绝缘电阻测量设备和电池系统的制作方法

相关申请的交叉引用本技术要求于2025年2月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2025-0013988的优先权和权益，其全部内容在此引入作为参考。本公开涉及绝缘电阻测量设备和电池系统。

背景技术：

1、电动车辆可以使用电动机来驱动。电动车辆使用作为高压电源的电池组来驱动电动机。电池组除了用于电动车辆之外，还用于各种外部装置。

2、在使用电池组的外部装置中，需要在电池组和外部装置之间保持良好的绝缘状态。如果电池组的绝缘状态未被保持，则发生漏电流。电池组的漏电流可能导致电池组的意外放电或设置在外部装置中的电气部件的故障，并且可能对人类造成致命的电击。因此，管理电池组的电池管理系统（bms）包括具有绝缘诊断功能的绝缘电阻测量装置。

3、通常，在电池组部分处提供绝缘电阻测量电路。在这种情况下，如果连接电池组和外部装置的继电器断开，则不能检查外部装置的绝缘电阻。

4、另外，y电容器可以连接到外部装置的电组件（例如，逆变器），以从来自电池组的功率输入中去除高频噪声。当出现诸如瞬时电源之类的意外情况时，可以在y电容器中充入高电压。如果充入y电容器中的电压保持不放电，则当在维护工作或使用外部装置期间用户的身体与接地部分接触时，电击的风险增加。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的实施方式提供了一种能够测量负载的绝缘电阻的绝缘电阻测量设备和电池系统，而不管连接电池组和外部装置的继电器是接通还是断开。

3、技术方案

4、根据一个实施方式，可以提供一种电池系统。该电池系统包括：电池组，所述电池组与外部装置的负载连接；第一绝缘电阻监测电路，所述第一绝缘电阻监测电路被配置为包括串联连接在所述电池组的正极与接地端之间的第一电阻器、第一开关和第二电阻器，并且被配置为提供由所述第一电阻器和所述第二电阻器分压得到的第一电压；第二绝缘电阻监测电路，所述第二绝缘电阻监测电路被配置为包括串联连接在所述接地端与所述电池组的负极之间的第一直流电压源、第三电阻器、第二开关和第四电阻器，并且被配置为提供由所述第三电阻器和所述第四电阻器分压得到的第二电压；第一继电器，所述第一继电器定位在所述电池组的正极与所述负载的第一端子之间；第二继电器，所述第二继电器定位在所述电池组的负极与所述负载的第二端子之间；第一电容器，所述第一电容器连接在所述负载的第一端子与所述负载的第二端子之间；第三绝缘电阻监测电路，所述第三绝缘电阻监测电路被配置为包括串联连接在所述负载的第一端子与所述接地端之间的第五电阻器、第三开关和第六电阻器，并且被配置为提供由所述第五电阻器和所述第六电阻器分压得到的第三电压；第四绝缘电阻监测电路，所述第四绝缘电阻监测电路被配置为包括串联连接在所述接地端与所述负载的第二端子之间的第二直流电压源、第七电阻器、第四开关和第八电阻器，并且被配置为提供由所述第七电阻器和所述第八电阻器分压得到的第四电压；以及主控制单元（mcu），所述主控制单元被配置为使用所述第三电压和所述第四电压来诊断所述负载的绝缘状态，并且被配置为使用所述第一电压和所述第二电压来诊断所述电池组的绝缘状态。

5、所述电池系统还可以包括：第二电容器，所述第二电容器连接在所述负载的第一端子与所述接地端之间；以及第三电容器，所述第三电容器连接在所述接地端与所述负载的第二端子之间，其中，在所述第一继电器和所述第二继电器的接通状态下，所述mcu使用所述第三电压和所述第四电压来诊断所述负载的绝缘状态，确定所述负载的绝缘状态为对称绝缘击穿时，所述mcu使用所述第一电压和所述第二电压来诊断所述电池组的绝缘状态，并且当确定所述电池组的绝缘状态为绝缘击穿时，所述mcu将所述第一继电器和所述第二继电器转换为断开状态，接通所述第三开关和所述第四开关，并且使所述第二电容器和所述第三电容器放电。

6、所述mcu可以使用所述第三电压和所述第四电压来测量形成在所述负载的第一端子与所述接地端之间的第一绝缘电阻和形成在所述接地端与所述负载的第二端子之间的第二绝缘电阻，并且当所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻两者都小于参考值时，所述mcu可以确定所述负载的绝缘状态为所述对称绝缘击穿。

7、当确定所述负载的绝缘状态为非对称绝缘击穿时，所述mcu可以将所述第一继电器和所述第二继电器转换为断开状态，接通所述第三开关和所述第四开关，使所述第二电容器和所述第三电容器放电，并且使用所述第三电压和所述第四电压来重新诊断所述负载的绝缘状态。

8、当所述负载的绝缘状态根据重新诊断是非对称绝缘击穿时，所述mcu可以使用所述第一电压和所述第二电压来诊断所述电池组的绝缘状态，并且基于所述电池组的绝缘状态来诊断出最终绝缘击穿。

9、当所述第一绝缘电阻或所述第二绝缘电阻小于所述参考值时，所述mcu可以将所述负载的绝缘状态确定为非对称绝缘击穿。

10、所述mcu可以周期性地执行同时接通所述第一开关和所述第三开关和同时接通所述第二开关和所述第四开关的操作，以周期性地接收所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压。

11、所述mcu可以周期性地执行逐个地接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关达预定周期的操作，以周期性地接收所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压。

12、根据另一个实施方式，可以提供一种电池管理系统的绝缘电阻测量设备，所述电池管理系统连接到外部装置的负载并管理电池组。所述绝缘电阻测量设备可以包括：第一监测电路，所述第一监测电路被配置为测量由串联连接在所述电池组的正极与接地端之间的第一电阻器和第二电阻器分压得到的第一电压以及由串联连接在所述接地端与所述电池组的负极之间的第三电阻器和第四电阻器分压得到的第二电压；第一继电器，所述第一继电器连接在所述电池组的正极与所述电池组的正极连接端之间，其中，所述正极连接端连接到所述负载的第一端子；第二继电器，所述第二继电器连接在所述电池组的负极与所述电池组的负极连接端之间，所述负极连接端连接到所述负载的第二端子；第一电容器，所述第一电容器连接在所述负载的第一端子与所述负载的第二端子之间；第二监测电路，所述第二监测电路被配置为测量由串联连接在所述电池组的正极连接端与所述接地端之间的第五电阻器和第六电阻器分压得到的第三电压和由串联连接在所述接地端与所述电池组的负极连接端之间的第七电阻器和第八电阻器分压得到的第四电压；以及主控制单元（mcu），所述主控制单元被配置为使用所述第一电压和所述第二电压来测量形成在所述电池组的正极与所述接地端之间的第一绝缘电阻和形成在所述接地端与所述电池组的负极之间的第二绝缘电阻，并且使用所述第三电压和所述第四电压来测量形成在所述负载的第一端子与所述接地端之间的第三绝缘电阻和形成在所述接地端与所述负载的第二端子之间的第四绝缘电阻。

13、所述第一监测电路还可以包括：第一开关，所述第一开关在由所述第一电阻器和所述第二电阻器形成的路径上连接在所述电池组的正极与所述接地端之间；以及第一直流电压源和第二开关，所述第一直流电压源和所述第二开关在由所述第三电阻器和所述第四电阻器形成的路径上连接在所述接地端与所述电池组的负极之间，其中，所述第二监测电路还可以包括：第三开关，所述第三开关在由所述第五电阻器和所述第六电阻器形成的路径上连接在所述电池组的正极连接端与所述接地端之间；以及第二直流电压源和第四开关，所述第二直流电压源和所述第四开关在由所述第七电阻器和所述第八电阻器形成的路径上连接在所述接地端与所述电池组的负极连接端之间，并且其中，所述第一继电器和所述第二继电器的接通状态下，所述mcu可以基于所述第三绝缘电阻和所述第四绝缘电阻来诊断所述负载的绝缘状态。当确定所述负载的绝缘状态为对称绝缘击穿时，所述mcu可以基于所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻来诊断所述电池组的绝缘状态，并且当确定所述电池组的绝缘状态为绝缘击穿时，所述mcu可以将所述第一继电器和所述第二继电器转换为断开状态，接通所述第三开关和所述第四开关，并且使连接在所述负载的第一端子与所述接地端之间的第二电容器以及连接在所述接地端与所述负载的第二端子之间的第三电容器放电。

14、所述mcu可以测量所述电池组的电压，基于所述电池组的电压来确定绝缘状态诊断的参考值，并且当所述第三绝缘电阻和所述第四绝缘电阻两者都小于所述参考值时，确定所述负载的绝缘状态为对称绝缘击穿。

15、当确定所述负载的绝缘状态为非对称绝缘击穿时，所述mcu可以将所述第一继电器和所述第二继电器转换为断开状态，接通所述第三开关和所述第四开关，使所述第二电容器和所述第三电容器放电，并且使用所述第三电压和所述第四电压来重新诊断所述负载的绝缘状态。

16、当所述负载的绝缘状态根据所述重新诊断是非对称绝缘击穿时，所述mcu可以使用所述第一电压和所述第二电压来诊断所述电池组的绝缘状态，并且基于所述电池组的绝缘状态来诊断出最终绝缘击穿。

17、当所述第三绝缘电阻或所述第四绝缘电阻小于所述参考值时，所述mcu可以将所述负载的绝缘状态确定为非对称绝缘击穿。

18、所述mcu可以周期性地执行同时接通所述第一开关和所述第三开关和同时接通所述第二开关和所述第四开关的操作，以周期性地接收所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压。

19、所述mcu可以周期性地执行逐个地接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关达预定周期的操作，以周期性地接收所述第一电压、所述第二电压、所述第三电压和所述第四电压。

20、有利效果

21、根据至少一个实施方式，可以测量负载的绝缘电阻，而不管连接电池组和外部装置的继电器是接通还是断开。

22、此外，根据至少一个实施方式，当发生负载的绝缘击穿和电池组的绝缘击穿时，连接在负载与地之间的y电容器被放电，从而防止在维护工作期间电击的风险。

23、此外，根据至少一个实施方式，在负载的非对称绝缘击穿的情况下，可以通过使连接在负载与地之间的y电容器放电并重新诊断负载的绝缘状态来提高绝缘状态诊断精度。