一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法，包括：分别获取正极对地的初始绝缘电阻值Rp’和负极对地的初始绝缘电阻值Rn’；判断车辆是否处于静置状态，当车辆处于静止状态时，分别获取正极对地的等效电容Cp和负极对地的等效电容Cn；分别获取正极预测稳态电压Up’和负极预测稳态电压Un’；基于正极对地点的电压值Up和正极预测稳态电压Up’，获取正极对地的最终绝缘电阻值Rp；基于负极对地的等效电容Cn和负极预测稳态电压Un’，获取负极对地的最终绝缘电阻值Rn。本发明专利技术电动汽车的绝缘阻抗检测方法避免Y电容对于整车绝缘检测功能的影响，提高绝缘检测精度，还大幅减小绝缘检测的时间，提高整车的安全等级。

A test method of insulation impedance for electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法
本专利技术属于新能源汽车安全检测
，更具体地，涉及一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法。
技术介绍
电动汽车一般会对动力电池系统的高压正负极对地之间的绝缘阻值情况进行实时检测，以确保不会发生人员触电或其他高压安全事故。当前广泛采取的两种检测方式为：1.电桥式：通过在高压系统正负极与地之间并入与并出确定阻值的大电阻，根据前后高压系统对地电压的变化来实时计算当前的电阻值。2.低频交流电压注入法：通过在高压回路与地之间注入一个低频率低幅值的电压，并对比发出与接收回来电压的变化来实时计算当前的电阻值。如图1所示为电桥式绝缘检测原理图，batterypack为电池组，chassis为底板，load为负载，M为电机，Rp与Rn分别为高压正极端对地的绝缘电阻值和高压负极端对地的绝缘电阻值，R1与R2为计算绝缘电阻值而引入的固定阻值的电阻，S1，S2为相应的切换开关。S1断开前高压正极对地的电压为Up，S1闭合后高压正极对地的电压为Up’。S2断开前高压负极对地的电压为Un，S2闭合后高压负极对地的电压为Un’。车辆在进行绝缘检测时，先断开S1，S2，取得电压Up和Un，然后闭合S1，取得电压Up’，然后断开S1，闭合S2，取得电压Un’，然后再断开S2，更新Up和Un，如此反复，基于Up、Up’和Un计算Rp，基于Un、Un’和Up计算Rn。理想情况下，这种计算绝缘阻抗的方式，其精度和计算速度能够满足整车的需求。但是实际情况下，整车其他高压零部件为了设计和EMC认证的需求，会在高压回路和车辆底盘(地)之间介入Y电容，对绝缘检测造成了比较大的影响。如图2所示，高压正负极与底盘之间引入了Y电容：Cp为高压正极对底盘的等效电容，Cn为高压负极对底盘的等效电容。在这种情况下，当采集Up和Un两点的电压值时，会受到整个电容的影响。如图3所示，在没有Y电容时，Up点的电压在t1时刻S1开关闭合后，能很快达到稳态，而在t2时刻S1开关断开后，而已能很快恢复到稳态值。但是当引入Y电容后，如图4所示，Up点的电压在t1时刻S1开关闭合后需要较长的时间才能达到稳态，因为整车对于绝缘检测时间的要求，S1的闭合断开周期很短，经常因为Y电容过大，而无法在S1闭合与断开的周期内达到稳态电压值，进而无法采集到的稳态电压值，无法对绝缘电阻值进行精确计算。针对这种情况，通常的做法是延长S1闭合断开的周期，以确保能够采集到准确的Up的电压值。但是因为整车的Y电容的大小没有明确的限制，所有当Y电容比较大的时候，这个需要稳定的时间很长(长达数十秒)，而这对于整车的绝缘检测周期的要求是不可接受的。还有一种做法是通过离线测量的手段测量出Y电容的大小，然后在软件算法上进行相应的补偿，这种做法虽然有一定效果，但是缺乏通用性和鲁棒性，每辆车的Y电容的大小存在一定的差异，另外随着整车的使用，Y电容会有老化的现象，而且当工况有所改变时(交/直流充电)，外部负载(例如直流充电机等)的Y电容也会引入，使计算的误差进一步加大。因此，特别提出一种方法能够提高电动汽车的绝缘电阻的检测精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够提高电动汽车的绝缘电阻检测精度的检测方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法，包括：分别获取正极对地的初始绝缘电阻值Rp’和负极对地的初始绝缘电阻值Rn’；判断车辆是否处于静置状态，当所述车辆处于静止状态时，分别获取正极对地的等效电容Cp和负极对地的等效电容Cn；分别获取正极预测稳态电压Up’和负极预测稳态电压Un’；基于所述正极对地点的电压值Up和正极预测稳态电压Up’，获取正极对地的最终绝缘电阻值Rp；基于所述负极对地的等效电容Cn和负极预测稳态电压Un’，获取负极对地的最终绝缘电阻值Rn。优选地，获取所述正极对地的等效电容Cp采用如下公式：其中，Cp为正极对地的等效电容，U1p为当车辆处于静止状态，且第一开关和第二开关均断开时，正极对地点的电压值；Up1为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间ΔT后的正极对地点的电压值；Up2为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间2*ΔT后的正极对地点的电压值；UpN为第一开关闭合，第二开关均断开，且经历预设时间N*ΔT后的正极对地点的电压值；U2p为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间(N+1)*ΔT后的正极对地点的电压值；R1为第一引入电阻，Rp’为正极对地的初始绝缘电阻值。优选地，获取所述负极对地的等效电容Cn采用如下公式：其中，Cn为负极对地的等效电容，U1n为当车辆处于静止状态，且第一开关和第二开关均断开时，负极对地点的电压值；Un1为第一开关断开，第二开关闭合，且经历预设时间ΔT后的负极对地点的电压值；Un2为第一开关断开，第二开关闭合，且经历预设时间2*ΔT后的负极对地点的电压值；UnN为第一开关断开，第二开关均闭合时，且经历预设时间N*ΔT后的负极对地点的电压值；U2n为第一开关断开，第二开关闭合时，且经历预设时间(N+1)*ΔT后的负极对地点的电压值；R2为第二引入电阻，Rn’为负极对地的初始绝缘电阻值。优选地，所述获取正极预测稳态电压Up’具体包括：在第一开关和第二开关均断开时，获取正极对地点的电压值Up；在所述第一开关闭合、第二开关断开，且经历检测周期Tr后，获取正极对地点的电压值Upr；基于所述正极对地的等效电容Cp、正极对地点的电压值Up和正极对地点的电压值Upr，获取正极预测稳态电压Up’。优选地，所述获取负极预测稳态电压Un’具体包括：在第一开关和第二开关均断开时，获取负极对地点的电压值Un；在所述第一开关断开、第二开关闭合，且经历检测周期Tr后，获取负极对地点的电压值Unr；基于所述负极对地的等效电容Cn、负极对地点的电压值Un和负极对地点的电压值Unr，获取负极预测稳态电压Un’。优选地，采用以下公式获取所述正极预测稳态电压Up’：其中，Up’为正极预测稳态电压，Up为在第一开关和第二开关均断开时的正极对地点的电压值，Upr为在第一开关闭合、第二开关断开，且经历检测周期Tr后的正极对地点的电压值，Cp为正极对地的等效电容，R1为第一引入电阻，Rp’为正极对地的初始绝缘电阻值。优选地，采用以下公式获取所述负极预测稳态电压Un’：其中，Un’为负极预测稳态电压，Un为在第一开关和第二开关均断开时的负极对地点的电压值，Unr为在第一开关断开、第二开关闭合，且经历检测周期Tr后的负极对地点的电压值，Cn为负极对地的等效电容，R2为第二引入电阻，Rn’为负极对地的初始绝缘电阻值。优选地，采用如下公式获取正极对地的最终绝缘电阻值Rp：其中，Rp为正极对地的最终绝缘电阻值，Up为在第一开关和第二开关均断开时的正极对地点的电压值，Up’为正极预测稳态电压，Un为在第一开关和第二开关均断开时的负极对地点的电压值，R1为第一引入电阻。优选地，采用如下公式获取负极对地的最终绝缘电阻值Rn：其中，Rn为负极对地的最终绝缘电阻值，Un为在第一开关和第二开关均断开时的负极对地点的电压值，Un’为负极预测稳态电压，Up为在第一开关和第二开关均断开时的正极对地点的电压值，R2为第二引入电阻。优选地，判断车辆是否处于静置状态具体包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，包括：分别获取正极对地的初始绝缘电阻值Rp’和负极对地的初始绝缘电阻值Rn’；判断车辆是否处于静置状态，当所述车辆处于静止状态时，分别获取正极对地的等效电容Cp和负极对地的等效电容Cn；分别获取正极预测稳态电压Up’和负极预测稳态电压Un’；基于所述正极对地点的电压值Up和正极预测稳态电压Up’，获取正极对地的最终绝缘电阻值Rp；基于所述负极对地的等效电容Cn和负极预测稳态电压Un’，获取负极对地的最终绝缘电阻值Rn。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，包括：分别获取正极对地的初始绝缘电阻值Rp’和负极对地的初始绝缘电阻值Rn’；判断车辆是否处于静置状态，当所述车辆处于静止状态时，分别获取正极对地的等效电容Cp和负极对地的等效电容Cn；分别获取正极预测稳态电压Up’和负极预测稳态电压Un’；基于所述正极对地点的电压值Up和正极预测稳态电压Up’，获取正极对地的最终绝缘电阻值Rp；基于所述负极对地的等效电容Cn和负极预测稳态电压Un’，获取负极对地的最终绝缘电阻值Rn。2.根据权利要求1所述的电动汽车的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，获取所述正极对地的等效电容Cp采用如下公式：其中，Cp为正极对地的等效电容，U1p为当车辆处于静止状态，且第一开关和第二开关均断开时，正极对地点的电压值；Up1为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间ΔT后的正极对地点的电压值；Up2为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间2*ΔT后的正极对地点的电压值；UpN为第一开关闭合，第二开关均断开，且经历预设时间N*ΔT后的正极对地点的电压值；U2p为第一开关闭合，第二开关断开，且经历预设时间(N+1)*ΔT后的正极对地点的电压值；R1为第一引入电阻，Rp’为正极对地的初始绝缘电阻值。3.根据权利要求1所述的电动汽车的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，获取所述负极对地的等效电容Cn采用如下公式：其中，Cn为负极对地的等效电容，U1n为当车辆处于静止状态，且第一开关和第二开关均断开时，负极对地点的电压值；Un1为第一开关断开，第二开关闭合，且经历预设时间ΔT后的负极对地点的电压值；Un2为第一开关断开，第二开关闭合，且经历预设时间2*ΔT后的负极对地点的电压值；UnN为第一开关断开，第二开关均闭合时，且经历预设时间N*ΔT后的负极对地点的电压值；U2n为第一开关断开，第二开关闭合时,且经历预设时间(N+1)*ΔT后的负极对地点的电压值；R2为第二引入电阻，Rn’为负极对地的初始绝缘电阻值。4.根据权利要求1所述的电动汽车的绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述获取正极预测稳态电压Up’具体包括：在第一开关和第二开关均断开时，获取正极对地点的电压值Up；在所述第一开关闭合、第二开关断开，且经历检测周期Tr后，获取正极对地点的电压值Upr；基于所述正极对地的等效电容Cp、正极对地点的电压值Up和正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少鹏，原诚寅，魏跃远，
申请(专利权)人：北京新能源汽车技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11