[發明專利]一種動力電池組電阻絕緣監測系統及監測算法

有效

• 申請號: 201910432012.4
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110174625B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 陳振斌;黃雨龍;贠福康;崔偉亞;盧浩;毛明珠;賴佳琴
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396;G01R31/389;G01R31/367;G01R31/371;G01R31/36;G01R31/3835;G01R27/02
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

本發明提供了一種動力電池組電阻絕緣監測系統，包括：絕緣檢測裝置、通訊接口模塊、電池包高壓輸入線、絕緣檢測線，供電模塊，其特征在于：絕緣檢測裝置包括控制單元，正負零復合方波發生模塊，絕緣檢測信號輸出模塊，正負零復合方波信號采樣模塊，發射信號濾波模塊，高壓線輸入模塊，反饋絕緣信號采樣模塊，反饋信號濾波模塊，報警指示與斷電保護執行模塊，CAN總線通信模塊。本發明采用了正負零復合方波信號，并提出計算模型。將傳統低壓脈沖信號注入法和平衡橋法兩者的優點互補。通過檢測采集信號值來計算正負極端絕緣電阻值，根據計算值來判斷絕緣性能。

技術領域

本發明涉及一種檢測算法，尤其涉及一種動力電池組電阻絕緣監測系統及監測算法。

背景技術

電動汽車動力電池的良好的絕緣性能是駕乘人員的安全保證。在振動、高溫、高濕和酸堿氣體腐蝕的運行環境下，其絕緣材料的性能會加速損壞老化，從而嚴重危害駕乘人員的安全。

因此有必要準確的檢測動力電池的正負極端電阻的絕緣阻值，保障汽車安全運行。目前國內外對動力電池的絕緣監測方法有很多，可根據是否外接信號源分為無源式與有源式兩大類。無源式檢測方法主要是將分壓電阻和偏置電阻接入待測電氣系統，通過采樣偏置電阻上的電壓信號計算出絕緣電阻值，但是該方法不僅無法測量母線電阻值以橋式電阻值同比例下降時的故障情況，而且接入的偏置電阻容易造成絕緣性能的降低。

有源式是通過外接電源產生高壓或低壓信號注入到電氣系統中，采集反饋回來的信號去分析絕緣電阻的大小。在PWM高壓信號注入法中高壓注入系統本身不僅對電路系統會造成沖擊，形成瞬間電壓問題，而且高壓注入會加重絕緣安全問題。在低壓信號注入法中通過使用直流信號或者脈沖信號代替高壓信號注入到系統中。直流信號法容易給系統帶來較大的電磁干擾，脈沖信號注入法容易受電源電壓變化的干擾，測量精度不夠。

現階段主要的絕緣檢測方法有：1、無源式不平衡橋法，例如：公開號為CN108919128A的發明，該發明使用多個分壓電阻和電子開關并聯在動力電池兩端，通過測量電子開關的通斷變化帶來的變化的電壓值判斷絕緣性能，優點是：沒有外接電源，對電池系統的干擾較少，測量簡單；其缺點是：該方法大量使用了電子開光，控制開關電路復雜，并且無法有效測量正負端絕緣電阻同時下降的情況。2、無源式平衡橋法：例如：公開號為CN108398644A的發明，該發明通過使用電流傳感器采集測量電路中的電流值，根據電流變化情況判讀絕緣性能，優點是：能夠測量所有的絕緣情況，測量范圍較廣，檢測速度快。其缺點：必須要動力電池處于工作狀態才能使用，并且傳感器測量的電流易受干擾，測量的精度不足等。3、有源式信號注入法：公開號為CN103076497A的發明，該發明使用了電容隔離采樣系統與電池高壓系統，優點是能夠有效地起到了隔離保護的作用，并且是電容可以過濾部分高頻干擾，降低了測量誤差；其缺點是：檢測時間較長，該方法通過檢測電容的充放電電壓變化值來計算正負端的絕緣阻值，因為電容的充放電過程需要持續一段時間過程，造成測量的時效性不夠。公開號為CN105738701A的發明，該發明將電池總電壓的波動大小加權后與測量絕緣阻值情況關聯，波動大則權重小，仿真則反。優點是降低了電池電壓波動對測量的影響，提高了測量誤差。其缺點是：檢測時間較長，測量波動的電壓值舍去，造成了較多的無效測量，進而是測量的實時性不夠，檢測時間較長。

由此可見，傳統的低壓脈沖信號注入法在計算模型推導過程中忽略了阻值正常端的電阻分流作用，使計算結果誤差較大，易形成誤報警，影響電動汽車的駕乘效果等問題。低壓脈沖信號注入法存在不能測單側電阻但能測并聯值的缺點；而無源式平衡橋法不能測等值下降而能測得單側電阻非等值下降的優點。

發明內容

本發明的目的是通過檢測采集信號值來計算正負極端絕緣電阻值，根據計算值來判斷絕緣性能。

本發明的技術方案是提供一種技術方案是提供了一種動力電池組電阻絕緣監測系統，包括：絕緣檢測裝置、通訊接口模塊、電池包高壓輸入線、絕緣檢測線，供電模塊，其特征在于：