快速筛查电池模组绝缘问题的测试方法、装置、存储介质以及车辆与流程

1.本发明涉及电池模组领域，具体而言，涉及一种快速筛查电池模组绝缘问题的测试方法、装置、存储介质以及车辆。


背景技术：

2.电池包及电池模组在进行测试验证的过程中，会出现各种各样的失效模式，由于一般电池包电压在300 v-450 v，有的甚至在600 v-700 v的高压，电池模组电压有的也高于60 v，所以在问题排查的过程中安全性至关重要。当电池包和电池模组在机械疲劳耐久、热耐久以及盐雾腐蚀等比较恶劣工况的环境条件下实验时，电池模组的绝缘容易出现降低甚至失效。此外，当用户驾驶的电动汽车经过雨水浸泡腐蚀后，电池包易出现绝缘故障，如果电池包内模组出现绝缘问题，将导致电池包内漏电短路拉弧，严重可能造成包内高压击穿，烧蚀，电化学腐蚀等失效机理，甚至会起火爆炸，给人员及周边环境带来严重危害。


技术实现要素：

3.根据本发明的快速筛查电池模组绝缘问题的测试方法、装置、存储介质以及车辆可以能够快速且安全的检测电池模组绝缘问题并且能够准确锁定电池模组内绝缘问题的具体电芯位置。
4.为实现以上目的中的一个或多个，本发明提供以下技术方案。具体而言：根据本发明的第一方面，提供了一种快速筛查电池模组绝缘问题的测试方法，其中所述电池模组包括串联连接的多个电池单元，所述方法包括：将第一电压测量单元的正极连接到待测元件的正极，将所述第一电压测量单元的负极连接到所述电池模组的壳体；同时将第二电压测量单元的正极连接到所述待测元件的负极，将所述第二电压测量单元的负极连接到所述电池模组的壳体；获取所述第一电压测量单元的第一测量值以及所述第二电压测量单元的第二测量值，并基于所述测量值判断绝缘状况，其中，在所述待测元件为电池模组的情况下，如果所述第一测量值的绝对值与所述第二测量值的绝对值相等，则确定所述电池模组绝缘正常；否则，确定电池模组内存在绝缘问题。
5.根据本发明一实施例的方法，还包括在所述待测元件为电池模组的情况下，如果所述第一测量值的绝对值小于所述第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近所述电池模组的正极；如果所述第一测量值的绝对值大于所述第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近所述电池模组的负极。
6.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的方法，还包括依次对所述多个电池单元进行排查测量。
7.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的方法，还包括从靠近绝缘位置的一侧开始依次对所述多个电池单元进行排查测量。
8.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的方法，还包括在所述待测元件为电池单元的情况下，如果所述第一测量值或所述第二测量值的符号发生改变，则确定正在测量的电池单元存在绝缘问题。
9.根据本发明的第二方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行根据本发明的第一方面所述的测试方法。
10.根据本发明的第三方面，提供了一种快速筛查电池模组绝缘问题的测试装置，包括：第一电压测量单元，所述第一电压测量单元的正极连接到待测元件的正极，所述第一电压测量单元的负极连接到所述电池模组的壳体；第二电压测量单元，其具有和所述第一电压测量单元相同的内阻，并且所述第二电压测量单元的正极连接到所述待测元件的负极，所述第二电压测量单元的负极连接到所述电池模组的壳体；以及处理单元，其配置成读取所述第一电压测量单元的第一测量值以及所述第一电压测量单元的第二测量值，并基于所述测量值判断绝缘状况，其中，在所述待测元件为电池模组的情况下，如果所述第一测量值的绝对值与所述第二测量值的绝对值相等，则确定所述电池模组绝缘正常；否则，确定电池模组内存在绝缘问题。
11.根据本发明一实施例的装置，其中，所述处理器进一步配置成：在所述待测元件为电池模组的情况下，如果所述第一测量值的绝对值小于所述第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近所述电池模组的正极；如果所述第一测量值的绝对值大于所述第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近所述电池模组的负极。
12.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的装置，其中，所述处理器进一步配置成依次对所述多个电池单元进行排查测量。
13.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的装置，其中，所述处理器进一步配置成从靠近绝缘位置的一侧开始依次对所述多个电池单元进行排查测量。
14.根据本发明另一实施例或以上任一实施例的装置，其中，所述处理器进一步配置成：在所述待测元件为电池单元的情况下，如果所述第一测量值或所述第二测量值的符号发生改变，则确定正在测量的电池单元存在绝缘问题。
15.根据本发明的第四方面，提供一种车辆，其特征在于，具备根据本发明的第二方面所述的测试装置。
16.根据本发明的一个或多个实施例在测量及排查电池模组的绝缘问题过程中，利用低成本且效率高的方法进行绝缘测试排查，方法原理清晰，且步骤操作简单，为动力电池组开发验证过程出现的绝缘失效问题排查锁定提供了快速高效的分析方法，同时也为将来电动汽车售后绝缘安全问题排查降低了成本并提供了极大的便利性。此外，根据本发明的一个或多个实施例的测试方法不局限于硬壳电芯的电池模组，还可适用于软包电芯电池组、圆柱电芯电池组，以及无模组概念的cell to pack电池包设计方案均可以用此方法进行绝缘问题排查。
附图说明
17.本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1示出了根据本发明的一个实施例的电池模组绝缘问题排查示意图；图2示出了根据本发明的一个实施例的电池模组内电池单元的绝缘问题排查示意图；图3示出了根据本发明的一个实施例的快速筛查电池模组绝缘问题的测试装置300的示意性框图。
具体实施方式
18.在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
19.诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
20.下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。
21.可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其它可编程数据处理器上以使一系列的操作步骤在计算机或其它可编程处理器上执行，以便构成计算机实现的进程，以使计算机或其它可编程数据处理器上执行的这些指令提供用于实施此流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能或操作的步骤。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。
22.根据一些实施例的绝缘检查的方案主要有两种：第一种方案采用保持高压检测漏电流的绝缘耐压法，通过测量电池模组高压正负极分别对壳体漏电流来计算绝缘电阻；第儿种方案利用并联电阻分压原理，通过切换正极开关或负极开关再并联电阻分别计算电池模组正负极对壳体电压，联立公式计算得出绝缘阻值。
23.但是以上两种方法存在以下不足：第一种方案由于涉及到绝缘耐压仪的高压操作，对设备操作人员要求较高，再者设备端高压可能对模组内低压器件，如通信芯片、采样芯片造成击穿后果，所以在电池模组绝缘检查过程中并不推荐使用；第二种方法，对并联电阻精确度要求较高，由于电池模组本身阻值难以精确，所以只能够以经验值进行估算，得出数值误差较大，并且步骤操作较复杂，不利于现场紧急问题排查。
24.综上，根据一些实施例的绝缘检测方法大都是单纯的对电池包或者动力电池组进
行绝缘阻值检测，但是不能够安全快速且准确的锁定动力电池组内单个电芯绝缘性问题。针对上述问题，在下文中提供了根据本发明的一个或多个实施例，以寻找一种新的绝缘检测方法以弥补中绝缘问题排查方法存在的不足。
25.现在参考图1，图1示出了根据本发明的一个实施例的电池模组绝缘问题排查示意图。
26.如图1所示，电池模组通常设置在电池包的箱体内部，电池模组包括串联连接的多个电池单元102，例如n个电芯，其中n为大于1的整数。多个电池单元102之间可以由软铜排连接，多个电池单元之间可以设置绝缘隔板。电池模组通过模组正极端子105和模组负极端子104与外部设备相连。该电池模组还包括模组侧板101以及模组端板103。
27.正常状态下，电池模组的各连接点处应保持较高的一致性，包括松紧度、端子欧姆电阻、端子表面物化特性等。但由于汽车长期运行处于颠簸、振动以及湿热变化的环境中，电池模组的串并联连接点处很容易发生连接松动或氧化腐蚀等失效现象，而这种失效现象只有在出现严重的脱落或断裂时才会明显显现出来。在发生电池模组绝缘故障问题时，模组内的电芯通常与模组壳体形成短路，导致相对于电池包壳体的绝缘阻值偏低。
28.如图1所示，根据本发明的一个实施例，将第一电压测量单元的正极连接到待测元件的正极，将所述第一电压测量单元的负极连接到所述电池模组的壳体。同时将第二电压测量单元的正极连接到待测元件的负极，将第二电压测量单元的负极连接到电池模组的壳体。其中，第一和第二电压测量单元优选地为万用表，并且上述壳体可以是模组的侧板或端板的位置。并且，第一和第二电压测量单元优选地具有相同规格、相同内阻（例如，内阻》10mω的常规万用表）。通过第一和第二电压测量单元分别获取第一和第二测量值。优选的，首先测量电池模组的正负极相对于电池模组的壳体的电压以优先判断电池模组整体是否存在绝缘问题。
29.具体地，如果第一测量值的绝对值与第二测量值的绝对值相等（本技术中所提及的相等包括基本上相等）且等于模组总电压的一半，则确定所述电池模组绝缘正常，可以省略电芯排查步骤；否则，可以确定电池模组内存在绝缘故障问题。其中如果第一测量值的绝对值小于第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近电池模组的正极；如果第一测量值的绝对值大于第二测量值的绝对值，则确定绝缘位置靠近电池模组的负极。换句话说，若模组正极对壳测出较小值，则靠近模组正极处出现绝缘问题；反之，则在靠近模组负极处。
30.现在参考图2，图2示出了根据本发明的一个实施例的电池模组内电池单元的绝缘问题排查示意图。在电芯位置排查步骤中，优选地以一定顺序依次对多个电池单元进行排查测量。更优选地，可以在上述电池模组绝缘问题测量步骤之后进行电池单元排查测量。例如，从电池模组绝缘问题测量中确定的一侧（也即，从对壳电压测量值的绝对值较小的一侧）开始，依次排查模组中的电池单元。
31.在电池单元排查时，首先可以将第一电压测量单元的正极依次连接到电池单元的正极，将所述第一电压测量单元的负极连接到电池模组的壳体，同时将第二电压测量单元的正极连接到该电池单元的负极，将第二电压测量单元的负极连接到电池模组的壳体，并以此方法依次测量模组内各单元正负极对壳体（例如，端板，侧板，底板等位置）的电压值，若在测量的过程中，其中一个电压测量元件的测量值由正数转为负数，或由负数转为正数，则可判断该颗电池单元对壳体出现绝缘问题。
32.作为示例，当从电池模组的负极端侧开始，依次对n个电池单元进行排查时，第i（其中0≤i＜n，且i为整数）个电池单元的正极相对于壳体的电压（即，第一电压测量单元的第一测量值）为v
1,i
，并且该电池单元的负极相对于壳体的电压（即，第二电压测量单元的第二测量值）为v
2,i
。作为示例，假设v
1,i
以及v
2,i
都为负值。
33.在测量第i 1个电池单元时，该第i 1个电池单元的正极相对于壳体的电压为v
1,i 1
，并且该电池单元的负极相对于壳体的电压为v
2,i 1
。并且其中v
1,i 1
为正值且v
2,i 1
为负值。则可以判断第i 1个电池单元出现绝缘失效情况。优选地，可以判断该具体故障点更靠近第i 1个电池单元的正极。
34.根据本发明的一个或多个实施例，如果按照此方法依次测完模组内所有电池单元的正负极对壳体电压，根据所得的电压测量数据，按顺序第一次出现电压数值由正数转为负数，或由负数转为正数，则可判断该颗电芯对壳体出现绝缘问题。
35.现在参考图3，图3示出了根据本发明的一个实施例的快速筛查电池模组绝缘问题的测试装置300的示意性框图。
36.如图3所示，测试装置300包括第一电压测量单元310、第二电压测量单元320以及处理单元330。其中第一电压测量单元310的正极连接到待测元件的正极，其负极连接到电池模组的壳体（例如，端板，侧板，底板等位置）。第二电压测量单元320优选地具有和第一电压测量单元310相同的内阻，并且第二电压测量单元320的正极连接到待测元件的负极，其负极连接到电池模组的壳体。
37.处理单元330与第一电压测量单元310和第二电压测量单元320相连并分别读取第一测量值以及第二测量值。处理单元330可以包括用于执行应用程序编程或指令的通用可编程（微）处理器或控制器。根据至少一些实施例，处理模块可以包括多个处理器核，和/或实现多个虚拟处理器。根据其它实施例，处理模块可以包括多个物理处理器。处理模块还可包括特殊配置的专用集成电路(asic)或其它集成电路、数字信号处理器、控制器、硬连线电子或逻辑电路、可编程逻辑器件或门阵列、专用计算机等。可选地，处理器模块运行实现设备的各种功能的编程代码或指令的一般功能。
38.根据本发明的一个或多个实施例，处理单元330可以优选先执行模组绝缘测量操作，并依据测量结果执行电池单元绝缘排查操作。具体地，在模组绝缘测量操作中，处理单元330可以在第一测量值等于（包括基本上等于）第二测量值，且等于模组总电压的1/2时，判断模组绝缘正常，并省略电池单元绝缘排查操作。若出现任一测量值偏小，例如，第一测量值小于第二测量值的绝对值，则处理单元330可以判断靠近模组正极处绝缘出现问题；反之，则是模组负极附近绝缘出现问题。
39.在电池单元绝缘排查操作过程中，处理单元330可以配置成，在依次测完模组内所有单元正负极对壳体电压后获取所得的电压数据，并确定按顺序第一次出现电压数值由正数转为负数，或由负数转为正数的电池单元的位置，判断该电池单元对壳体出现绝缘问题。处理单元330可以配置成执行根据本发明的第一方面所述的方法中的全部或一些。
40.根据本发明的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得处理器执行根据本发明的一个或多个实施例的车机应用分屏测试方法。
41.根据本发明的再一方面，提供一种车辆，其特征在于，具备根据本发明的一个或多
个实施例的测试装置。
42.前述公开不旨在将本公开限制为所公开的精确形式或特别使用领域。因此，设想的是，鉴于本公开，无论在本文中明确描述还是暗示，本公开的各种替代实施例和/或修改都是可能的。在已经像这样描述了本公开的实施例的情况下，本领域普通技术人员将认识到的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅由权利要求限制。