[发明专利]用于测量电池供电系统的隔离电阻的装置和方法

说明书

本发明涉及用于测量电池供电系统的隔离电阻的装置和方法。该装置包括：第一基准电阻，其可串联连接在正高电压总线与低电压接连接之间；第二基准电阻，其可串联连接在负高电压总线与低电压接地连接之间；第一测量电阻，其与低电压接地连接连接；第二测量电阻，其可串联连接在正高电压总线与第一测量电阻之间；以及第三测量电阻，其可串联连接在负高电压总线与第一测量电阻之间。基于第一测量电阻处的电压测量结果和四个高电压电池电压测量结果的平均值来计算隔离电。

技术领域

本发明总体涉及电动车辆和/或混合动力车辆。更具体地，本发明涉及用于测量电池供电系统的隔离电阻(isolation resistance)的装置和方法，优选地适用于测量电动车辆和/或混合动力车辆中的隔离电阻或漏电阻。

本发明的目的是提供不管电池电压变化如何都具有高精度的有效隔离电阻测量。

背景技术

电动车辆和混合动力车辆包括用于对电动马达供电的高电压电池，所述高电压电池通常具有300至600伏特范围内的额定电压。

高电压电池与车辆主体(即，车辆底盘)电隔离，而车辆的低电压系统中的负电池极连接到底盘接地，如在车辆中常见的。

重要的是，保持两个电压系统分开，并且尤其是保持高电压系统与底盘接地电隔离。为了检测高电压系统中的故障(诸如，隔离故障(isolation fault))，为了防止车辆中的损坏，有必要连续监视高电压系统的绝缘，以便检测高电压隔离中的泄露。

许多常规的电力系统采用一些手段来保护系统不受可能对车辆的电气部件造成严重损坏或甚至造成火灾的故障影响(诸如，线间故障和线路接地故障)。

2008年9月11日的美国标准FMVSS 305：Electric poweredvehicles.Electrolyte spillage and electrical shock protection中描述了一种用于测量隔离电阻的已知方法。然而，该标准中描述的系统的精度未考虑到计算隔离电阻的测量电路，并且系统的精度是不令人满意的。另外，该标准中描述的系统未考虑到高电压DC源的电压变化。

因此，该技术领域中需要提高隔离电阻测量的精度而不管电池电压变化如何。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种包括用于测量高电压电池供电系统的隔离电阻或漏电阻的电路的装置，所述高电压电池供电系统通常具有400至600伏特范围内的电池额定电压。该装置包括正高电压总线和负高电压总线，这两者分别可与电池的正极和负极连接，并且还可与负载连接，使得电池电力通过高电压总线提供给负载。

装置还包括低电压接地连接(ground connection)，所述低电压接地连接是系统接地(例如，车辆底盘)。

装置还包括已知值的第一基准电阻，其可经由第一开关连接在正高电压总线与低电压接地连接之间；和已知值的第二基准电阻，其可经由第二开关连接在负高电压总线与低电压接地连接之间。优选地，第一电阻和第二电阻具有相同的电阻值。

装置另外包括测量电路，所述测量电路包括：第一测量电阻，其具有与低电压接地连接连接的第一端子；第二测量电阻，其可经由第三开关连接在正高电压总线与第一测量电阻的第二端子之间；和第三测量电阻，其可经由第四开关连接在负高电压总线与第一测量电阻的第二端子之间。优选地，第二测量电阻和第三测量电阻是高精度电阻，并且这两者具有相同的电阻值。

装置还包括控制模块，所述控制模块适于操作开关，即，适于根据预建立的测量顺序打开和闭合第一开关至第四开关。

装置的计算模块适于基于第一测量电阻处的电压测量结果且基于高电压电池处的电压测量结果来计算正高电压总线与低电压接地之间的隔离电阻，以及负高电压总线与低电压接地之间的隔离电阻。