本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著高壓直流系統(tǒng)大量應(yīng)用與工業(yè)、民用、能源等領(lǐng)域，其安全性也開始受到重視，由于高壓直流系統(tǒng)不像交流系統(tǒng)一樣可以配備快速的漏電保護(hù)裝置。尤其像電動(dòng)汽車動(dòng)力電池、充電樁，在受到撞擊、下雨導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)水或潮濕、電纜破損等可能性多種多樣，都容易導(dǎo)致絕緣下降。當(dāng)這些直流系統(tǒng)發(fā)生漏電的時(shí)候，很容易造成人員傷亡，所以，動(dòng)力系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置顯得尤為重要。

現(xiàn)有的絕緣監(jiān)測(cè)方法，主要包括：

1.信號(hào)注入法是將高頻交流信號(hào)注入到電氣系統(tǒng)中，另一端連接地或車體以采集信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算其幅值和相位的變化來(lái)推算其絕緣電阻。該方法的檢測(cè)準(zhǔn)確度容易收到系統(tǒng)分布電容的影響，并且在注入交流信號(hào)時(shí)會(huì)增加干擾影響直流系統(tǒng)正常工作。另外該方式電路復(fù)雜、成本高、穩(wěn)定性差。

2.電流傳感法是將電源系統(tǒng)中待測(cè)的正極和負(fù)極一起同方向穿過(guò)電流傳感器，當(dāng)沒(méi)有漏電流時(shí)，從電源正極流出的電流等于返回電源負(fù)極的電流，因此，穿過(guò)電流傳感器的電流為零。通過(guò)該原理可監(jiān)測(cè)漏電狀況。該方法只能監(jiān)測(cè)導(dǎo)通狀態(tài)下的絕緣狀況，且無(wú)法在兩端同時(shí)漏電，或是系統(tǒng)中間漏電時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

3.平衡電橋法是利用電橋電路的原理，認(rèn)為待測(cè)設(shè)備直流系統(tǒng)正負(fù)母線對(duì)地具有一個(gè)固定的絕緣電阻，絕緣良好的情況下這兩個(gè)絕緣電阻可以認(rèn)為是相等的，正負(fù)端子作為兩個(gè)橋臂，地作為一個(gè)橋臂，另外可以在正負(fù)母線之間串聯(lián)兩個(gè)等值大電阻，兩電阻之間是一個(gè)橋臂，這樣就構(gòu)成了一個(gè)平衡電橋電路，在地與串聯(lián)的兩電阻之間串上電流表。在絕緣下降時(shí)電橋失去平衡，電流表便有電流流過(guò)。該方法對(duì)構(gòu)建電路的精確性要求很高現(xiàn)實(shí)生活中很難做到。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置及方法，用以實(shí)現(xiàn)降低絕緣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)成本、提高絕緣監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，包括：與動(dòng)力電池正極連接的第一監(jiān)測(cè)電路，且所述第一監(jiān)測(cè)電路的另一端接地；一端與所述動(dòng)力電池正極以及所述第一監(jiān)測(cè)電路連接的正極對(duì)地絕緣電阻R_P，且所述正極對(duì)地絕緣電阻R_P的另一端接地；與動(dòng)力電池負(fù)極連接的第二監(jiān)測(cè)電路，且所述第二監(jiān)測(cè)電路的另一端接地；一端與所述動(dòng)力電池負(fù)極以及所述第二監(jiān)測(cè)電路連接的負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N，且所述負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N的另一端接地；且，所述第一監(jiān)測(cè)電路與所述第二監(jiān)測(cè)電路連接。

優(yōu)選地，所述第一監(jiān)測(cè)電路包括：與所述動(dòng)力電池正極連接的第一開關(guān)K1，且所述第一開關(guān)K1的一端與所述正極對(duì)地絕緣電阻R_P連接；分別與所述第一開關(guān)K1串聯(lián)的第一電阻R1以及第二開關(guān)K2；與所述第一電阻R1串聯(lián)的第二電阻R2；且所述第二電阻R2的另一端接地；與所述第二開關(guān)K2串聯(lián)的第三電阻R3，且所述第三電阻R3的另一端接地。

優(yōu)選地，所述第二監(jiān)測(cè)電路包括：與所述動(dòng)力電池負(fù)極連接的第三開關(guān)K3，且所述第三開關(guān)K3的一端與所述負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N的一端連接；分別與所述第三開關(guān)K3串聯(lián)的第六電阻R6和第四開關(guān)K4，與所述第六電阻R6串聯(lián)的第五電阻R5，且所述第五電阻R5的另一端接地；與所述第四開關(guān)K4串聯(lián)的第四電阻R4，且所述第四電阻R4的另一端接地；所述第二電阻R2和所述第五電阻R5連接。

優(yōu)選地，還包括：分別與所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4連接的處理器；且所述處理器控制所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4切斷電路或閉合電路。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4為光耦合開關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種采用動(dòng)力系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置包括上述的絕緣監(jiān)測(cè)裝置；所述方法包括：通過(guò)所述第一監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第一電壓和第二電壓；通過(guò)所述第二監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第三電壓和第四電壓；根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第三電壓，得到正極對(duì)地絕緣電阻，并根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第四電壓，得到負(fù)極對(duì)地絕緣電阻。

優(yōu)選地，通過(guò)所述第一監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第一電壓和第二電壓的步驟包括：閉合第一開關(guān)K1，斷開第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3和第四開關(guān)K4；獲取所述動(dòng)力電池正極對(duì)地的第一電壓V1；閉合所述第一開關(guān)K1和所述第二開關(guān)K2，斷開所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4；獲取所述動(dòng)力電池正極串聯(lián)第三電阻R3之后的對(duì)地的第二電壓V1Line。

優(yōu)選地，通過(guò)所述第二監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第三電壓和第四電壓的步驟包括：閉合所述第三開關(guān)K3，斷開所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2和所述第四開關(guān)K4；獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的第三電壓V2；閉合所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4，斷開所述第一開關(guān)K1和所述第二開關(guān)K2；獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極串聯(lián)第四電阻R4之后的對(duì)地的第四電壓V2Line。

優(yōu)選地，根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第三電壓，得到正極對(duì)地絕緣電阻的步驟包括：通過(guò)R_P＝R1(1+V2/V1)(V1-V1Line)/V1Line；根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第四電壓，得到負(fù)極對(duì)地絕緣電阻的步驟包括：通過(guò)R_N＝R6(1+V1/V2)(V2-V2Line)/V2Line。

優(yōu)選地，所述獲取所述動(dòng)力電池正極對(duì)地的第一電壓V1、所述獲取所述動(dòng)力電池正極串聯(lián)所述第三電阻R3之后的對(duì)地的第二電壓V1Line、所述獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的第三電壓V2和所述獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極串聯(lián)所述第四電阻R4之后的對(duì)地的第四電壓V2Line的步驟之前均需等待一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，至少具有以下有益效果：

通過(guò)第一監(jiān)測(cè)電路對(duì)動(dòng)力電池正極的測(cè)試階段的第一電壓和第二電壓以及通過(guò)第二監(jiān)測(cè)電路對(duì)動(dòng)力電池負(fù)極的測(cè)試階段的第三電壓和第四電壓，進(jìn)而獲得正極對(duì)地絕緣電阻和負(fù)極對(duì)地絕緣電阻，降低了絕緣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)成本，采樣精度高，進(jìn)而提高了絕緣監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)方法的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細(xì)節(jié)僅僅是為了幫助全面理解本發(fā)明的實(shí)施例。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，可以對(duì)這里描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。另外，為了清楚和簡(jiǎn)潔，省略了對(duì)已知功能和構(gòu)造的描述。

參照?qǐng)D1，本本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，包括：與動(dòng)力電池正極連接的第一監(jiān)測(cè)電路，且所述第一監(jiān)測(cè)電路的另一端接地；一端與所述動(dòng)力電池正極以及所述第一監(jiān)測(cè)電路連接的正極對(duì)地絕緣電阻R_P，且所述正極對(duì)地絕緣電阻R_P的另一端接地；與動(dòng)力電池負(fù)極連接的第二監(jiān)測(cè)電路，且所述第二監(jiān)測(cè)電路的另一端接地；一端與所述動(dòng)力電池負(fù)極以及所述第二監(jiān)測(cè)電路連接的負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N，且所述負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N的另一端接地；且，所述第一監(jiān)測(cè)電路與所述第二監(jiān)測(cè)電路連接。

通過(guò)第一監(jiān)測(cè)電路對(duì)動(dòng)力電池正極對(duì)地的電壓監(jiān)測(cè)以及通過(guò)第二監(jiān)測(cè)電路對(duì)動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的電壓的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而得到正極對(duì)地絕緣電阻R_P和負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N，提高了絕緣監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，由于采樣精度高，降低了絕緣監(jiān)測(cè)的成本。

且進(jìn)一步的，本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，所述第一監(jiān)測(cè)電路包括：與所述動(dòng)力電池正極連接的第一開關(guān)K1，且所述第一開關(guān)K1的一端與所述正極對(duì)地絕緣電阻R_P連接；分別與所述第一開關(guān)K1串聯(lián)的第一電阻R1以及第二開關(guān)K2；與所述第一電阻R1串聯(lián)的第二電阻R2；且所述第二電阻R2的另一端接地；與所述第二開關(guān)K2串聯(lián)的第三電阻R3，且所述第三電阻R3的另一端接地；且進(jìn)一步的，所述第二監(jiān)測(cè)電路包括：與所述動(dòng)力電池負(fù)極連接的第三開關(guān)K3，且所述第三開關(guān)K3的一端與所述負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N的一端連接；分別與所述第三開關(guān)K3串聯(lián)的第六電阻R6和第四開關(guān)K4，與所述第六電阻R6串聯(lián)的第五電阻R5，且所述第五電阻R5的另一端接地；與所述第四開關(guān)K4串聯(lián)的第四電阻R4，且所述第四電阻R4的另一端接地；所述第二電阻R2和所述第五電阻R5連接。

具體來(lái)說(shuō)，第一電阻R1和第六電阻R6為分壓電阻，第二電阻R2和第五電阻R5為采樣電阻。

且進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置還包括：分別與所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4連接的處理器；且所述處理器控制所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4切斷電路或閉合電路。

在進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)時(shí)，處理器根據(jù)具體的監(jiān)測(cè)過(guò)程，控制第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3和第四開關(guān)K4切斷電路與閉合電路，進(jìn)而達(dá)到對(duì)動(dòng)力電池正極對(duì)地的電壓以及動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的電壓的獲取，通過(guò)處理器控制的方式，使得對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)非常方便，避免了人為操作的誤差問(wèn)題，并且能夠提高監(jiān)測(cè)的精確度。

進(jìn)一步的，所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2、所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4為光耦合開關(guān)。

光耦合開關(guān)的輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。

本發(fā)明實(shí)施例中提供了一個(gè)具體的參考實(shí)例，參照?qǐng)D2所示。

光耦合開關(guān)U14的引腳6與動(dòng)力電池正極VH_ISO_HO連接，光耦合開關(guān)U14的引腳4分別與電阻RIP1和光耦合開關(guān)U16的引腳6連接。光耦合開關(guān)U15的引腳4與動(dòng)力電池負(fù)極VH_0.0_ISO O連接，光耦合開關(guān)U14的引腳6分別與電阻RIN1和光耦合開關(guān)U17的引腳4連接。

光耦合開關(guān)U14的引腳1與供電端V3.3D連接，光耦合開關(guān)的引腳2與三極管QIP1連接，三極管QIP1通過(guò)引腳MD_GPTA0.43與處理器連接，由于動(dòng)力電池正極的電壓較高，不能直接接入電路中，因而處理器通過(guò)開關(guān)TIP4接通控制三極管QIP1，開關(guān)TIP5控制光耦合開關(guān)U14開啟，達(dá)到控制光耦合開關(guān)U14實(shí)現(xiàn)從引腳1獲取的低電壓控制引腳4獲取的高電壓的效果。相應(yīng)的，光耦合開關(guān)U15的引腳1和引腳2所接入的電路、光耦合開關(guān)U16的引腳1和引腳2接入的電路和光耦合開關(guān)U17的殺引腳1和引腳2接入的電路均與上述原理相同，在此，不再贅述。

上述裝置，通過(guò)光耦合開關(guān)U14和光耦合開關(guān)U16獲取動(dòng)力電池正極對(duì)地在測(cè)試階段的第一電壓和第二電壓，通過(guò)光耦合開關(guān)U15和光耦合開關(guān)U17獲取動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地在測(cè)試階段的第三電壓和第四電壓，測(cè)量的采樣精確度高；高壓連接與低壓連接在同一裝置中進(jìn)行連接與控制，使得電路的連接更簡(jiǎn)單；處理器可以同時(shí)對(duì)正極對(duì)地的電壓和負(fù)極對(duì)地的電壓進(jìn)行采集。

參照?qǐng)D3所示，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種采用動(dòng)力系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置包括上述的絕緣監(jiān)測(cè)裝置；所述方法包括：

步驟11，通過(guò)所述第一監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第一電壓和第二電壓；

步驟12，通過(guò)所述第二監(jiān)測(cè)電路，獲取測(cè)試階段的第三電壓和第四電壓；

步驟13，根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第三電壓，得到正極對(duì)地絕緣電阻，并根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第四電壓，得到負(fù)極對(duì)地絕緣電阻。

通過(guò)上述方法，能夠快速的得到動(dòng)力系統(tǒng)的正極對(duì)地絕緣電阻R_P和負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N，并且采樣精度非常高，監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性好。

下面，分別就動(dòng)力電池正極對(duì)地的電壓的獲取以及動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的電池的電壓的獲取進(jìn)行詳細(xì)闡述。參照?qǐng)D4所示，上述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)方法主要包括以下步驟：

步驟21，閉合第一開關(guān)K1，斷開第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3和第四開關(guān)K4；

步驟22，等待50ms，獲取所述動(dòng)力電池正極對(duì)地的第一電壓V1；

步驟23，閉合所述第一開關(guān)K1和所述第二開關(guān)K2，斷開所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4；

步驟24，等待50ms，獲取所述動(dòng)力電池正極串聯(lián)第三電阻R3之后的對(duì)地的第二電壓V1Line；

步驟25，閉合所述第三開關(guān)K3，斷開所述第一開關(guān)K1、所述第二開關(guān)K2和所述第四開關(guān)K4；

步驟26，等待50ms，獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的第三電壓V2；

步驟27，閉合所述第三開關(guān)K3和所述第四開關(guān)K4，斷開所述第一開關(guān)K1和所述第二開關(guān)K2；

步驟28，等待50ms，獲取所述動(dòng)力電池負(fù)極串聯(lián)第四電阻R4之后的對(duì)地的第四電壓V2Line。

且進(jìn)一步的，根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第三電壓，得到正極對(duì)地絕緣電阻的步驟包括：

通過(guò)R_P＝R1(1+V2/V1)(V1-V1Line)/V1Line；

根據(jù)所述第一電壓、所述第二電壓、所述第四電壓，得到負(fù)極對(duì)地絕緣電阻的步驟包括：

通過(guò)R_N＝R6(1+V1/V2)(V2-V2Line)/V2Line。

本發(fā)明通過(guò)上述絕緣監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)對(duì)動(dòng)力電池正極對(duì)地的第一電壓和動(dòng)力電池正極對(duì)地串聯(lián)電阻后的對(duì)地的第二電壓，對(duì)動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地的第三電壓和動(dòng)力電池正極對(duì)地串聯(lián)電阻后的對(duì)地的第四電壓，通過(guò)實(shí)時(shí)采集的電壓值實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)并精確的獲得了動(dòng)力電池正極對(duì)地絕緣電阻R_P和動(dòng)力電池負(fù)極對(duì)地絕緣電阻R_N，降低了監(jiān)測(cè)成本，提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，同時(shí)簡(jiǎn)化了監(jiān)測(cè)過(guò)程。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。