[发明专利]隔离测量电路以及包括该电路的能量存储系统和车辆

说明书

一种能量存储系统可包括：一个或多个电池组，其中一个或多个电池组的一个端子电耦接到代表能量存储系统的隔离电阻的电阻器；半导体继电器开关；被配置为经由半导体继电器开关电耦接到一个或多个电池组的多个电阻器；被配置为使多个电阻器中的至少一个电阻器电短路的增益场效应晶体管(FET)；电耦接到车辆的系统接地及一个或多个电池组的一个或多个电容器；以及被配置为控制半导体继电器开关和增益FET的控制系统。

背景技术

本公开总体涉及电池和电池系统领域。更具体地，本发明涉及用于电池系统的隔离阻障故障检测。

该部分旨在向读者介绍可能与本公开各个方面相关的本领域的各个方面，其将在下面描述。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应当从这个角度来阅读，而非作为对现有技术的承认。

电气系统通常包括电池系统以捕获(例如存储)所产生的电能和/或供应电力。例如，固定动力系统可包括电池系统，该电池系统接收由发电机输出的电力并将电力存储为电能。以这种方式，电池系统可使用存储的电能向电气部件供应电力。

另外，电池系统可以包括在机动车辆的电气系统中，以供应用于补充机动车辆的原动力(例如功率)的电力。这种机动车辆可以被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括使用电力来补充车辆原动力的所有以下车辆或其任何变型或组合。例如，电动车辆(EV)可包括电池系统，该电池系统向利用电池供电的电力推进系统(例如一个或多个电动机)供应电力，该电力推进系统提供所有车辆原动力。另外，混合动力电动车辆(HEV)(也被认为是xEV)可使用内燃发动机推进系统和电池供电的电力推进系统的组合来提供车辆原动力，该电池供电的电力推进系统例如由48伏特或130伏特电池系统供电。

在任何情况下，电气系统中的电气部件可使用不同的电压域(例如范围)来运行。例如，电动机可使用高电压(例如48伏特)电力来运行，而控制系统可使用低电压(例如12伏特)电力来运行。为了便于实现多个不同的电压域，可在不同的电压域之间使用一个或多个隔离阻障，例如，在多个电气部件之间和/或在电气部件与公共(例如系统)接地之间。在一些情况下，隔离阻障中的故障可能影响电气系统和/或电池系统的运行。考虑到这一点，现在认识到，用于监测隔离阻障的隔离特性(例如电阻)的改进的系统和技术可以改善故障检测效率，并从而改善电气系统和/或电池系统的运行。

发明内容

本文公开的某些实施例的概述如下。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本发明可以涵盖可能未在下面阐述的各个方面。

为了便于实现多个不同的电压域，在一些实施例中，能量存储系统可包括不同组的电池模块(例如电池组)，其在不同电压域中输出电压。另外地或可替代地，电气系统可包括转换器，以在不同电压域之间转换电力。此外，在一些实施例中，能量存储系统可以在第一电压域中提供电力，并且外部电源(例如电网)可以在第二电压域中提供电力。

此外，能量存储系统中可包括一个或多个隔离阻障，以降低电力偏离目标(例如期望的)路径的可能性。例如，不同电压域之间的不期望的连接(例如短路)可能影响供应给电气系统中的电气部件的电压，并因此影响电气系统中的电气部件的运行——特别是当电压偏离电气部件的目标工作电压时。因此，隔离阻障可被包括在电气系统中的不同电压域之间。例如，可在运行于第一(例如高)电压域中的电气部件与运行于第二(例如低)电压域中的电气部件之间实现隔离阻障。另外地或可替代地，可在电气部件与公共接地(例如车辆底盘和/或电气系统的壳体)之间实现隔离阻障。在任一种情况下，可采用一个或多个隔离阻障来降低影响能量存储系统运行、电气系统运行和/或周围环境的故障的可能性。