绝缘电阻的测量方法、电路、动力电池、系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种绝缘电阻的测量方法、电路、动力电池、整车高压系统及电动汽车。
背景技术
由于燃料成本上升以及汽车排放量过高而引起的环境恶化的问题，近年来，由动力蓄电池组供电的纯电动汽车以及混合动力车辆等电动汽车越来越流行。于此同时，电动汽车的安全指标取决于动力蓄电池组的绝缘程度的高低。动力蓄电池组的绝缘程度的高低可以通过测量电池绝缘电阻的阻值进行确定，因此，如何采用一种高精度的测量方法对电池绝缘电阻的阻值进行测量，以评判动力蓄电池组的绝缘程度的好坏，保证电动汽车的可靠性和安全性是本领域技术人员需要解决的技术问题，目前在各项试验及安全标准验证中，传统的方法是通过国标法人工检测绝缘电阻，此时整车内部绝缘监测系统中不断接入的定值电阻会严重影响绝缘电阻的检测，导致绝缘电阻的检测精度低，因此使用国标法检测绝缘电阻时需屏蔽或关闭车辆内部绝缘监测系统，在屏蔽车辆内部绝缘监测系统时，若屏蔽性能差，同样会导致绝缘电阻的检测精度低，若关闭车辆内部绝缘监测系统，则会导致绝缘电阻的检测步骤繁琐，检测效率较低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的因绝缘电阻的检测精度和检测效率低而无法准确评判蓄电池动力组的绝缘程度的好坏而影响电动汽车的可靠性和安全性的问题。因此，本发明提供一种电池绝缘电阻测量方法、电路、动力电池及电动汽车，能够对电池绝缘电阻的阻值进行精确的测量，且无需关闭或屏蔽车辆内部绝缘监测系统，检测精度和检测效率都较高，从而能准确的评判动力蓄电池组的绝缘程度的好坏，保证了电动汽车的可靠性和安全性。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种绝缘电阻的测量方法，包括：
S1；分别采集电池或整车高压系统的正极端子相对于接地参考端的第一最大电压值和所述电池或所述整车高压系统的负极端子相对于所述接地参考端的第一最小电压值；
S2：在所述第一最大电压值和所述第一最小电压值中较大的一侧接入第一定值电阻，并且采集接入所述第一定值电阻后所述正极端子相对于所述接地参考端的第二最大电压值和所述负极端子相对于所述接地参考端的第二最小电压值；
S3：利用所述第一定值电阻、所述第一最大电压值、所述第二最大电压值、所述第一最小电压值和所述第二最小电压值计算第一绝缘电阻；
S4：断开所述第一定值电阻，分别采集所述电池或所述整车高压系统的正极端子相对于接地参考端的第三最小电压值和所述电池或所述整车高压系统的负极端子相对于所述接地参考端的第三最大电压值；
S5：分别采集在所述第三最小电压值和所述第三最大电压值中较大的一侧接入第二定值电阻，并且采集接入所述第二定值电阻后的所述正极端子相对于所述接地参考端的第四最小电压值和所述负极端子相对于所述接地参考端的第四最大电压值；
S6：利用所述第二定值电阻、所述第三最大电压值、所述第四最大电压值、所述第三最小电压值和所述第四最小电压值计算第二绝缘电阻；
S7：利用所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻计算目标绝缘电阻，以作为所述电池或所述整车高压系统的当前绝缘电阻。
采用上述技术方案，能够分别采集电池或整车高压系统的正极端子和接地参考端在接入第一定值电阻和未接入第一定值电阻的第一最大电压、第二最大电压、第三最小电压和第四最小电压，和电池或整车高压系统的负极端子和接地参考端在接入第二定值电阻和未接入第二定值电阻的第三最大电压值、第四最大电压值、第一最小电压值和第二最小电压值。利用以上测量的各个电压值计算出第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，并从中计算出目标绝缘电阻值作为评判电池绝缘性能好坏的绝缘电阻。一方面，本发明的技术方案能够通过计算出的绝缘电阻来评判电池的绝缘性能，另一方面，由于计算出了两个绝缘电阻并结合两个绝缘电阻选取目标绝缘电阻，计算出的绝缘电阻的精度越高，对于评判电池的绝缘性能的精度也更高，保证了电动汽车的可靠性和安全性。
进一步，作为本发明可选的实施例，在所述步骤S2中，所述第一定值电阻接入所述正极端子和所述接地参考端之间，所述第一绝缘电阻采用下式计算，
所述R1为所述第一绝缘电阻，所述MaxU1为所述第一最大电压值，所述MinU2为所述第一最小电压值，所述MinU2'为所述第二最小电压值，所述MaxU1'为所述第二最大电压值，所述R01为所述第一定值电阻。
进一步，作为本发明可选的实施例，在所述步骤S5中，所述第二定值电阻接入所述负极端子和所述接地参考端之间，所述第二绝缘电阻采用下式计算：
所述R2为所述第二绝缘电阻，所述MaxU2为所述第三电压最大值，所述MinU1为所述第三最小电压值，所述MinU1'为所述第四最小电压值，所述MaxU2'为所述第四电压最大值，所述R02为所述第二定值电阻。
进一步，作为本发明可选的实施例，将所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻中的最小值作为所述目标绝缘电阻。
进一步，作为本发明可选的实施例，在误差允许范围内，所述第一定值电阻和所述第二定值电阻相等。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种绝缘电阻的测量电路，用于以上任意一种所述的绝缘电阻的测量方法，所述测量电路包括：
第一万用表，所述第一万用表的红表笔与电池或整车高压系统的正极端子连接，所述第一万用表的黑表笔与所述电池或所述整车高压系统的接地参考端连接；
第二万用表，所述第二万用表的红表笔与所述接地参考端连接，所述第二万用表的黑表笔与所述电池或所述整车高压系统的负极端子连接；
第一定值电阻，所述第一定值电阻接入所述正极端子和所述接地参考端之间或接入所述负极端子和所述接地参考端之间；
第二定值电阻，所述第二定值电阻接入所述正极端子和所述接地参考端之间或接入所述负极端子和所述接地参考端之间。
进一步，作为本发明可选的实施例，所述第一万用表测量所述电池或所述整车高压系统的正极端子与所述接地参考端之间的电压包括：
利用所述第一万用表的合适量程测量所述正极端子和所述接地参考端之间的第一最大电压值和第二最大电压值；
利用所述第一万用表的合适量程测量所述负极端子和所述接地参考端之间的第三最小电压值和第四最小电压值。
进一步，作为本发明可选的实施例，所述第二万用表测量所述电池或所述整车高压系统的负极端子与所述接地参考端之间的电压包括：
利用所述第二万用表的合适量程测量所述负极端子和所述接地参考端之间的第三最大电压值和第四最大电压值；
利用所述第二万用表的合适量程测量所述正极端子和所述接地参考端之间的第一最小电压值和第二最小电压值。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种动力电池，包括：动力蓄电池组，还包括：如以上任意一种所述的绝缘电阻的测量电路；
所述绝缘电阻的测量电路中的第一万用表的红表笔与所述动力蓄电池组的正极端子连接，所述第一万用表的黑表笔与所述动力蓄电池组的接地参考端连接；
所述绝缘电阻的测量电路中的第二万用表的红表笔与所述接地参考端连接，所述第二万用表的黑表笔与所述动力蓄电池组的负极端子连接。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种电动汽车，包括：如以上所述的动力电池。
进一步地，本发明的实施方式公开了一种整车高压系统，包括如上所述的动力电池。
本发明实施例公开了一种电池绝缘电阻测量方法、电路、动力电池及电动汽车，具有以下有益效果：
能够分别采集电池或整车高压系统的正极端子和接地参考端在接入第一定值电阻和未接入第一定值电阻的第一最大电压、第二最大电压、第三最小电压和第四最小电压，和电池的负极端子和接地参考端在接入第二定值电阻和未接入第二定值电阻的第三最大电压值、第四最大电压值、第一最小电压值和第二最小电压值。利用以上测量的各个电压值计算出第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，并从中计算出目标绝缘电阻值作为评判电池绝缘性能好坏的绝缘电阻。一方面，本发明的技术方案无需关闭或屏蔽车辆内部绝缘监测系统的情况下，能够通过计算出的绝缘电阻来评判电池或整车高压系统的绝缘性能，另一方面，由于计算出了两个绝缘电阻并结合两个绝缘电阻选取目标绝缘电阻且无需关闭或屏蔽车辆内部绝缘监测系统，计算出的绝缘电阻的精度越高，绝缘电阻的检测效率也较高，对于评判电池的绝缘性能的精度也更高，保证了电动汽车的可靠性和安全性。
本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
图1(a)为本发明实施例公开的一种未接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图；
图1(b)为本发明实施例公开的一种接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图；
图1(c)为本发明实施例公开的一种未接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图；
图1(d)为本发明实施例公开的一种接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图；
图1(e)为本发明实施例公开的一种绝缘电阻的测量电路的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种绝缘电阻的测量方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
下面结合图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)和图2对本发明实施例公开的一种绝缘电阻测量方法、电路、动力电池、整车高压系统及电动汽车进行说明，图1(a)为本发明实施例公开的一种未接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图，图1(b)为本发明实施例公开的一种接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图，图1(c)为本发明实施例公开的一种未接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图，图1(d)为本发明实施例公开的一种接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路的结构示意图，图1(e)为本发明实施例公开的一种绝缘电阻的测量电路的结构示意图，图2为本发明实施例公开的一种绝缘电阻的测量方法的流程示意图。
值得注意的是，对于整车高压系统而言，其包含电池，由电池为整车提供高压，因此，在对电池或整车高压系统进行绝缘性能测试时，其检测方法一致，即整车高压系统的电压输出端即正极端子、电池的正极即正极端子，整车高压系统的负极即负极端子，电池的负极即负极端子，对于整车高压系统的结构并不是本发明实施例的改进之处，具体可以参见现有技术，本发明实施例中以电池的绝缘电阻的计算为例进行说明，对于整车高压系统的绝缘电阻的检测可以参见以下电池的绝缘性能检测的描述，本发明实施例在此不再赘述。
本发明实施例对在利用绝缘电阻的测量电路正常工作时通过国标法检测车辆的绝缘电阻的实现方案如下：
如图1(e)所示的，两完全一致的万用表(第一万用表和第二万用表)同时测量电阻R1两侧的U1值和电阻R2两侧的U2值，其中U1为正极端子对低压地(接地参考端)的电压，U2为负极端子对低压地(接地参考端)的电压；
调整第一万用标和第二万用表的表笔触点使其读数均为正值，即测量U1的第一万用表的红表笔接正极端子，黑表笔接低压地(接地参考端)，测量U2的第二万用表的红表笔接低压地(接地参考端)黑表笔接负极端子；
由于车辆内部绝缘监测系统的干扰，U1值、U2值按规律波动，但其任意时刻的总和应与电池两端的电压Ub保持基本一致，Ub为电池的高压正负极母线间的电压。
调整万用表至合适的固定量程，然后进行如图1(a)至图1(d)的测量过程。
如图1(a)所示的，未接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路包括：第一万用表10，第一万用表10的红表笔与电池20的正极端子连接，第一万用表10的黑表笔与电池20的接地参考端连接。
第二万用表30，第二万用表30的红表笔与接地参考端连接，第二万用表30的黑表笔与电池的负极端子连接。
具体的，MaxU1表示的是电池的正极端子相对于接地参考端的第一最大电压值，MinU2表示的是电池的负极端子相对于接地参考端的第一最小电压值。
如图1(b)所示的，接入第一定值电阻的绝缘电阻的测量电路包括：第一万用表10，第一万用表10的红表笔与电池20的正极端子连接，第一万用表10的黑表笔与电池20的接地参考端连接。
第二万用表30，第二万用表30的红表笔与接地参考端连接，第二万用表30的黑表笔与电池的负极端子连接。
第一定值电阻40，第一定值电阻40接入正极端子和接地参考端之间或接入负极端子和接地参考端之间。
具体的，MaxU1'表示的是接入正极端子和接地参考端之间的正极端子相对于接地参考端的第二最大电压值，MinU2'表示的是负极端子相对于接地参考端的第二最小电压值。
如图1(c)所示的，未接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路包括：第一万用表10，第一万用表10的红表笔与电池20的正极端子连接，第一万用表10的黑表笔与电池20的接地参考端连接。
第二万用表30，第二万用表30的红表笔与接地参考端连接，第二万用表30的黑表笔与电池的负极端子连接。
具体的，MinU1表示的是断开第一定值电阻值，并在未接入第二定值电阻时电池的正极端子相对于接地参考端的第三最小电压值，MaxU2表示的是电池的负极端子相对于接地参考端的第三最大电压值。
如图1(d)所示的，接入第二定值电阻的绝缘电阻的测量电路包括：第一万用表10，第一万用表10的红表笔与电池20的正极端子连接，第一万用表10的黑表笔与电池20的接地参考端连接。
第二万用表30，第二万用表30的红表笔与接地参考端连接，第二万用表30的黑表笔与电池的负极端子连接。
第二定值电阻50，第二定值电阻50接入正极端子和接地参考端之间或接入负极端子和接地参考端之间。
具体的，MinU1'表示是在负极端子和接地参考端接入第二定值电阻后，正极端子相对于接地参考端的第四最小电压值，MaxU2'表示的是负极端子相对于接地参考端的第四最大电压值。
具体的，作为本发明可选的实施例，第一万用表10测量电池的正极端子与接地参考端之间的电压包括：
利用第一万用表10的最大量程测量正极端子和接地参考端之间的第一最大电压值和第二最大电压值。
利用第一万用表10的最小量程测量负极端子和接地参考端之间的第三最小电压值和第四最小电压值。
具体的，作为本发明可选的实施例，第二万用表30测量电池的负极端子与接地参考端之间的电压包括：
利用第二万用表30的最大量程测量负极端子和接地参考端之间的第三最大电压值和第四最大电压值。
利用第二万用表30的最小量程测量正极端子和接地参考端之间的第一最小电压值和第二最小电压值。
如图2所示的，绝缘电阻的测量方法包括：
S1：分别采集电池或整车高压系统的正极端子相对于接地参考端的第一最大电压值和电池或整车高压系统的负极端子相对于接地参考端的第一最小电压值。
S2：在第一最大电压值和第一最小电压值中较大的一侧接入第一定值电阻，并且采集接入第一定值电阻后正极端子相对于接地参考端的第二最大电压值和负极端子相对于接地参考端的第二最小电压值。
S3：利用第一定值电阻、第一最大电压值、第二最大电压值、第一最小电压值和第二最小电压值计算第一绝缘电阻。
S4：断开第一定值电阻，分别采集电池或整车高压系统的正极端子相对于接地参考端的第三最小电压值和电池或整车高压系统的负极端子相对于接地参考端的第三最大电压值。
S5：分别采集在第三最小电压值和第三最大电压值中较大的一侧接入第二定值电阻，并且采集接入第二定值电阻后的正极端子相对于接地参考端的第四最小电压值和负极端子相对于接地参考端的第四最大电压值。
S6：利用第二定值电阻、第三最大电压值、第四最大电压值、第三最小电压值和第四最小电压值计算第二绝缘电阻。
S7：利用第一绝缘电阻和第二绝缘电阻计算目标绝缘电阻，以作为电池或整车高压系统的当前绝缘电阻。
具体的，作为本发明可选的实施例，在S2中，第一定值电阻接入正极端子和接地参考端之间，第一绝缘电阻采用下式计算：
R1为第一绝缘电阻，MaxU1为第一最大电压值，MinU2为第一最小电压值，MinU2'为第二最小电压值，MaxU1'为第二最大电压值，R01为第一定值电阻。
具体的，作为本发明可选的实施例，在步骤S5中，第二定值电阻接入负极端子和接地参考端之间，第二绝缘电阻采用下式计算：
R2为第二绝缘电阻，MaxU2为第三电压最大值，MinU1为第三最小电压值，MinU1'为第四最小电压值，MaxU2'为第四电压最大值，R02为第二定值电阻。
具体的，作为本发明可选的实施例，对于目标绝缘电阻的选取，可以但不限于选取第一绝缘电阻和第二绝缘电阻中的最小值作为目标绝缘电阻。
具体的，作为本发明可选的实施例，第一定值电阻和第二定值电阻相等。
需要说明的是，在第一定值电阻接入负极端子和接地参考端之间，第二定值电阻接入正极端子和接地参考端之间的第一绝缘电阻和第二绝缘电阻可以参见以上公式进行推理计算，本发明实施例在此不再赘述。
此外，本发明实施例公开了一种动力电池，包括：动力蓄电池组，还包括如以上任意一种提到的绝缘电阻的测量电路。
绝缘电阻的测量电路中的第一万用表的红表笔与动力蓄电池组的正极端子连接，第一万用表的黑表笔与动力蓄电池组的接地参考端连接。
绝缘电阻的测量电路中的第二万用表的红表笔与接地参考端连接，第二万用表的黑表笔与动力蓄电池组的负极端子连接。
此外，本发明实施例公开了一种电动汽车，包括如以上提到的动力电池。
本发明实施例公开了一种电池绝缘电阻测量方法、电路、动力电池及电动汽车，具有以下有益效果：
能够分别采集电池或整车高压系统的正极端子和接地参考端在接入第一定值电阻和未接入第一定值电阻的第一最大电压、第二最大电压、第三最小电压和第四最小电压，和电池的负极端子和接地参考端在接入第二定值电阻和未接入第二定值电阻的第三最大电压值、第四最大电压值、第一最小电压值和第二最小电压值。利用以上测量的各个电压值计算出第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，并从中计算出目标绝缘电阻值作为评判电池绝缘性能好坏的绝缘电阻。一方面，本发明的技术方案无需关闭或屏蔽车辆内部绝缘监测系统的情况下，能够通过计算出的绝缘电阻来评判电池或整车高压系统的绝缘性能，另一方面，由于计算出了两个绝缘电阻并结合两个绝缘电阻选取目标绝缘电阻且无需关闭或屏蔽车辆内部绝缘监测系统，计算出的绝缘电阻的精度越高，绝缘电阻的检测效率也较高，对于评判电池的绝缘性能的精度也更高，保证了电动汽车的可靠性和安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
