一种整车绝缘检测系统及方法与流程

本发明属于新能源汽车高压安全与电池管理，特别涉及一种整车绝缘检测系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车技术快速发展，低温环境下的充电性能成为用户体验的核心痛点之一。锂电池在低温环境下充电接受能力显著下降，若直接大电流充电会导致电芯析锂，严重影响电池寿命与安全。为此，行业普遍采用先导加热技术：车辆插枪后，先利用外部充电桩的电能驱动车载加热装置（如ptc加热器），将电池包升温至最佳充电温度区间后再启动正式充电，可大幅缩短低温充电时长。

2、当前整车高压绝缘检测普遍采用电桥法，检测电路集成于电池管理系统（batterymanagement system，bms）内部，依赖电池包主正、主负继电器全部闭合，使电池包与整车高压母线形成完整回路，通过在高压正、负极与车身地之间接入已知阻值的桥臂电阻，采集不同开关状态下的对地电压，联立方程求解正、负极对地绝缘电阻。

3、因此，亟需一种基于现有bms硬件架构、无需新增硬件成本，即可在主正继电器断开的先导加热模式下准确计算整车绝缘电阻的技术方案。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种整车绝缘检测系统及方法。

2、本发明第一方面提供一种整车绝缘检测系统，包括：

3、控制模块，用于启动先导加热模式，并切换绝缘检测电路的开关组合状态；

4、电压采集模块，用于采集各开关组合状态下的电池负极对车身地的电压、高压母线电压以及电池包正极对车身地的电压；

5、绝缘电阻计算模块，用于基于电压采集数据构建方程组求解整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值；

6、预警模块，用于基于整车侧正、负极对地绝缘阻值，判断整车高压是否存在绝缘故障，并采取预防措施。

7、在一些实施例中，所述绝缘检测电路包括正极侧支路与负极侧支路；所述正极侧支路包括串联的正极常通桥臂电阻与正极并联桥臂电阻，所述绝缘正极并联开关与所述正极并联桥臂电阻并联；所述负极侧支路包括串联的负极常通桥臂电阻与负极并联桥臂电阻，所述绝缘负极并联开关与所述负极并联桥臂电阻并联。

8、在一些实施例中，所述采集各开关组合状态下的电池负极对车身地的电压、高压母线电压以及电池包正极对车身地的电压，包括采集以下三种开关状态下的电压：

9、状态一：绝缘正极并联开关闭合，绝缘负极并联开关断开；

10、状态二：绝缘正极并联开关断开，绝缘负极并联开关闭合；

11、状态三：绝缘正极并联开关断开，绝缘负极并联开关断开。

12、在一些实施例中，依次切换三种开关组合状态，每次切换后等待10-20ms，每组开关组合状态采集5-8次电压并取均值。

13、在一些实施例中，所述判断整车高压是否存在绝缘故障，并采取预防措施，包括：取整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值中的较小值作为整车高压回路绝缘阻值，与预设阈值对比，低于预设阈值时，触发整车绝缘故障，停止先导加热，并断开dc正继电器和dc负继电器。

14、在一些实施例中，所述整车正极侧对车身地的电压为所述电池包负极对车身地的电压与高压母线电压之和。

15、在一些实施例中，采用克莱姆法则求解所述方程组。

16、本发明第二方面提供一种整车绝缘检测方法，应用于本发明第一方面所述的一种整车绝缘检测系统，所述方法包括以下步骤：

17、启动先导加热模式；

18、采集各开关组合状态下的电池负极对车身地的电压、高压母线电压以及电池包正极对车身地的电压；

19、基于电压采集数据构建方程组求解整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值；

20、基于整车侧正、负极对地绝缘阻值，判断整车高压是否存在绝缘故障，并采取预防措施。

21、在一些实施例中，所述启动先导加热模式，包括：

22、车辆插枪后完成充电握手，进入先导加热预备状态；

23、控制电池包主负继电器保持闭合、主正继电器断开，使电池包负极与整车高压负极母线等电位连通，电池包正极与整车高压正极母线电气断开；

24、闭合dc正继电器与dc负继电器，接通外部充电桩与整车的高压供电回路，启动先导加热。

25、在一些实施例中，所述基于电压采集数据构建方程组求解整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值，包括：

26、基于所述电池包负极对车身地的电压与高压母线电压计算各开关组合状态下整车正极侧对车身地的电压；

27、基于电压采集数据及所述整车正极侧对车身地的电压，构建方程组；

28、采用克莱姆法则求解所述方程组，得到整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值。

29、本发明的有益效果：

30、（1）本发明基于现有电池管理系统的绝缘检测电路，通过采集绝缘检测电路中各开关组合状态下的电压值，推导计算得到整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值，并基于得到的绝缘阻值判断整车是否存在绝缘故障，实现了在先导加热模式下，不用闭合电池包和整车高压回路对整车绝缘阻值计算。

31、（2）本发明绝缘检测基于车辆bms完成，不依赖充电桩侧的绝缘检测功能，无论新国标还是老国标充电桩均可适用，大幅提升先导加热功能的场景适配性与普适性。

32、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

1.一种整车绝缘检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，所述绝缘检测电路包括正极侧支路与负极侧支路；所述正极侧支路包括串联的正极常通桥臂电阻与正极并联桥臂电阻，所述绝缘正极并联开关与所述正极并联桥臂电阻并联；所述负极侧支路包括串联的负极常通桥臂电阻与负极并联桥臂电阻，所述绝缘负极并联开关与所述负极并联桥臂电阻并联。

3.根据权利要求1所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，所述采集各开关组合状态下的电池负极对车身地的电压、高压母线电压以及电池包正极对车身地的电压，包括采集以下三种开关状态下的电压：

4.根据权利要求3所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，依次切换三种开关组合状态，每次切换后等待10-20ms，每组开关组合状态采集5-8次电压并取均值。

5.根据权利要求1所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，所述判断整车高压是否存在绝缘故障，并采取预防措施，包括：取整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值中的较小值作为整车高压回路绝缘阻值，与预设阈值对比，低于预设阈值时，触发整车绝缘故障，停止先导加热，并断开dc正继电器和dc负继电器。

6.根据权利要求1所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，所述整车正极侧对车身地的电压为所述电池包负极对车身地的电压与高压母线电压之和。

7.根据权利要求1所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，采用克莱姆法则求解所述方程组。

8.一种整车绝缘检测方法，应用于权利要求1-7任一项所述的一种整车绝缘检测系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种整车绝缘检测方法，其特征在于，所述启动先导加热模式，包括：

10.根据权利要求8所述的一种整车绝缘检测方法，其特征在于，所述基于电压采集数据构建方程组求解整车侧正极对地绝缘阻值和整车侧负极对地绝缘阻值，包括：