CN117783682B - 一种电动汽车的绝缘电阻和y电容检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法，该方法包括：S1：基于包含Y电容的绝缘检测电路模型建立稳态绝缘电阻计算模型；S2：根据所述稳态绝缘电阻计算模型建立反馈电压模型；S3：对反馈电压模型的参数进行参数辨识；S4：构建绝缘检测***状态空间方程；S5：基于所述绝缘检测***状态空间方程，并采用扩展卡尔曼滤波算法观测得到绝缘电阻以及Y电容。该方法有效的克服了***存在的扰动和非线性对绝缘检测检测结果的影响，大幅提高了绝缘检测的精度，响应速度和鲁棒性。
Description
技术领域
本申请涉及绝缘电阻和Y电容检测技术领域，特别是涉及一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法。
背景技术
目前，传统的绝缘检测方法按照是否有外接电源可以分为无源式与有源式，常用方法主要由电桥法和信号注入法。基于非平衡电桥的绝缘检测方法在电动汽车中得到了广泛应用，但这类方法存在弊端：由于动力电池两极和电底盘之间存在Y电容，电子开关的通断会使Y电容产生一个缓慢的充放电过程，过早的测量电阻上的分压会导致采样信号得不到真实的收敛值，太晚则会影响检测的响应速度。低频注入法同样也存在Y电容影响的问题，当注入信号突变时Y电容存在缓慢的动态过程，过短的信号注入周期会导致采样电压达不到平稳值，使绝缘阻值的测量结果偏小，引起***误报警，过长的信号周期则会降低测量***响应速度。并且，Y电容值易受车辆零部件更换、环境温度、湿度变化等外部因素的影响，进一步影响绝缘阻值测量精度和测量周期。此外，电动汽车的工况非常复杂，信号容易受到噪声的干扰，进一步导致测量精度的降低。
发明内容
基于此，有必要提供一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法。
本发明提供了一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法，该方法包括：
S1：基于包含Y电容的绝缘检测电路模型建立稳态绝缘电阻计算模型；
S2：根据所述稳态绝缘电阻计算模型建立反馈电压模型；
S3：对反馈电压模型的参数进行参数辨识；
S4：构建绝缘检测***状态空间方程；
S5：基于所述绝缘检测***状态空间方程，并采用扩展卡尔曼滤波算法观测得到绝缘电阻以及Y电容。
有益效果：该方法应用成本较低。该方法利用汽车底盘的电气特性，可获得信噪比高、抗干扰能力强、波形稳定性好的反馈信号波形。此外，还考虑了电动汽车高压***中Y电容对测量过程的影响，建立了相应的反馈电压模型，并利用高斯牛顿迭代算法对模型参数进行辨识，从而克服Y电容的影响。本发明设计了扩展卡尔曼滤波算法实现了对绝缘电阻和Y电容的观测，该方法有效的克服了***存在的扰动和非线性对绝缘检测检测结果的影响，大幅提高了绝缘检测的精度，响应速度和鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法的流程图。
图2为本申请实施例的包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型的电路图。
图3为本申请实施例的包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型的电路图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
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，“多个”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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法，该方法包括：
S1：基于包含Y电容的绝缘检测电路模型建立稳态绝缘电阻计算模型。
在本实施例中，所述包含Y电容的绝缘检测电路模型包括包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型或者包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型。
如图2所示，所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型包括第一电动汽车高压***和第一绝缘检测电路；
所述第一电动汽车高压***包括第一动力电池、第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻、第一正极Y电容、第一负极Y电容以及第一电底盘；第一动力电池的正极分别与第一正极绝缘电阻、第一正极Y电容连接；第一动力电池的负极分别与第一负极绝缘电阻、第一负极Y电容连接；第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻、第一正极Y电容、第一负极Y电容均与第一电底盘连接；
所述第一绝缘检测电路包括上桥臂电阻、下桥臂电阻、第一开关、第二开关、第一分压电阻、第二分压电阻、第一采样电阻以及第二采样电阻；上桥臂电阻一端与第一动力电池的正极连接；下桥臂电阻一端通过第二开关与第一动力电池的负极连接；第一采样电阻一端与第一动力电池的负极连接；第一分压电阻一端与第一动力电池的正极连接，另一端通过第二采样电阻与第一动力电池的负极连接；上桥臂电阻另一端通过第一开关与第一电底盘连接；下桥臂电阻另一端与第一电底盘连接；第一采样电阻另一端通过第二分压电阻与第一电底盘连接。
进一步的，所述绝缘电阻计算模型包括第一绝缘电阻计算模型，所述第一绝缘电阻计算模型的表达式为：
；
；
；
U p1 =U bus1 -U n1；
U p2 =U bus2 -U n2；
R 45=R 4+R 5；
其中，R p 表示第一正极绝缘电阻；R n 表示第一负极绝缘电阻；R 1表示上桥臂电阻；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；R 4表示第二分压电阻；R 5表示第一采样电阻；K 1表示正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；K 2表示负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；U bus1为正半周期对应的第一动力电池电压值；U bus2为负半周期对应的第一动力电池电压值；U n1表示正半周期对应的下桥臂电压值；U n2表示负半周期对应的下桥臂电压值。
如图3所示，所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型包括第二电动汽车高压***和第二绝缘检测电路；
所述第二电动汽车高压***包括：第二动力电池、第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻、第二正极Y电容、第二负极Y电容以及第二电底盘；第二动力电池的正极分别与第二正极绝缘电阻、第二正极Y电容连接；第二动力电池的负极分别与第二负极绝缘电阻、第二负极Y电容连接；第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻、第二正极Y电容、第二负极Y电容均与第二电底盘连接；
所述第二绝缘检测电路包括：注入电源、第一限流电阻、第二限流电阻、第三采样电阻；所述注入电源一端与所述第二电底盘连接，另一端接地；所述第三采样电阻一端接地，另一端分别与所述第一限流电阻、所述第二限流电阻连接；所述第一限流电阻远离所述第三采样电阻的一端与所述第二动力电池的正极连接，所述第二限流电阻远离所述第三采样电阻的一端与所述第二动力电池的负极连接。
进一步的，所述绝缘电阻计算模型包括第二绝缘电阻计算模型，所述第二绝缘电阻计算模型的表达式为：
；
；
其中，表示第二正极绝缘电阻；/>表示第二负极绝缘电阻；U s-表示注入电源在正半周期内产生的电压；U s+表示注入电源在负半周期内产生的电压；U - 表示注入信号为U s-时的直流母线端电压；U + 表示注入信号为U s+时的直流母线端电压；R f 表示第三采样电阻；U f- 表示注入信号为U s-时的反馈电压；U f+ 表示注入信号为U s+时的反馈电压。
S2：根据所述稳态绝缘电阻计算模型建立反馈电压模型。
具体的，在所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，第一反馈电压模型包括：
当检测状态切换到正半周期时受Y电容影响的下桥臂的反馈电压的表示式为：
；
当检测状态切换到负半周期时受Y电容影响的下桥臂的反馈电压的表示式为：
；
第一等效Y电容的表达式为：
；
其中，C pn 表示第一等效Y电容；U n1(t)表示在时间t下的下桥臂电压值；U n2(t)表示在时间t下的下桥臂电压值；a 1表示第一响应稳态分量；a 2表示第一响应增益分量；a 3表示第一响应时间常数；b 1、b 2、b 3分别表示第二响应稳态分量、第二响应增益分量、第二响应时间常数；C p 表示第一正极Y电容；C n 表示第一负极Y电容；R p 表示第一正极绝缘电阻；R n 表示第一负极绝缘电阻；R 1表示上桥臂电阻；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻。
在所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，第二反馈电压模型包括：
当注入的电压为U s+时的反馈电压为：
；
其中，t表示时间变量；a 1+表示第三响应稳态分量；a 2+表示第三响应增益分量；a 3+表示第三响应时间分量；
当注入的电压为U s-时的反馈电压为：
；
其中，a 1-表示第四响应稳态分量；a 2-表示第四响应增益分量；a 3-表示第四响应时间分量；
第二等效Y电容的表达式为：
；
其中，表示第二等效Y电容；/>表示第二正极Y电容；/>表示第二负极Y电容；表示第二正极绝缘电阻；/>表示第二负极绝缘电阻；R f 表示第三采样电阻；R 2表示限流电阻。
S3：对反馈电压模型的参数进行参数辨识。
具体的，在所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，为获得反馈电压参数构建反馈电压最小二乘模型。正半周期时下桥臂的反馈采样电压数据为[(t 1,y 1), (t 2,y 2), …, (t i ,y i ) ,…,(t n ,y n )]，其中t i 表示采样的时间序列，y i 表示采样的电压值。状态向量为x=[a 1,a 2,a 3]T，计算状态向量x可以转化为求解下面的非线性最小二乘问题。
在所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，当注入信号为U s+时的反馈采样电压数据为[(t 1,y 1), (t 2,y 2), …, (t i ,y i ) ,…,(t n ,y n )]，其中t i 表示采样的时间序列，y i 表示采样的电压值。状态向量为x=[a 1+,a 2+,a 3+]T,计算状态向量x可以转化为求解下面的非线性最小二乘问题。
；
；
；
or；
；
其中，a 1表示第一响应稳态分量；a 2表示第一响应增益分量；a 3表示第一响应时间常数；a 1+表示第三响应稳态分量；a 2+表示第三响应增益分量；a 3+表示第三响应时间分量；
采用高斯牛顿迭代算法对模型参数进行辨识。高斯牛顿迭代算法的目的是最小化残差平方之和F(x)并求解状态向量x。高斯牛顿迭代算法迭代表达式如下所示：
；
其中，J(x)为f i (x)的Jacobian矩阵。经过迭代求解就可以得到正半周期的反馈电压模型参数；负半周期反馈电压模型参数同样采样该方法进行辨识。
S4：基于辨识的参数构建绝缘检测***状态空间方程。
具体的，在所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，采用高斯牛顿迭代算法对所述第一反馈电压模型进行参数辨识，辨识出所述第一响应稳态分量、所述第一响应时间常数以及所述第二响应稳态分量；基于所述第一响应稳态分量、所述第一响应时间常数计算出所述正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值，基于所述第二响应稳态分量计算出负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；选取第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻以及第一等效Y电容作为第一状态量，选取正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值、负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值以及第一响应时间常数作为第一观测量；基于所述第一状态量构建第一状态方程，基于所述第一观测量构建第一测量方程；
第一状态方程的表达式为：
x k =f(x k-1)+w k-1；
f(x k-1)=x k-1；
其中，x k 表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；x k-1表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k-1时刻的状态向量；x k =[R p,k ,R n,k ,C pn,k ] T ；w k-1表示k-1时刻的过程噪声；
第一测量方程的表达式为：
z k =h(x k )+v k ；
其中，h(x k )表示第一绝缘检测***状态空间方程；v k 表示k时刻的测量噪声；
第一绝缘检测***状态空间方程的计算公式为：
；
其中，R p,k 表示k时刻的第一正极绝缘电阻；R n,k 表示k时刻的第一负极绝缘电阻；R 1表示上桥臂电阻；R 2表示下桥臂电阻；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；C pn,k 表示k时刻的第一等效Y电容；R表示桥臂偏置电阻。
在所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，采用高斯牛顿迭代算法对所述第二反馈电压模型进行参数辨识，辨识出所述第三响应稳态分量、所述第三响应时间分量以及所述第四响应稳态分量；基于所述第三响应稳态分量、所述第三响应时间分量计算出当注入的电压为U s+时的反馈电压，基于所述第四响应稳态分量计算出当注入的电压为U s-时的反馈电压；
选取第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻以及第二等效Y电容作为第二状态量，选取当注入的电压为U s+时的反馈电压、当注入的电压为U s-时的反馈电压以及第三响应时间分量作为第二观测量；基于所述状态量构建第二状态方程，基于所述观测量构建第二测量方程；
第二状态方程的表达式为：
x 2 k =f 2(x 2 k-1)+w k-1；
f 2(x 2 k-1)=x 2 k-1；
其中，x 2 k 表示包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；x 2 k-1表示包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型在k-1时刻的状态向量；x 2 k =[R 2 p,k ,R 2 n,k ,C 2 pn,k ] T ；w k-1表示k-1时刻的过程噪声；
第二测量方程的表达式为：
z 2 k =h 2(x 2 k )+v k ；
其中，h 2(x 2 k )表示第二绝缘检测***状态空间方程；v k 表示k时刻的测量噪声；
第二绝缘检测***状态空间方程的计算公式为：
。
S5：基于所述绝缘检测***状态空间方程，并采用扩展卡尔曼滤波算法观测得到绝缘电阻以及Y电容。
在所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第一状态方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第一状态方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第一绝缘检测***状态空间方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第一测量方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
；
；
其中，h(x k )表示第一绝缘检测***状态空间方程；x k 表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；表示第一状态向量在k时刻的先验估计；/>表示第一负极绝缘电阻在k时刻的先验估计；/>表示第一正极绝缘电阻在k时刻的先验估计；/>表示第一负极绝缘电阻在k+1时刻的先验估计；/>表示第一等效Y电容在k时刻的先验估计；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；R表示桥臂偏置电阻。
在所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第二状态方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第二状态方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第二绝缘检测***状态空间方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第二测量方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
；
；
；
；
；
；
；
；
其中，h 2(x k )表示第二绝缘检测***状态空间方程；表示包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；/>表示第二状态向量在k时刻的先验估计；/>表示注入电源在正半周期内产生的电压；/>表示注入电源在负半周期内产生的电压；/>表示注入信号为/>时的直流母线端电压；/>表示注入信号为/>时的直流母线端电压；/>表示第三采样电阻；/>表示注入信号为/>时的反馈电压；/>表示注入信号为时的反馈电压；/>表示第二负极绝缘电阻在k时刻的先验估计；/>表示第二正极绝缘电阻在k时刻的先验估计；/>表示第二等效Y电容在k时刻的先验估计；R2表示限流电阻。
本实施例提供了扩展卡尔曼滤波算法的执行过程，包括如下步骤：
步骤1：初始化状态向量和协方差矩阵，计算公式为：
；
；
步骤2：更新先验估计和先验协方差矩阵，计算公式为：
；
；
其中，表示先验估计；/>表示先验协方差矩阵；Q k 为模型过程协方差矩阵；
步骤3：计算卡尔曼增益和后验状态估计/>，计算公式为：
；
；
其中，表示模型测量协方差矩阵；/>表示线性化后测量方程的雅克比矩阵；
步骤4：更新后验协方差矩阵P k ，计算公式为：
；
其中，I表示单位矩阵。
通过上述过程实现对绝缘电阻以及Y电容的观测，观测得到绝缘电阻后可进一步计算得到电导率。电导率是描述材料导电性能的物理量，单位通常用西门子每米（S/m），而绝缘电阻则是描述材料抵抗电流流动的能力，单位通常用欧姆（Ω）；绝缘电阻与电导率之间的转换公式为：
绝缘电阻=1/电导率。
本实施例提供的这种方法基于扩展卡尔曼滤波算法的绝缘阻值检测方法，通过此算法可以准确快速的计算出正负极绝缘阻值和等效Y电容值。该方法以非平衡桥方法或低频信号注入法为基础，提出了一种不需要复杂信号产生电路的新型绝缘检测方法，该应用成本较低。该方法利用汽车底盘的电气特性，可获得信噪比高、抗干扰能力强、波形稳定性好的反馈信号波形。此外，还考虑了电动汽车高压***中Y电容对测量过程的影响，建立了相应的反馈电压模型，并利用高斯牛顿迭代算法对模型参数进行辨识，从而克服Y电容的影响。本实施例设计了扩展卡尔曼滤波算法实现了对绝缘电阻和Y电容的观测，该方法有效的克服了***存在的扰动和非线性对绝缘检测检测结果的影响，大幅提高了绝缘检测的精度，响应速度和鲁棒性。
实施例2
本实施例提供了基于所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型的检测过程，包括如下步骤：
步骤1：开启正半周期，开关状态为S1闭合，S2断开，对下桥臂电压和直流母线总压进行采样，获得正半周期内的采样数据U n1和U 1如式所示。
；
；
步骤2：通过上步获得的下桥臂采样电压数据U n1利用高斯牛顿迭代算法对反馈电压模型参数进行辨识，得到模型参数a 1，a 3。其中a 1=U n1。a 3为Y电容的时间响应常数。
步骤3：对整个正半周期的直流母线采样电压数据U 1求平均值U 1。
步骤4：计算***测量K 1，计算过程如下式所示，其中U p1表示上桥臂收敛电压。
U p1=U 1-U n1；
；
步骤5：开启负半周期，按正半周期的第一步到第四步计算负半周期的反馈电压模型参数b 1、***测量K 2。
步骤6：通过模型的测量K 1、K 2、a 3，利用扩展卡尔曼滤波算法观测绝缘电阻和Y电容。
本实施例还提供了基于所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型的检测过程，包括如下步骤：
步骤1：对电底盘注入U s+ ，对反馈电压U f 以及母线电压U 1进行采样，获得采样数据U f+和U 1如式所示。
；
；
步骤2：通过上步获得的反馈电压数据U f 利用高斯牛顿迭代算法对反馈电压模型参数进行辨识，得到模型参数a 1+，a 3+。其中a 1+=U f+ 。a 3+为Y电容的第三时间响应常数。
步骤3：计算注入U s+过程中采样的母线电压均值U 1。
步骤4：对电底盘注入U s-，按注入U s+过程的第一步到第三步计算反馈电压模型参数b 1和母线电压均值U 1。
步骤5：通过模型的测量U f+、U f-、a 3+，利用扩展卡尔曼滤波算法观测绝缘电阻和Y电容。
实施例3
本实施例分别对非平衡电桥法和低频信号注入法构建绝缘检测***空间状态方程并应用卡尔曼滤波算法，设置仿真实验进行对比，待测绝缘电阻Rp=Rn=2000kΩ，Y电容配置为Cp=Cn=200nF。实验过程对采样信号叠加相同强度的高斯白噪声，其中UB-GN表示非平衡电桥法结合高斯牛顿迭代算法，IF-GN表示低频信号注入法结合高斯牛顿迭代算法，UB-GN-EK表示在UB-GN的基础上建立绝缘检测***空间状态函数并结合扩展卡尔曼滤波算法，IF-GN-EK表示在IF-GN的基础上建立绝缘检测***空间状态函数并结合扩展卡尔曼滤波算法。实验的数值统计结果如表1所示。其中采用均方根误差RMSE，以及最大相对误差来分析检测结果。
表1为实验的数值统计结果表；
从表1可以明显看出本实施例提供的这种方法通过建立绝缘检测***空间状态函数并结合扩展卡尔曼滤波算法的方法在误差以及抗干扰能力方面远好于普通方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法，其特征在于，包括：
S1：基于包含Y电容的绝缘检测电路模型建立稳态绝缘电阻计算模型；
所述包含Y电容的绝缘检测电路模型包括包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型或者包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型；
所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型包括第一电动汽车高压***和第一绝缘检测电路；
所述第一电动汽车高压***包括第一动力电池、第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻、第一正极Y电容、第一负极Y电容以及第一电底盘；第一动力电池的正极分别与第一正极绝缘电阻、第一正极Y电容连接；第一动力电池的负极分别与第一负极绝缘电阻、第一负极Y电容连接；第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻、第一正极Y电容、第一负极Y电容均与第一电底盘连接；
所述第一绝缘检测电路包括上桥臂电阻、下桥臂电阻、第一开关S1、第二开关、第一分压电阻、第二分压电阻、第一采样电阻以及第二采样电阻；上桥臂电阻一端与第一动力电池的正极连接；下桥臂电阻一端通过第二开关与第一动力电池的负极连接；第一采样电阻一端与第一动力电池的负极连接；第一分压电阻一端与第一动力电池的正极连接，另一端通过第二采样电阻与第一动力电池的负极连接；上桥臂电阻另一端通过第一开关与第一电底盘连接；下桥臂电阻另一端与第一电底盘连接；第一采样电阻另一端通过第二分压电阻与第一电底盘连接；
所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型包括第二电动汽车高压***和第二绝缘检测电路；
所述第二电动汽车高压***包括：第二动力电池、第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻、第二正极Y电容、第二负极Y电容以及第二电底盘；第二动力电池的正极分别与第二正极绝缘电阻、第二正极Y电容连接；第二动力电池的负极分别与第二负极绝缘电阻、第二负极Y电容连接；第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻、第二正极Y电容、第二负极Y电容均与第二电底盘连接；
所述第二绝缘检测电路包括：注入电源、第一限流电阻、第二限流电阻、第三采样电阻；所述注入电源一端与所述第二电底盘连接，另一端接地；所述第三采样电阻一端接地，另一端分别与所述第一限流电阻、所述第二限流电阻连接；所述第一限流电阻远离所述第三采样电阻的一端与所述第二动力电池的正极连接，所述第二限流电阻远离所述第三采样电阻的一端与所述第二动力电池的负极连接；
所述稳态绝缘电阻计算模型包括第一绝缘电阻计算模型、第二绝缘电阻计算模型，所述第一绝缘电阻计算模型的表达式为：
；
；
；
U p1 =U bus1 -U n1；
U p2 =U bus2 -U n2；
R 45=R 4+R 5；
其中，R p 表示第一正极绝缘电阻；R n 表示第一负极绝缘电阻；R表示桥臂偏置电阻；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；R 4表示第二分压电阻；R 5表示第一采样电阻；K 1表示正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；K 2表示负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；U bus1为正半周期对应的第一动力电池电压值；U bus2为负半周期对应的第一动力电池电压值；U n1表示正半周期对应的下桥臂电压值；U n2表示负半周期对应的下桥臂电压值；
所述第二绝缘电阻计算模型的表达式为：
；
；
其中，表示第二正极绝缘电阻；/>表示第二负极绝缘电阻；/>表示注入电源在正半周期内产生的电压；/>表示注入电源在负半周期内产生的电压；/>表示注入信号为/>时的直流母线端电压；/>表示注入信号为/>时的直流母线端电压；/>表示第三采样电阻；/>表示注入信号为/>时的反馈电压；/>表示注入信号为/>时的反馈电压；
S2：根据所述稳态绝缘电阻计算模型建立反馈电压模型；
在包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，构建第一反馈电压模型；
在所述包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型中，第一反馈电压模型包括：
当检测状态切换到正半周期时受Y电容影响的下桥臂的反馈电压的表示式为：
；
当检测状态切换到负半周期时受Y电容影响的下桥臂的反馈电压的表示式为：
；
第一等效Y电容的表达式为：
；
其中，C pn 表示第一等效Y电容；U n1(t)表示在时间t下的下桥臂电压值；U n2(t)表示在时间t下的下桥臂电压值；a 1表示第一响应稳态分量；a 2表示第一响应增益分量；a 3表示第一响应时间常数；b 1、b 2、b 3分别表示第二响应稳态分量、第二响应增益分量、第二响应时间常数；C p 表示第一正极Y电容；C n 表示第一负极Y电容；
在包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，构建第二反馈电压模型；
在所述包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型中，第二反馈电压模型包括：
当注入的电压为U s+时的反馈电压为：
；
其中，t表示时间变量；a 1+表示第三响应稳态分量；a 2+表示第三响应增益分量；a 3+表示第三响应时间分量；
当注入的电压为U s-时的反馈电压为：
；
其中，a 1-表示第四响应稳态分量；a 2-表示第四响应增益分量；a 3-表示第四响应时间分量；
第二等效Y电容的表达式为：
；
其中，表示第二等效Y电容；/>表示第二正极Y电容；/>表示第二负极Y电容；R 2表示限流电阻；
S3：对反馈电压模型的参数进行参数辨识；
采用高斯牛顿迭代算法对所述第一反馈电压模型进行参数辨识，辨识出第一响应稳态分量、第一响应时间常数以及第二响应稳态分量；基于所述第一响应稳态分量、所述第一响应时间常数计算出正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值，基于所述第二响应稳态分量计算出负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值；
采用高斯牛顿迭代算法对所述第二反馈电压模型进行参数辨识，辨识出第三响应稳态分量、第三响应时间分量以及第四响应稳态分量；基于所述第三响应稳态分量、所述第三响应时间分量计算出当注入的电压为U s+时的反馈电压，基于所述第四响应稳态分量计算出当注入的电压为U s-时的反馈电压；
S4：基于辨识的参数构建绝缘检测***状态空间方程；
选取第一正极绝缘电阻、第一负极绝缘电阻以及第一等效Y电容作为第一状态量，选取正半周期内第一动力电池端电压值的第一均值、负半周期内第一动力电池端电压值的第一均值以及第一响应时间常数作为第一观测量；基于所述第一状态量构建第一状态方程，基于所述第一观测量构建第一测量方程；
第一状态方程的表达式为：
x k =f(x k-1)+w k-1；
f(x k-1)=x k-1；
其中，x k 表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；x k-1表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k-1时刻的状态向量；x k =[R p,k , R n,k , C pn,k ] T ；w k-1表示k-1时刻的过程噪声；
第一测量方程的表达式为：
z k =h(x k )+v k ；
其中，h(x k )表示第一绝缘检测***状态空间方程；v k 表示k时刻的测量噪声；
第一绝缘检测***状态空间方程的计算公式为：
；
其中，R p,k 表示k时刻的第一正极绝缘电阻；R n,k 表示k时刻的第一负极绝缘电阻；R 1表示上桥臂电阻；R 2表示下桥臂电阻；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；C pn,k 表示k时刻的第一等效Y电容；
选取第二正极绝缘电阻、第二负极绝缘电阻以及第二等效Y电容作为第二状态量，选取当注入的电压为U s+时的反馈电压、当注入的电压为U s-时的反馈电压以及第三响应时间分量作为第二观测量；基于所述状态量构建第二状态方程，基于所述观测量构建第二测量方程；
第二状态方程的表达式为：
x 2 k = f 2(x 2 k-1)+w k-1；
f 2(x 2 k-1)=x 2 k-1；
其中，x 2 k 表示包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；x 2 k-1表示包含有Y电容的低频信号注入绝缘检测电路模型在k-1时刻的状态向量；x 2 k =[R 2 p,k , R 2 n,k , C 2 pn,k ] T ；w k-1表示k-1时刻的过程噪声；
第二测量方程的表达式为：
z 2 k = h 2(x 2 k )+v k ；
其中，h 2(x 2 k )表示第二绝缘检测***状态空间方程；v k 表示k时刻的测量噪声；
第二绝缘检测***状态空间方程的计算公式为：
；
S5：基于所述绝缘检测***状态空间方程，并采用扩展卡尔曼滤波算法观测得到绝缘电阻以及Y电容。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的绝缘电阻和Y电容检测方法，其特征在于，S5中，
采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第一状态方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第一状态方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
采用所述扩展卡尔曼滤波算法对所述第一绝缘检测***状态空间方程进行一阶泰勒展开，得到线性化后第一测量方程的雅克比矩阵，计算公式为：
；
；
；
其中，h(x k )表示第一绝缘检测***状态空间方程；x k 表示包含有Y电容的非平衡桥绝缘检测电路模型在k时刻的状态向量；表示第一状态向量在k时刻的先验估计；/>表示第一负极绝缘电阻在k时刻的先验估计；/>表示第一正极绝缘电阻在k时刻的先验估计；表示第一负极绝缘电阻在k+1时刻的先验估计；/>表示第一等效Y电容在k时刻的先验估计；R 45表示第二分压电阻、第一采样电阻的串联电阻；R表示桥臂偏置电阻。
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