电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法，包括预充电路、加热电路、绝缘检测电路和外接设备，任意一个绝缘电阻值低于安全的阈值以内，电池管理系统控制车辆停止充电，并断开所有的高压继电器一、继电器二、继电器三；继电器四、继电器五、继电器六、继电器七，防止人员触电。不仅使得整车在纯加热工况时，整车具备绝缘检测功能，避免整车漏电风险，避免对驾驶员造成电击人身伤亡隐患；同时也完善了国家检测整车绝缘检测功能缺陷和不完整性。缺陷和不完整性。缺陷和不完整性。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法


[0001]本专利技术属于电动汽车
，具体地说，本专利技术涉及电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法。

技术介绍

[0002]大多数电动汽车在充电和行驶驱动过程中都有绝缘检测功能，并且大多数的绝缘检测电路布置在电池包内，由于电动汽车的特殊工况，例如：纯电动汽车在寒冷的冬季，电池温度较低(例如：低于零摄氏度)，此时电池在慢充桩充电时，会先进入纯加热状态，利用充电桩的电能发热对电池进行加热，加热到一定温度后，电池再进入充电状态，由于绝缘检测电路的布置因素和主机厂功能设计时的考虑不周全，纯加热工况时，整车没有进行绝缘检测功能，整车存在着漏电风险，对驾驶员有电击甚至造成人身伤亡隐患。
[0003]国家检测整车绝缘检测功能时，也仅仅是在车辆处于驱动模式时，检测也存在着一定缺陷和不完整性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路及控制方法，包括预充电路、加热电路、绝缘检测电路和外接设备；
[0006]所述预充电路由负极继电器、预充继电器、正极继电器和预充电阻组成，所述负极继电器和正极继电器与电池包串联，所述预充继电器与预充电阻串联后与正极继电器两端并联；
[0007]所述加热电路由加热继电器和加热电阻组成，所述加热继电器和加热电阻串联后与电池包两端串联；
[0008]所述绝缘检测电路包括继电器一、继电器二、继电器三、继电器四、继电器五、继电器六、电阻二、电阻三、电阻四、电阻六、电阻七、电阻八、正极对地等效电阻和负极对地等效电阻,所述继电器一、继电器二、继电器三、继电器四、电阻四和电阻八串联，所述继电器五与正极继电器两端并联，所述继电器六与负极继电器两端并联，所述电阻二、电阻三、电阻六、电阻七串联后与电池包两端并联。
[0009]优选的，电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路检测原理，如果电压较高的一侧在电池包正端，即VH＞VL，则估算出的负端对地绝缘阻抗＜正端对地绝缘阻抗；此时，在电压较高的一侧并入一个电阻，即闭合继电器三接入电阻四；
[0010]Step a)：
[0011]闭合继电器一，其余继电器处于打开状态，测量VH；
[0012][0013]其中，VH定义为正极对地的电压，VHad为采样电路测量得到的电阻三电压值；
[0014]闭合继电器二，其余继电器处于打开状态，测量VL；
[0015][0016]其中，VL定义为负极对地的电压，VZad为采样电路测量得到电阻七电压值；由公式：
[0017]VBat＝VH+VL
ꢀꢀꢀ
(公式1
‑
a)；
[0018][0019]其中：
[0020]电池包的电压，即Bat+到Bat
‑
端电压，用VBat表示，VBat＝VH+VL；
[0021]公式1
‑
b中的RCircuit＝(R2+R3)，RCircuit
′
＝(R6+R7)；VH、VL是在继电器一及继电器二闭合的情况下测量得到；由于(R2+R3)及(R6+R7)电阻值达到兆欧级4M，假设VH及VL为250V，为最大值，则为250V，为最大值，则可以处理为0，因为远小于人体安全电电流2mA，可以忽略不计，则公式1
‑
b处理为公示1
‑
c；
[0022][0023]则推导出
[0024]Step b)：
[0025]闭合继电器一及继电器三，其余继电器处于断开状态，进行VH
′
测量；
[0026][0027]闭合继电器二及继电器三，其余继电器处于断开状态，进行VL
′
的测量；
[0028][0029]其中：
[0030]闭合电器三之后的正极对地电压定义为VH
′
，闭合电器三之后的负极对地电压定义为VL
′
；VHad
′
为闭合电器三之后电阻三的电压采样值；VLad
′
为闭合电器三之后电阻七的电压采样值；
[0031]由此可知：
[0032][0033]Step c)公式运算：
[0034]将公式1
‑
a及公式1
‑
d代入进公式2
‑
a；设置RO＝(R2+R3)//R4进行运算得出：
[0035][0036]进一步地化简：
[0037][0038]进一步地化简：
[0039][0040]进一步地化简：
[0041][0042]将公式1
‑
d代入公式3
‑
d，进一步得出：
[0043][0044]综上，得出正极对地等效电阻及负极对地等效电阻的阻值，最终采用最小的负极对地等效电阻作为电池包对地的绝缘阻抗。
[0045]优选的，电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路检测原理，如果电压较高的一侧在电池包负端，即VL＞VH；则估算出的正端对地绝缘阻抗＜负端对地绝缘阻抗；此时，在电压较高的一侧并入一个电阻，即闭合继电器四接入电阻八；
[0046]Step a)：
[0047]闭合继电器一，其余继电器处于打开状态，测量VH；
[0048][0049]其中：VH定义为正极对地的电压，VHad由采样电路测量得到；
[0050]闭合继电器二，其余继电器处于打开状态，测量VL；
[0051][0052]其中：VL定义为负极对地的电压，VLad由采样电路测量得到；
[0053]由公式：
[0054]VBat＝VH+VL
ꢀꢀꢀ
(公式1
‑
a).
[0055][0056]公式1
‑
b中的RCircuit＝(R2+R3)，RCircuit
′
＝(R6+R7)；VH、VL是在继电器一及继电器二闭合的情况下测量得到；由于(R2+R3)及(R6+R7)电阻值达到兆欧级4M，假设VH及VL为250V，为最大值，则为250V，为最大值，则可以处理为0，因为远小于人体安全电电流2mA，可以忽略不计，则公式1
‑
b处理为公示1
‑
c；
[0057][0058]可得：
[0059][0060]Step b)：
[0061]闭合继电器一及继电器四,其余继电器处于断开状态，进行VH
″
的测量；
[0062][0063]闭合继电器二及继电器四，其余继电器处于断开状态，进行VL
″
的测量；
[0064][0065]其中：
[0066]闭合继电器四之后的正极对地电压定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路，其特征在于：包括预充电路、加热电路、绝缘检测电路和外接设备；所述预充电路由负极继电器(K1)、预充继电器(K2)、正极继电器(K3)和预充电阻(R5)组成，所述负极继电器(K1)和正极继电器(K3)与电池包串联，所述预充继电器(K2)与预充电阻(R5)串联后与正极继电器(K3)两端并联；所述加热电路由加热继电器(S7)和加热电阻(R1)组成，所述加热继电器(S7)和加热电阻(R1)串联后与电池包两端串联；所述绝缘检测电路包括继电器一(S1)、继电器二(S2)、继电器三(S3)、继电器四(S4)、继电器五(S5)、继电器六(S6)、电阻二(R2)、电阻三(R3)、电阻四(R4)、电阻六(R6)、电阻七(R7)、电阻八(R8)、正极对地等效电阻(Rp)和负极对地等效电阻(Rn),所述继电器一(S1)、继电器二(S2)、继电器三(S3)、继电器四(S4)、电阻四(R4)和电阻八(R8)串联，所述继电器五(S5)与正极继电器(K3)两端并联，所述继电器六(S6)与负极继电器(K1)两端并联，所述电阻二(R2)、电阻三(R3)、电阻六(R6)、电阻七(R7)串联后与电池包两端并联。2.根据权利要求1所述的电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路检测原理，其特征在于：如果电压较高的一侧在电池包正端，即VH＞VL，则估算出的负端对地绝缘阻抗＜正端对地绝缘阻抗；此时，在电压较高的一侧并入一个电阻，即闭合继电器三(S3)接入电阻四(R4)；Step a)：闭合继电器一(S1)，其余继电器处于打开状态，测量VH；其中，VH定义为正极对地的电压，VHad为采样电路测量得到的电阻三(R3)电压值；闭合继电器二(S2)，其余继电器处于打开状态，测量VL；其中，VL定义为负极对地的电压，VLad为采样电路测量得到电阻七(R7)电压值；由公式：VBat＝VH+VL
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式(1
‑
a)；其中：电池包的电压，即Bat+到Bat
‑
端电压，用VBat表示，VBat＝VH+VL；公式1
‑
b中的RCircuit＝(R2+R3)，RCircuit'＝(R6+R7)；VH、VL是在继电器一(S1)及继电器二(S2)闭合的情况下测量得到；由于(R2+R3)及(R6+R7)电阻值达到兆欧级，假设VH及VL为250V，为最大值，则VL为250V，为最大值，则可以处理为0，因为远小于人体安全电电流2mA，可以忽略不计，则公式1
‑
b处理为公示1
‑
c；
则推导出Step b)：闭合继电器一(S1)及继电器三(S3)，其余继电器处于断开状态，进行VH'测量；闭合继电器二(S2)及继电器三(S3)，其余继电器处于断开状态，进行VL
′
的测量；其中：闭合继电器三(S3)之后的正极对地电压定义为VH'，闭合继电器三(S3)之后的负极对地电压定义为VL'；VHad
′
为闭合继电器三(S3)之后电阻三(R3)的电压采样值；VLad
′
为闭合继电器三(S3)之后电阻七(R7)的电压采样值；由此可知：Step c)公式运算：将公式1
‑
a及公式1
‑
d代入进公式2
‑
a；设置R0＝(R2+R3)//R4进行运算得出：进一步地化简：进一步地化简：进一步地化简：将公式1
‑
d代入公式3
‑
d，进一步得出：综上，得出正极对地等效电阻(Rp)及负极对地等效电阻(Rn)的阻值，最终采用最小的负极对地等效电阻(Rn)作为电池包对地的绝缘阻抗。3.根据权利要求2所述的电动汽车绝缘充电加热状态下的绝缘检测电路检测原理，其特征在于：如果电压较高的一侧在电池包负端，即VL＞VH；则估算出的正端对地绝缘阻抗＜负端对地绝缘阻抗；此时，在电压较高的一侧并入一个电阻，即闭合继电器四(S4)接入电阻八(R8)；Step a)：
闭合继电器一(S1)，其余继电器处于打开状态，测量VH；其中：VH定义为正极对地的电压，VHad由采样电路测量得到；闭合继电器二(S2)，其余继电器处于打开状态，测量VL；其中：VL定义为负极对地的电压，VLad由采样电路测量得到；由公式：VBat＝VH+VL
ꢀꢀꢀꢀ
(公式1
‑
a)；公式1
‑
b中的RCircuit＝(R2+R3)，RCircuit'＝(R6+R7)；VH、VL是在继电器一(S1)及继电器二(S2)闭合的情况下测量得到；由于(R2+R3)及(R6+R7)电阻值达到兆欧级，假设VH及VL为250V，为最大值，则VL为250V，为最大值，则可以处理为0，因为远小于人体安全电电流2mA，可以忽略不计，则公式1
‑
b处理为公示1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙聪，刘威峰，刘彪，刘方勇，张文峰，
申请(专利权)人：山东五征集团有限公司，
类型：发明
国别省市：