所述接地总线之间。
3.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘电阻检测模块包括，第三采样电阻、第四采样电阻、第一开关和第二开关；
所述第三采样电阻和所述第一开关串联于所述主正直流母线与所述接地总线之间；
所述第四采样电阻和所述第二开关串联于所述主负直流母线与所述接地总线之间。
4.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述控制器还用于，判断所述主正绝缘电阻值是否低于第一报警值，所述主负绝缘电阻值是否低于第二报警值；
如果所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，且所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值，则存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
如果所述主正绝缘电阻值高于或等于所述第一报警值，且所述主负绝缘电阻值高于或等于所述第二报警值，则通过所述控制器的报警信息发送端发送报警信息。
5.根据权利要求4所述的绝缘监测装置，其特征在于，还包括仪表，所述仪表设置于车辆的驾驶舱内，所述仪表连接所述报警信息发送端，用于接收到所述报警信息后，显示所述报警信息。
6.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，还包括第一Y电容和第二Y电容，所述第一Y电容的第一端连接所述主正直流母线，所述第一Y电容的第二端连接所述接地总线；所述第二Y电容的第一端连接所述主负直流母线，所述第二Y电容的第二端连接所述接地总线。
7.根据权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，所述动力电池供电电路还包括动力电池、主正继电器、主负继电器、预充继电器、预充电电阻和多个用电器；
所述主正继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述主正继电器的第二端连接所述主正直流母线；
所述预充继电器的第一端连接所述动力电池的正极，所述预充继电器的第二端连接所述预充电电阻的第一端，所述预充电电阻的第二端连接所述主正直流母线；
所述主负继电器的第一端连接所述动力电池的负极，所述主负继电器的第二端连接所述主负直流母线；
多个所述用电器的第一端均连接所述主正直流母线，多个所述用电器的第二端均连接所述主负直流母线。
8.一种绝缘监测装置的控制方法，适用于权利要求1所述的绝缘监测装置，其特征在于，包括：
获取点火信号；
获取所述主正电容值和所述主负电容值；
导通所述动力电池供电电路；
根据所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率；
按照所述绝缘电阻值获取频率，获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
判断所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，或者所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值中的任意一个是否成立；
若是，则再次获取所述主正电容值和所述主负电容值；
根据更新后的所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率；
按照更新后的所述绝缘电阻值获取频率，获取所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
判断更新后的所述主正绝缘电阻值低于所述第一报警值，或者更新后的所述主负绝缘电阻值低于所述第二报警值中的任意一个是否成立；
若是，则发送所述报警信息；
再次获取所述主正电容值和所述主负电容值，并返回执行所述根据更新后的所述主正电容值和所述主负电容值，确定所述绝缘电阻值获取频率步骤。
9.根据权利要求8所述的绝缘监测装置的控制方法，其特征在于，所述判断所述主正绝缘电阻值是否低于所述第一报警值，或者所述主负绝缘电阻值是否低于所述第二报警值之后，还包括，若否，存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值；
所述判断更新后的所述主正绝缘电阻值是否低于所述第一报警值，或者更新后的所述主负绝缘电阻值是否低于所述第二报警值之后，还包括，若否，存储所述主正绝缘电阻值和所述主负绝缘电阻值。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的绝缘监测装置。
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