[发明专利]用于检测电池的绝缘性能的系统、方法和装置及车辆

说明书

本发明涉及用于检测电池的绝缘性能的系统、方法和装置及车辆。一种用于检测电池的绝缘性能的系统，包括：分压单元，分压单元具有第一端、第二端和分压端；以及切换单元，切换单元选择性地将分压单元的第一端连接到电池的第一端子或接地参考，并且选择性地将分压单元的第二端连接到电池的第二端子或接地参考；其中，分压单元的分压端上的信号输出用于确定电池的第一端子和第二端子的绝缘电阻。

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体地说，涉及用于检测电池的绝缘性能的系统、方法和装置及包括该系统和/或装置的车辆。

背景技术

电池被广泛地应用以存储电力。例如，由于燃料成本上升及交通工具排放量对环境的影响(例如，碳排放等)，近年来，包括电池供电的车辆(例如，纯电动车辆、混合动力车辆等)的新能源车辆(NEV)已成为未来交通领域发展的趋势。又例如，近年来，一些国家正在用可再生能源替代煤炭等燃料发电，要提高间歇性可再生能源的能量输出，需要电池储能系统来有效储存能量，并将其用于发电或其他用途，这种系统已逐渐成为更具可行性的支持可再生能源开发的方案(例如，电网储能电站)，有望取代热力发电和抽水蓄能发电等传统技术。

无论是例如车辆还是电网储能电站，电池的直流电压普遍较高(例如，高于100V、300V、500V等)，安全问题始终面临着挑战，其中电池的绝缘性能至关重要。由于直流高压电池的工况复杂，会暴露于恶劣的应用环境，例如，受到温度(冷热交替)、湿度(潮湿)、振动、撞击、脏污、油渍和蒸汽腐蚀、电池腐蚀性液体等影响，造成电池的绝缘性能下降，影响车辆或电网储能电站等的安全运行，例如造成设备的损伤或故障或者人员的伤害。例如，对于电动汽车来说，高于300V的直流高压显著超过了人体安全电压60V，绝缘性能的下降将会对车辆内的司机和乘客带来伤害(例如，危及生命)。另外，绝缘材料在长期工作将会出现损坏，例如在电场作用下将发生极化、电导、介质发热、击穿等物理现象，以及在承受电场作用的同时还要经受机械、化学等诸多因素的影响，出现老化现象，从而影响绝缘性能，例如更多电流从绝缘材料中泄漏出去。因此，需要对电池的绝缘性能进行监测，以确保人员安全和设备的安全运行。

现有技术中的电池绝缘检测方案，例如，平衡电桥和不平衡电桥检测法，通常采用了两个分压电路，并通过测量电池电压和通过两个采样电路分别测量两个分压电路上的分压输出来确定绝缘电阻。然而，此类检测方案需要使用两个分压电路和相应的采样电路，增加了成本、占用了较多空间、以及浪费了能量，并且两个采样电路的差异会给测量结果带来误差，影响绝缘电阻的精度等。此外，此类检测方法通常仅适用于静态监测，无法实现动态监测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供了用于检测电池的绝缘性能的系统、方法和装置及车辆。

根据本发明的第一方面，一种用于检测电池的绝缘性能的系统，包括：分压单元，所述分压单元具有第一端、第二端和分压端；以及切换单元，所述切换单元选择性地将所述分压单元的第一端连接到电池的第一端子或接地参考，并且选择性地将所述分压单元的第二端连接到所述电池的第二端子或所述接地参考；其中，所述分压单元的分压端上的信号输出用于确定所述电池的第一端子和第二端子的绝缘电阻。

根据本发明的优选实施方式，所述分压单元包括：具有两个电阻的串联支路，其中，所述分压单元的第一端和第二端分别是所述串联支路的两端，并且所述分压单元的分压端位于所述两个电阻之间。

根据本发明的优选实施方式，所述切换单元包括：第一开关，所述第一开关连接在所述分压单元的第一端与所述电池的第一端子之间；第二开关，所述第二开关连接在所述分压单元的第一端与所述接地参考之间；第三开关，所述第三开关连接在所述分压单元的第二端与所述电池的第二端子之间；以及第四开关，所述第四开关连接在所述分压单元的第二端与所述接地参考之间。所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关中的至少一个包括：继电器或半导体开关装置。