[发明专利]一种绝缘电阻检测系统及方法

说明书

本发明公开一种绝缘电阻的检测系统及方法，激励源是脉冲信号，而非高压电池包电压，计算得到的绝缘电阻值不受绝缘电阻的位置影响，计算结果准确；注入的是逆M序列，并且检测对应的响应，通过输入输出信号之间的相关关系，计算得到传递函数参数，进而计算出高压系统的绝缘电阻。信号注入回路和高压系统构成的新系统，其过渡时间较短，因此缩短了检测时间；逆M序列对系统噪声有一定的抑制能力，提高抗干扰能力。实现了检测精度和抗干扰能力的提高、以及检测时间的缩短。

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种绝缘电阻检测系统及方法。

背景技术

新能源汽车中高压系统遍布整个车身，使得高压系统与低压系统的接触几率大大增加，给新能源汽车的高压安全带来挑战。因此，高低压系统之间的绝缘电阻检测非常重要。高低压系统之间的绝缘电阻反映的是高压系统与低压系统之间的绝缘情况。高压系统如高压电池包、动力传输线、电机、电机控制器等；低压系统是指由铅酸蓄电池供电的系统。理想情况下，高压系统和低压系统之间完全绝缘。实际上，整车上高低压系统之间有很多接触面，如绝缘层、隔离器件等，会存在分布式寄生电阻，这些分布式寄生电阻总体表现为绝缘电阻。

现阶段检测绝缘电阻的方法有：

桥式电路法。桥式电路法的检测原理如图1所示。假设高压正极和高压负极对低压地分别有第一绝缘电阻Riso1和第二绝缘电阻Riso2。闭合开关S1，断开开关S2，测量第一电阻R₁两端电压；闭合S2，断开S1，测量第二电阻R₂两端电压。通过电阻串并联分压关系，计算出高压正负极对低压地的绝缘电阻。但是，由于高压系统电容C₁、C₂的存在，需要通过上、下桥臂电阻给电容充放电，需要等待的时间比较长；另外，高压系统是动力电池时，当中间某节电芯对地绝缘失效，比如采样线破损，桥式电路法检测出来的绝缘电阻误差较大。

低频脉冲注入法。低频脉冲注入方法的基本思路是，低压侧发出低频脉冲信号，通过外加电阻或者电容的方法耦合到高压侧，再通过高压侧的绝缘电阻回流到低压侧。发出信号、外加电阻已知，回流信号可以检测，通过绝缘电阻、耦合电阻或电容、发出信号、回流信号这四者之间的关系可以求出绝缘电阻值。但是，如果高压系统存在Y电容和寄生电容时，回流信号和发出信号之间不是代数关系或者一阶微分关系，使得绝缘电阻的计算结果误差较大；另外，普通的脉冲信号对系统噪声的抗干扰能力比较弱，只适合弱噪声环境或无噪声环境。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种绝缘电阻检测系统及方法，欲实现提高绝缘电阻的检测精度、以及减少检测时间，提高抗干扰能力的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种绝缘电阻的检测系统，包括：微控制单元、信号注入回路和信号检测回路；

所述微控制单元，用于根据所述信号注入回路和高压系统构成的新系统的的特性计算得到逆M序列；

所述信号注入回路，用于将所述逆M序列注入到所述高压系统中；

所述信号检测回路，用于检测所述高压系统在注入所述逆M序列之后的响应；

所述微控制单元，还用于根据所述响应，计算得到所述新系统的传递函数参数，以及根据所述传递函数参数计算得到高压系统的绝缘电阻。

优选的，所述信号注入回路包括：第一运算放大器、耦合电阻和耦合电容；

所述微控制单元的信号输出端依次通过所述第一运算放大器、所述耦合电阻、所述耦合电容连接所述高压系统。

优选的，所述信号检测回路包括：第二运算放大器、滤波电阻和滤波电容；

所述微控制单元的采样端依次通过所述滤波电阻、所述第二运算放大器连接于所述耦合电阻和所述耦合电容的连接处；