[發明專利]用于檢測電池的絕緣性能的系統、方法和裝置及車輛

在審

• 申請號: 202110811697.0
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN115635883A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 肖晨光;邵長偉
• 申請（專利權）人: 標致雪鐵龍汽車股份有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 戚英豪;丁燕

本發明涉及用于檢測電池的絕緣性能的系統、方法和裝置及車輛。一種用于檢測電池的絕緣性能的系統，包括：分壓單元，分壓單元具有第一端、第二端和分壓端；以及切換單元，切換單元選擇性地將分壓單元的第一端連接到電池的第一端子或接地參考，并且選擇性地將分壓單元的第二端連接到電池的第二端子或接地參考；其中，分壓單元的分壓端上的信號輸出用于確定電池的第一端子和第二端子的絕緣電阻。

技術領域

本公開涉及電池技術領域，具體地說，涉及用于檢測電池的絕緣性能的系統、方法和裝置及包括該系統和/或裝置的車輛。

背景技術

電池被廣泛地應用以存儲電力。例如，由于燃料成本上升及交通工具排放量對環境的影響(例如，碳排放等)，近年來，包括電池供電的車輛(例如，純電動車輛、混合動力車輛等)的新能源車輛(NEV)已成為未來交通領域發展的趨勢。又例如，近年來，一些國家正在用可再生能源替代煤炭等燃料發電，要提高間歇性可再生能源的能量輸出，需要電池儲能系統來有效儲存能量，并將其用于發電或其他用途，這種系統已逐漸成為更具可行性的支持可再生能源開發的方案(例如，電網儲能電站)，有望取代熱力發電和抽水蓄能發電等傳統技術。

無論是例如車輛還是電網儲能電站，電池的直流電壓普遍較高(例如，高于100V、300V、500V等)，安全問題始終面臨著挑戰，其中電池的絕緣性能至關重要。由于直流高壓電池的工況復雜，會暴露于惡劣的應用環境，例如，受到溫度(冷熱交替)、濕度(潮濕)、振動、撞擊、臟污、油漬和蒸汽腐蝕、電池腐蝕性液體等影響，造成電池的絕緣性能下降，影響車輛或電網儲能電站等的安全運行，例如造成設備的損傷或故障或者人員的傷害。例如，對于電動汽車來說，高于300V的直流高壓顯著超過了人體安全電壓60V，絕緣性能的下降將會對車輛內的司機和乘客帶來傷害(例如，危及生命)。另外，絕緣材料在長期工作將會出現損壞，例如在電場作用下將發生極化、電導、介質發熱、擊穿等物理現象，以及在承受電場作用的同時還要經受機械、化學等諸多因素的影響，出現老化現象，從而影響絕緣性能，例如更多電流從絕緣材料中泄漏出去。因此，需要對電池的絕緣性能進行監測，以確保人員安全和設備的安全運行。

現有技術中的電池絕緣檢測方案，例如，平衡電橋和不平衡電橋檢測法，通常采用了兩個分壓電路，并通過測量電池電壓和通過兩個采樣電路分別測量兩個分壓電路上的分壓輸出來確定絕緣電阻。然而，此類檢測方案需要使用兩個分壓電路和相應的采樣電路，增加了成本、占用了較多空間、以及浪費了能量，并且兩個采樣電路的差異會給測量結果帶來誤差，影響絕緣電阻的精度等。此外，此類檢測方法通常僅適用于靜態監測，無法實現動態監測。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提供了用于檢測電池的絕緣性能的系統、方法和裝置及車輛。

根據本發明的第一方面，一種用于檢測電池的絕緣性能的系統，包括：分壓單元，所述分壓單元具有第一端、第二端和分壓端；以及切換單元，所述切換單元選擇性地將所述分壓單元的第一端連接到電池的第一端子或接地參考，并且選擇性地將所述分壓單元的第二端連接到所述電池的第二端子或所述接地參考；其中，所述分壓單元的分壓端上的信號輸出用于確定所述電池的第一端子和第二端子的絕緣電阻。

根據本發明的優選實施方式，所述分壓單元包括：具有兩個電阻的串聯支路，其中，所述分壓單元的第一端和第二端分別是所述串聯支路的兩端，并且所述分壓單元的分壓端位于所述兩個電阻之間。

根據本發明的優選實施方式，所述切換單元包括：第一開關，所述第一開關連接在所述分壓單元的第一端與所述電池的第一端子之間；第二開關，所述第二開關連接在所述分壓單元的第一端與所述接地參考之間；第三開關，所述第三開關連接在所述分壓單元的第二端與所述電池的第二端子之間；以及第四開關，所述第四開關連接在所述分壓單元的第二端與所述接地參考之間。所述第一開關、第二開關、第三開關和第四開關中的至少一個包括：繼電器或半導體開關裝置。