[发明专利]一种动力电池组电阻绝缘监测系统及监测算法

说明书

本发明提供了一种动力电池组电阻绝缘监测系统，包括：绝缘检测装置、通讯接口模块、电池包高压输入线、绝缘检测线，供电模块，其特征在于：绝缘检测装置包括控制单元，正负零复合方波发生模块，绝缘检测信号输出模块，正负零复合方波信号采样模块，发射信号滤波模块，高压线输入模块，反馈绝缘信号采样模块，反馈信号滤波模块，报警指示与断电保护执行模块，CAN总线通信模块。本发明采用了正负零复合方波信号，并提出计算模型。将传统低压脉冲信号注入法和平衡桥法两者的优点互补。通过检测采集信号值来计算正负极端绝缘电阻值，根据计算值来判断绝缘性能。

技术领域

本发明涉及一种检测算法，尤其涉及一种动力电池组电阻绝缘监测系统及监测算法。

背景技术

电动汽车动力电池的良好的绝缘性能是驾乘人员的安全保证。在振动、高温、高湿和酸碱气体腐蚀的运行环境下，其绝缘材料的性能会加速损坏老化，从而严重危害驾乘人员的安全。

因此有必要准确的检测动力电池的正负极端电阻的绝缘阻值，保障汽车安全运行。目前国内外对动力电池的绝缘监测方法有很多，可根据是否外接信号源分为无源式与有源式两大类。无源式检测方法主要是将分压电阻和偏置电阻接入待测电气系统，通过采样偏置电阻上的电压信号计算出绝缘电阻值，但是该方法不仅无法测量母线电阻值以桥式电阻值同比例下降时的故障情况，而且接入的偏置电阻容易造成绝缘性能的降低。

有源式是通过外接电源产生高压或低压信号注入到电气系统中，采集反馈回来的信号去分析绝缘电阻的大小。在PWM高压信号注入法中高压注入系统本身不仅对电路系统会造成冲击，形成瞬间电压问题，而且高压注入会加重绝缘安全问题。在低压信号注入法中通过使用直流信号或者脉冲信号代替高压信号注入到系统中。直流信号法容易给系统带来较大的电磁干扰，脉冲信号注入法容易受电源电压变化的干扰，测量精度不够。

现阶段主要的绝缘检测方法有：1、无源式不平衡桥法，例如：公开号为CN108919128A的发明，该发明使用多个分压电阻和电子开关并联在动力电池两端，通过测量电子开关的通断变化带来的变化的电压值判断绝缘性能，优点是：没有外接电源，对电池系统的干扰较少，测量简单；其缺点是：该方法大量使用了电子开光，控制开关电路复杂，并且无法有效测量正负端绝缘电阻同时下降的情况。2、无源式平衡桥法：例如：公开号为CN108398644A的发明，该发明通过使用电流传感器采集测量电路中的电流值，根据电流变化情况判读绝缘性能，优点是：能够测量所有的绝缘情况，测量范围较广，检测速度快。其缺点：必须要动力电池处于工作状态才能使用，并且传感器测量的电流易受干扰，测量的精度不足等。3、有源式信号注入法：公开号为CN103076497A的发明，该发明使用了电容隔离采样系统与电池高压系统，优点是能够有效地起到了隔离保护的作用，并且是电容可以过滤部分高频干扰，降低了测量误差；其缺点是：检测时间较长，该方法通过检测电容的充放电电压变化值来计算正负端的绝缘阻值，因为电容的充放电过程需要持续一段时间过程，造成测量的时效性不够。公开号为CN105738701A的发明，该发明将电池总电压的波动大小加权后与测量绝缘阻值情况关联，波动大则权重小，仿真则反。优点是降低了电池电压波动对测量的影响，提高了测量误差。其缺点是：检测时间较长，测量波动的电压值舍去，造成了较多的无效测量，进而是测量的实时性不够，检测时间较长。

由此可见，传统的低压脉冲信号注入法在计算模型推导过程中忽略了阻值正常端的电阻分流作用，使计算结果误差较大，易形成误报警，影响电动汽车的驾乘效果等问题。低压脉冲信号注入法存在不能测单侧电阻但能测并联值的缺点；而无源式平衡桥法不能测等值下降而能测得单侧电阻非等值下降的优点。

发明内容

本发明的目的是通过检测采集信号值来计算正负极端绝缘电阻值，根据计算值来判断绝缘性能。

本发明的技术方案是提供一种技术方案是提供了一种动力电池组电阻绝缘监测系统，包括：绝缘检测装置、通讯接口模块、电池包高压输入线、绝缘检测线，供电模块，其特征在于：