用于電絕緣性測(cè)試和診斷的總線泄漏電阻估算的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于電絕緣性測(cè)試和診斷的總線泄漏電阻估算
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及使用高電壓總線化i曲voltage bus)的電動(dòng)車(chē)輛，W及更具體 地，設(shè)及存在于每一個(gè)高功率總線和底盤(pán)接地線之間的有效絕緣電阻的準(zhǔn)確估算。
[0002] 例如電動(dòng)車(chē)輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛運(yùn)樣的電氣化車(chē)輛通常利用由DC (直流）電源 驅(qū)動(dòng)的高電壓電源總線，該DC電源可W包括例如多單元電池組或燃料電池運(yùn)樣的儲(chǔ)存和/ 或轉(zhuǎn)換裝置。高電壓總線的存在產(chǎn)生了對(duì)每一根總線相對(duì)于車(chē)輛底盤(pán)（地面）的導(dǎo)電部件 的電絕緣性的監(jiān)控需求。
[0003] 任何存在于DC總線和底盤(pán)接地線之間的泄漏電阻（leakage resistance)必須足 夠大。在典型的泄漏電阻檢測(cè)系統(tǒng)中，存在泄漏電阻將在正或負(fù)DC總線和底盤(pán)接地線之間 的假設(shè)。典型的泄漏檢測(cè)器電路通過(guò)周期性地每次將一根總線通過(guò)限流電阻連接至底盤(pán)接 地線，W及使用產(chǎn)生的電流計(jì)算相對(duì)的總線和地面之間的泄漏電阻來(lái)操作。電池電壓除W 計(jì)算出的泄漏電阻表征電絕緣性。
[0004] 本發(fā)明部分地基于運(yùn)樣一種確定：基于從一根總線通過(guò)已知電阻向地面和另一根 總線之間的泄漏電阻供應(yīng)電流的傳統(tǒng)泄漏電阻檢測(cè)系統(tǒng)可W忽略從兩根總線至地面的泄 漏電阻的潛在的平衡部件，運(yùn)有時(shí)會(huì)由于得出的泄漏電阻值的潛在的差異而導(dǎo)致電絕緣性 的錯(cuò)誤表征。更具體地，電阻可W存在于正總線和底盤(pán)接地線之間，并且等值電阻在負(fù)總線 和底盤(pán)接地線之間。運(yùn)些數(shù)值相等的電阻W后被稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)或平衡泄漏電阻。對(duì)于一根總線 到底盤(pán)不具有與對(duì)于另一根總線到底盤(pán)的匹配值的電阻W后被稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)或非平衡泄漏 電阻。穿過(guò)平衡泄漏電阻的附加電流可W使現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)過(guò)高估算存在于一根總線 和底盤(pán)接地線之間的合成的平衡和非平衡電阻。為了更精確地確定絕緣性，需要估算運(yùn)種 后面的合成電阻。 陽(yáng)〇化]一個(gè)典型的平衡泄漏電阻來(lái)源可W是氨燃料電池車(chē)輛，其中旨在從被用作冷卻劑 的水中去除離子的去離子裝置未能保持適當(dāng)?shù)娜ルx子作用。隨著離子的積累，冷卻水的電 導(dǎo)率上升，并且正和負(fù)燃料電池電極與地面之間的電絕緣性降低。另一可能的平衡泄漏電 阻來(lái)源包括在電纜絕緣中的對(duì)稱(chēng)擊穿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明認(rèn)識(shí)到存在于正和負(fù)電源總線和底盤(pán)接地線之間的平衡和非平衡泄漏電 阻二者的存在。通過(guò)區(qū)分對(duì)于兩根總線來(lái)說(shuō)相同的泄漏電阻與不同的泄漏電阻，本發(fā)明更 準(zhǔn)確地確定電絕緣性。另外，通過(guò)分別識(shí)別平衡和非平衡泄漏電阻，能夠提供電氣或其他車(chē) 輛情況的檢測(cè)和/或預(yù)測(cè)。
[0007] 在本發(fā)明的一方面，電動(dòng)車(chē)輛包含可連接至DC電源的正輸出端的正總線和可連 接至DC電源負(fù)輸出端的負(fù)總線。底盤(pán)接地線分布在車(chē)輛內(nèi)。第一檢測(cè)器電路可選擇地被 激活，從而i)連接正總線和底盤(pán)接地線之間的第一固定電阻，W及ii)感測(cè)產(chǎn)生的第一電 流。第二檢測(cè)器電路可選擇地被激活，從而i)連接負(fù)總線和底盤(pán)接地線之間的第二固定電 阻，化及ω感測(cè)產(chǎn)生的第二電流?？刂齐娐讽憫?yīng)于第一和第二電流二者的非線性函數(shù)（例 如，比值）而識(shí)別正和負(fù)總線泄漏電阻。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電流比提供可w應(yīng)用于照 慣例得出的電阻值的校正因子。
[000引根據(jù)本發(fā)明，提供一種電動(dòng)車(chē)輛，包含：
[0009] 正總線，該正總線可連接至DC電源的正輸出端；
[0010] 負(fù)總線，該負(fù)總線可連接至所述DC電源的負(fù)輸出端；
[0011] 底盤(pán)接地線，該底盤(pán)接地線分布于車(chē)輛內(nèi)；
[0012] 第一檢測(cè)器電路，該第一檢測(cè)器電路選擇性地被激活W i)連接正總線和底盤(pán)接 地線之間的第一固定電阻，W及ii)感測(cè)產(chǎn)生的流經(jīng)負(fù)總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第 一電流；
[0013] 第二檢測(cè)器電路，該第二檢測(cè)器電路選擇性地被激活W i)連接負(fù)總線和底盤(pán)接 地線之間的第二固定電阻，W及ii)感測(cè)產(chǎn)生的流經(jīng)正總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第 二電流；W及
[0014] 控制電路，該控制電路響應(yīng)于第一電流和第二電流的各個(gè)比值識(shí)別正總線泄漏電 阻和負(fù)總線泄漏電阻。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器電路包括通過(guò)控制電路閉合的各個(gè)采樣開(kāi)關(guān)， W及其中每一個(gè)固定電阻包括限流電阻和電流感測(cè)電阻。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制電路配置用于在絕緣值小于闊值時(shí)將DC電源與 正總線和負(fù)總線斷開(kāi)，絕緣值使用正總線泄漏電阻和負(fù)總線泄漏電阻中較小的一個(gè)來(lái)確 定。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制電路配置用于在絕緣值小于閥值時(shí)檢測(cè)故障情 況，絕緣值使用正總線泄漏電阻和負(fù)總線泄漏電阻中較小的一個(gè)來(lái)確定。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，正總線泄漏電阻根據(jù)W下公式進(jìn)行識(shí)別：
[0019]
[0020] 其中Rip是正總線泄漏電阻，Vb是來(lái)自DC電源的電壓，IKSP是第二電流，IRSM是第一 電流，W及Rc是合成的感測(cè)電路電阻。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，負(fù)總線泄漏電阻根據(jù)W下公式進(jìn)行識(shí)別：
[0022]
陽(yáng)02引其中Rim是負(fù)總線泄漏電阻，Vb是來(lái)自DC電源的電壓，Iksm是第一電流，IkSP是第二 電流，W及Rc是合成的感測(cè)電路電阻。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制電路將平衡電阻識(shí)別為正總線泄漏電阻和負(fù)總線 泄漏電阻中較高的一個(gè)，并且其中控制電路監(jiān)控平衡電阻隨時(shí)間的變化W識(shí)別車(chē)輛的潛在 的故障。
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，DC電源是帶有去離子裝置的燃料電池，并且其中監(jiān)控 平衡電阻的變化由比較平衡電阻和闊值W檢測(cè)去離子裝置的故障組成。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制電路根據(jù)W下公式來(lái)識(shí)別非平衡電阻：
[0027]
[00測(cè)其中Rip和R im分別是正總線泄漏電阻和負(fù)總線泄漏電阻，W及其中控制電路監(jiān)控 非平衡電阻隨時(shí)間的變化W識(shí)別車(chē)輛的潛在的故障。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種檢測(cè)電動(dòng)車(chē)輛的總線絕緣性的方法，車(chē)輛具有可連接至正 總線和負(fù)總線的DC電源W及分布于車(chē)輛內(nèi)的底盤(pán)接地線，方法包含W下步驟：
[0030] 連接正總線和底盤(pán)接地線之間的第一固定電阻；
[0031] 感測(cè)產(chǎn)生的流經(jīng)負(fù)總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第一電流；
[0032] 連接負(fù)總線和底盤(pán)接地線之間的第二固定電阻；
[0033] 感測(cè)產(chǎn)生的流經(jīng)正總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第二電流；
[0034] 響應(yīng)于第一電流和第二電流的各個(gè)比值來(lái)估算正總線泄漏電阻和負(fù)總線泄漏電 阻；
[0035] 比較絕緣值和閥值，其中絕緣值響應(yīng)于DC電源的電壓和正總線泄漏電阻和負(fù)總 線泄漏電阻中較小的一個(gè)；W及
[0036] 當(dāng)絕緣值小于閥值時(shí)，發(fā)出絕緣異常信號(hào)。
[0037] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)出絕緣異常信號(hào)包括將正總線和負(fù)總線與DC電源 斷開(kāi)。
[0038] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括測(cè)量DC電源的電壓的步驟， 其中測(cè)量電壓被用于確定絕緣值。
[0039] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，被用于確定絕緣值的電壓由預(yù)定常數(shù)組成。
[0040] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下公式估算正總線泄漏電阻：
[0041 ]
[00創(chuàng)其中Rip是正總線泄漏電阻，V b是來(lái)自DC電源的測(cè)量電壓，IKSP是第二電流，IKSM是 第一電流，W及咕是合成的感測(cè)電路電阻。
[0043] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下公式估算負(fù)總線泄漏電阻：
[0044]
W45] 其中Rim是負(fù)總線泄漏電阻