[发明专利]确定绝缘电阻的系统和方法

说明书

确定绝缘电阻的系统和方法。本公开涉及确定电动车辆中的、特别是电池与车辆底盘之间的绝缘电阻值的系统和方法。

技术领域

本公开涉及确定电动车辆中的、特别是电池与车辆底盘之间的绝缘电阻值的系统和方法。

背景技术

改善安全性和舒适性一直是汽车工业中的关注点。对于电动车辆，诸如电动或混合动力车辆，高压电池的绝缘对于保证整个车辆及其乘员的安全是非常重要的。本公开中的高压电池可以被认为是具有50V或更高(特别是100V或更高)的标称电压的电池。

车辆的电池充当为电动马达供电从而使得车辆能够移动的储能元件。电池可以是车辆的地板结构的部分。电池可以包括多个电芯，例如，被分组成模块的锂离子电芯。

诸如汽车之类的车辆的底盘通常可以被认为是提供车辆的结构支撑的车架。底盘可以主要由钢制成。可以将特定的绝缘电缆敷设、材料以及涂层用于使底盘与电池绝缘。然而，电池电缆绝缘和材料可能逐渐或突然劣化。诸如湿度之类的环境因素也影响绝缘电阻。

因此，电动车辆可能需要在执行具体任务之前检查电池的绝缘水平是否足够的系统。这样的任务例如是电动车辆的启动，如果电池被不良地绝缘，那么这对于乘员甚或车辆本身可能是危险的。

因此，在使得能够启动车辆之前，可能需要确定电池与底盘之间的电阻。该电阻在本公开中将被称为绝缘电阻。

根据绝缘电阻值，例如，如果该绝缘电阻值高于或低于预定阈值，则可以启用或禁用车辆的启动。

目前，存在便于确定绝缘电阻的商用传感器。然而，平均来说，这种传感器通常需要约2秒钟来获得粗略测量，并且需要约20秒钟来获得定值。2秒时间的测量仅提供在非常严重的绝缘失效的情况下的指示。

因此，为了安全地实现这样的系统，在对电池与底盘之间的绝缘是否足以安全启动车辆执行了检查之前，驾驶员可能必须等待相当长的时间(几秒钟或更长)。该时间对应于为获得绝缘电阻定值所需的时间。

本公开提供旨在避免或减少前述缺点中的至少一些缺点的方法和系统。

发明内容

在本公开的一方面，提供了一种测量电动车辆的电池与底盘之间的绝缘电阻的系统。该系统包括分压器，该分压器被配置成与电池和底盘并联连接。该分压器包括包含开关的第一部分和包含第一电阻器的第二部分。第一电阻器和开关是串联连接的。该系统还包括：开关控制单元，该开关控制单元被配置成改变开关的状态；电压测量单元，该电压测量单元被配置成测量第一电阻器两端的电压；以及电压外推单元，该电压外推单元被配置成，通过外推由电压测量单元测得的两个或更多个电压值来获得第一电阻器处的电压的平稳值。

根据这个方面，可以更快速地确定绝缘电阻值，特别是由于电压外推单元的使用。电压外推单元避免了必须等待电阻器上的电压变稳定，由此节省了确定该电压的时间。

因此，通过使用包括单个开关的分压器可以快速获得绝缘电阻值。

在该方面的示例中，可以将分压器中的测量电阻器两端的两个平稳电压值的确定用于确定绝缘电阻值。通过外推来确定平稳电压。

在此，可以将绝缘电阻理解为电池与底盘之间的电阻的指示。绝缘电阻可以包括两个值，一个值相对于电池的正极端子(R_ISO,P)，另一个值相对于电池的负极端子(R_ISO,N)。

在此，可以将分压器理解为能够将大电压变成较小电压的电路。分压器例如可以包括两个电阻器。

这里，可以将外推理解为基于将已知的值集合扩展到这些已知值所覆盖的范围之外来预测值。