專利名稱：電池絕緣電阻測量方法、絕緣電阻測量方法、絕緣電阻確定裝置以及制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及電池絕緣電阻測量方法、絕緣電阻測量方法、絕緣電阻確定裝置以及制品(articles of manufacture)
背景技術(shù)：
由于許多因素，包括燃料成本上升以及車輛排放量的規(guī)定越發(fā)嚴(yán)格，近年來，包括電池供電的車輛以及混合動(dòng)力車輛在內(nèi)的電動(dòng)車越來越流行。一些電動(dòng)車可以利用大量的電能，而這對(duì)車輛乘坐者可能是危險(xiǎn)的。因此，已經(jīng)提供了多種方法來確定車輛電池相對(duì)于底盤的絕緣電阻。ECE324 附錄 99 第 100 號(hào)規(guī)定附件 4 (ECE 324 Addendum 99 regulation No IOO1Annex 4)中定義了一種測量絕緣電阻的傳統(tǒng)方法。這種方法規(guī)定為了測試，將電池充滿，所使用的伏特計(jì)(voltmeter)測量DC (直流)電壓值并且該伏特計(jì)具有大于IOMOhms 的內(nèi)部電阻。該方法還規(guī)定將分兩個(gè)步驟進(jìn)行測量，其中，在第一步中測量電池的正端子相對(duì)于車輛底盤接地部的電壓(V’I)和電池的負(fù)端子相對(duì)于車輛底盤接地部的電壓(VI)。該方法規(guī)定測量結(jié)果假設(shè)是測量的絕對(duì)值，因?yàn)閂’ I相對(duì)于底盤始終為正且Vl相對(duì)于底盤始終為負(fù)。在第二步中，如果V1>V’ I則從負(fù)端子到底盤接地部設(shè)置5000hmsN的電阻(Ro)， 并測量負(fù)端子相對(duì)于底盤的電壓。可替代地，如果V’ 1>V1，則從正端子到接地部設(shè)置該電阻，并測量從正端子到底盤接地部的電壓。如果Vl大于V’ 1，則通過Ri=(Vl_V2)/V2XRo來計(jì)算絕緣電阻。否則通過 Ri= (V，l_V2)/V2XRo來計(jì)算絕緣電阻。當(dāng)從底盤到正負(fù)端子分別稱接IOOkOhms和900k0hms的測試絕緣組成電阻用于 600V電池，并且RO等于300k0hms (適當(dāng)?shù)?00 Q /V)時(shí)，該方法的模型顯示出3. 372%的誤差。而且，如果將RO增大至高于5000hms/V，則該方法的誤差增大。例如，如果使用480k0hms 的RO則誤差為4. 929%。最后，使用內(nèi)部電阻小于IOMhms的伏特計(jì)也可能導(dǎo)致誤差顯著地增大。該方法固有的不精確以及對(duì)該方法中規(guī)定的阻抗值的敏感性被認(rèn)為是一些誤差的來源。本公開內(nèi)容的至少一些方案提供了精度得到改善且限制更少的用于測量絕緣電阻的裝置和方法。


下面參照以下附圖描述本公開內(nèi)容的示例實(shí)施例。圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)車的示例性示圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的絕緣電阻測量裝置的功能性框圖。
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圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測電路的功能性框圖。圖4是示出圖4A和圖4B如何組合的映射圖，組合后，圖4A和圖4B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測電路的示意圖。圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的絕緣電阻測量方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的公開內(nèi)容是為促進(jìn)美國專利法“促進(jìn)科學(xué)和有用技術(shù)的進(jìn)步”(第八部分第I條)的立法目的而提交的。如以下所描述的，本公開內(nèi)容的一些示例性實(shí)施例提供了用于確定相對(duì)于接地參考的絕緣電阻的裝置和方法。在一些實(shí)施例中，該裝置和方法可以用來確定電池相對(duì)于地參考的絕緣電阻。在以下描述的一個(gè)例子中，可以確定電池的正端子和負(fù)端子中的每一個(gè)相對(duì)于接地參考的絕緣電阻。以下描述的附圖標(biāo)記為12的電池可以包括單個(gè)電池，或者可替代地可以指包括多個(gè)電池的電池堆(batter stack)或系統(tǒng)，該多個(gè)電池可以以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式布置在電池堆的正負(fù)端子(該正負(fù)端子可以稱作正負(fù)堆或系統(tǒng)端子)之間。在電池12包括多個(gè)電池的電池堆或系統(tǒng)的實(shí)施例中，電池12的正負(fù)端子可以是指堆端子。在電池堆布置中，正和負(fù)堆端子可以是電池系統(tǒng)中不同電池的端子。以下描述的一些實(shí)施例確定電池堆和每個(gè)堆端子相對(duì)于接地參考的絕緣電阻。在以下描述的一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，電池可以實(shí)現(xiàn)為處于車輛中，可以確定端子和/或電池本身相對(duì)于車輛的接地參考(例如，底盤接地部，當(dāng)然也可以使用其他接地參考)的絕緣電阻。示例車輛包括汽車(automobiles)、海上交通工具或其他使用電池的車輛。此外,本公開內(nèi)容的一些實(shí)施例可以用來確定電池在其他的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)為帶有除了車輛之外的其他類型的負(fù)載時(shí)關(guān)于電池絕緣電阻的信息。以下還將描述本公開內(nèi)容的其他實(shí)施例。參見圖1，示出了實(shí)現(xiàn)為卡車的電動(dòng)車10的例子。該電動(dòng)車10包括電池12和電機(jī)14。在一個(gè)實(shí)施例中，電池12可以是足以為電機(jī)14和/或其他負(fù)載供電的可再充電牽引用電池，例如，鋰離子電池。如上所述，電池12可以是指一個(gè)電池或多個(gè)電池卿，電池堆的多個(gè)電池)。在一個(gè)例子中，電池12可以包括布置為提供600VDC的多個(gè)單元。在一些實(shí)施例中，電機(jī)14是消耗電能來推動(dòng)車輛10的電動(dòng)機(jī)或混合電機(jī)。參見圖2，示出了絕緣電阻測量裝置11的一個(gè)例子。在所描述的實(shí)施例中，裝置 11包括監(jiān)測電路16、處理電路18和用戶界面20。包括的組件更多、更少和/或包括可替代組件的其他實(shí)施例也是可能的。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣電阻測量裝置11可以實(shí)現(xiàn)為處于車輛10內(nèi)，并且電路16、 18和用戶界面20可以是車輛10的組件。在一個(gè)更具體的實(shí)施例中，絕緣電阻測量裝置11 配置為測量電池12的絕緣電阻，電池12的絕緣電阻包括電池12的絕緣電阻和/或電池12 的正負(fù)端子(即，包括單個(gè)電池的電池12的正負(fù)端子或者實(shí)現(xiàn)為電池堆或系統(tǒng)的電池12的正負(fù)堆端子)中單個(gè)端子的絕緣電阻，這相比于只獲知電池12本身的等效絕緣電阻是有利的。在裝置11實(shí)現(xiàn)為處于車輛10內(nèi)的實(shí)施例中，裝置11可以確定電池12相對(duì)于接地參考(例如，車輛10的底盤接地部)的絕緣電阻。在其他實(shí)施例中，裝置11可以用于不同的實(shí)現(xiàn)中，并且可以用來測量其他電路的絕緣電阻和/或相對(duì)于其他接地參考的絕緣電阻。
在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測電路16配置為耦接至絕緣電阻待被測量的電路并監(jiān)測該電路。在所描述的布置中，監(jiān)測電路16耦接至電池12并配置為監(jiān)測電池12。此外，監(jiān)測電路16還可以與接地參考(例如，車輛10的底盤接地部)耦接。以下參照圖3和圖4描述監(jiān)測電路16的一個(gè)實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18布置為處理數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)獲取(access)和存儲(chǔ)， 發(fā)出命令，以及控制其他所需的操作。例如，處理電路18可以從測量電路26獲取數(shù)據(jù)(例如，電壓)，并且可以控制以下參考圖3和圖5討論的已知電阻電路22和不平衡電路24的操作。處理電路18可以使用所獲取的數(shù)據(jù)來確定電池12和/或電池12的多個(gè)端子相對(duì)于接地參考的絕緣電阻。處理電路18還可以將絕緣電阻信息傳達(dá)給用戶并且/或者基于所確定的絕緣電阻來采取其他適當(dāng)?shù)膭?dòng)作。在一個(gè)具體的例子中，如果絕緣電阻降落至低于一個(gè)或多個(gè)閾值(例如，5000hms/V)，該閾值可以指示電池沒有充分絕緣的可能不安全的布置，車輛10或電池12的性能可能由于絕緣不充分而變差，和/或絕緣材料(例如，車輛本體)可能受到了腐蝕，則處理電路18可以發(fā)出人類可感知的告警和/或執(zhí)行關(guān)閉命令。在至少一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18可以包括配置為執(zhí)行由適當(dāng)介質(zhì)提供的所需程序的電路。例如，處理電路18可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)處理器和/或配置為執(zhí)行可執(zhí)行指令(例如包括軟件和/或固件指令)的其他結(jié)構(gòu)，和/或硬件電路。處理電路18的示例實(shí)施例包括單獨(dú)的硬件邏輯、PGA (可編程門陣列)、FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)、ASIC (專用集成電路)、狀態(tài)機(jī)和/或其他結(jié)構(gòu)，或者與處理器的組合。處理電路18的這些例子只是示例性的，也可以采用其他的配置。在一些實(shí)施例中，處理電路18可以包括存儲(chǔ)電路或可以訪問裝置11的外部存儲(chǔ)電路(未示出)。存儲(chǔ)電路配置為存儲(chǔ)程序，例如可執(zhí)行代碼或指令(例如，軟件和/或固件)、 電子數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)字信息，并且該存儲(chǔ)電路可以包括處理器可用介質(zhì)。處理器可用介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)為能夠包含、存儲(chǔ)或維持程序、數(shù)據(jù)和/或數(shù)字信息的任意計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或制品，其中所述程序、數(shù)據(jù)和/或數(shù)字信息為包括示例實(shí)施例中的處理電路的指令執(zhí)行系統(tǒng)所使用或與該指令執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)。例如，示例處理器可用介質(zhì)可以包括例如電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體介質(zhì)之類的物理介質(zhì)中的任意一種。處理器可用介質(zhì)的一些更具體的例子包括但不限于便攜式計(jì)算機(jī)磁盤，例如軟盤、壓縮(zip)磁盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、閃速(flash)存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器(cache memory)和/或能夠存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)或其他數(shù)字信息的其他配置?？梢允褂么鎯?chǔ)在以上描述的適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)電路中并且配置為控制適當(dāng)?shù)奶幚黼娐?18的程序來實(shí)現(xiàn)本文描述的至少一些實(shí)施例或方案。例如，可以通過適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)(例如，包括實(shí)現(xiàn)在制品中的介質(zhì))來提供程序。用戶界面20配置為與用戶交互，包括向用戶傳達(dá)數(shù)據(jù)(例如，顯示數(shù)據(jù)讓用戶觀看、以可聽見的方式與用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，等等)以及接收來自用戶的輸入(例如，觸摸輸入、語音指令等)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶界面20可以實(shí)現(xiàn)為車輛10的駕駛員信息顯示屏幕，并且可以在一個(gè)實(shí)施例中基于絕緣電阻測量結(jié)果向用戶傳達(dá)警告(例如，如果絕緣電阻降落至低于一個(gè)或多個(gè)安全閾值則警告車輛10的乘客)。參見圖3，描述了監(jiān)測電路16的一個(gè)實(shí)施例的其他細(xì)節(jié)。在所示的布置中，監(jiān)測模塊16包括以上簡單討論過的已知電阻電路22、不平衡電路24以及測量電路26。包括組件更多、更少和/或包括可替代組件的其他實(shí)施例也是可能的。在一個(gè)實(shí)施例中，已知電阻電路22配置為選擇性地將已知電阻RO耦接于正在受到監(jiān)測的對(duì)象設(shè)備(例如電池12)的多個(gè)端子與底盤接地部之間，或者斷開該耦接。例如，在處理電路18的控制下，已知電阻電路22可以在不同時(shí)刻將已知電阻RO (例如，678k0hms) 耦接在電池12的正端子和車輛10的底盤接地部之間，以及電池12的負(fù)端子和車輛10的底盤接地部之間，以確定電池12的絕緣電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，不平衡電路24配置為選擇性地將不平衡電阻與正在受到監(jiān)測的對(duì)象設(shè)備的多個(gè)端子耦接或斷開耦接。在所描述的車輛10的電池12正在受到監(jiān)測的例子中，不平衡電路24可以將不同的電阻耦接在電池12的正負(fù)端子與底盤接地部之間。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18在以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的測量操作期間控制不平衡電阻與多個(gè)端子的選擇性耦接。在一個(gè)實(shí)施例中，測量電路26配置為監(jiān)測正在受到監(jiān)測的對(duì)象設(shè)備的電氣特性。 例如，測量電路26可以確定(condition)正在受到監(jiān)測的電池12的多個(gè)端子處的電能，并且向處理電路18輸出所確定的電能，以獲取電池12的電氣特性。在一個(gè)例子中，處理電路18配置為使用一個(gè)實(shí)施例中的測量電路26來獲取并監(jiān)測電池12的正負(fù)端子相對(duì)于底盤接地部的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4B所示，測量電路26包括相對(duì)于多個(gè)端子的大約
15.33M0hms和15. 39M0hms的運(yùn)算放大器分壓電阻，用以向處理電路18提供所確定的輸出。 這些運(yùn)算放大器電阻還可以被稱作伏特計(jì)電阻，該伏特計(jì)電阻按比例縮小關(guān)于正負(fù)端子中每一個(gè)和接地部的電壓測量結(jié)果并使能(enable)關(guān)于正負(fù)端子中每一個(gè)和接地部的電壓測量結(jié)果。本公開內(nèi)容現(xiàn)在繼續(xù)討論測量電池12相對(duì)于車輛10的底盤接地部的絕緣電阻的一個(gè)實(shí)施例。首先，處理電路18確定電池12的正負(fù)端子相對(duì)于底盤接地部的電壓(即，V’l 是電池12的正端子相對(duì)于底盤的電壓，Vl是電池的負(fù)端子相對(duì)于底盤的電壓)。電壓V’ I 和Vl加起來提供電池12的電壓(Vbat)。在一個(gè)實(shí)施例中，不平衡電路24被用來在測量V’ I和Vl期間將不平衡電阻與正負(fù)端子中各端子耦接。在其他實(shí)施例中，可以省略不平衡電路24或者在測量V’ I和Vl期間不使用不平衡電路24。在使用了不平衡電路24的一個(gè)實(shí)施例中，在V’ I和Vl被測量的同時(shí)，不平衡電路 24將不平衡電阻耦接在正負(fù)端子和底盤接地部之間，旨在保證Vl和Vl不相等。在一個(gè)實(shí)施例中，在正端子和底盤之間耦接3M0hms的電阻，在負(fù)端子和底盤之間耦接2. 5M0hms的電阻。利用這種強(qiáng)制的不平衡，如果絕緣電阻是平衡的，則V’l高于VI。然而，如果正端子的絕緣電阻顯著地低于負(fù)端子的絕緣電阻，則Vl可以大于V’ I。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18在測量電壓V’ I和Vl期間禁用已知電阻電路22， 并且已知電阻RO不與端子耦接。而且，在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18在測量電壓V’ I和 Vl期間使能不平衡電路24以將不平衡電阻與正負(fù)端子耦接。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路 26處理測量電路26的輸出以確定電壓V’ I和VI。在一個(gè)實(shí)施例中，在測量V’ I和Vl之后，處理電路18禁用不平衡電路24 (如果當(dāng)前和之前是使能狀態(tài))以便斷開不平衡電阻與電池12的正負(fù)端子之間的耦接。此外，處理電路18控制已知電阻電路22將已知電阻RO與電池12的正負(fù)端子的每一個(gè)在不同時(shí)刻耦接，并且在一個(gè)實(shí)施例中，再次測量電池12正負(fù)端子處的電壓。在一個(gè)更具體的例子中， 處理電路18控制已知電阻電路22將已知電阻RO與電池12的多個(gè)端子中與正在受到監(jiān)測的另一個(gè)端子相反的一個(gè)端子耦接。更具體而言，首先在測量正端子電壓(Vpos)時(shí)將已知電阻R0與電池12的負(fù)端子和底盤接地部耦接，然后在測量負(fù)端子電壓(Vneg)時(shí)將已知電阻RO與電池12的正端子和底盤接地部耦接。因此，處理電路18具有了關(guān)于在沒有已知電阻RO的情況下電池12的正負(fù)端子的電壓(即V’ I和VI)與電池12的電壓(S卩Vbat)的信息，以及在有已知電阻RO的情況下電池12的正負(fù)端子的電壓(即Vpos和Vneg)的信息。處理電路18可以使用這些電壓和基爾霍夫電壓定律(Kirkoffs’s voltage law)來確定電池12的正負(fù)端子中每一個(gè)端子的絕緣電阻以及電池12的絕緣電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18可以根據(jù)公式I來確定電池12的正端子的絕緣電阻(Ripos)，并根據(jù)公式2來確定電池12的負(fù)端子的絕緣電阻(Rineg)。在一個(gè)實(shí)施例中， 這些公式是沒有考慮運(yùn)算放大器電阻的理想情況。Ripos=-[RO (Vbat-Vneg-Vpos) ]/(Vbat-Vpos) 公式 IRineg=-[RO (Vbat-Vneg-Vpos) ]/(Vbat-Vneg) 公式 2而且，處理電路18可以提供關(guān)于電池12的絕緣電阻的信息。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18可以確定電池12的正負(fù)端子相對(duì)于底盤接地部的并聯(lián)等效電阻，以確定電池12 的絕緣電阻(Ribat)。在一個(gè)更具體的實(shí)施例中，處理電路18可以根據(jù)公式3來確定正負(fù)端子的并聯(lián)等效電阻Ribat= (Ripos X Rineg) / (Ripos+Rineg) 公式 3處理電路18可以監(jiān)測相對(duì)于各自閾值的Ripos、Rineg和/或Ribat值中的一個(gè)或多個(gè)，如果Ripos、Rineg和/Ribat值中的任何一個(gè)觸發(fā)(trigger)其閾值,指示絕緣電阻已經(jīng)降落至低于其閾值，則處理電路18可以采取適當(dāng)?shù)膭?dòng)作。例如，處理電路18可以發(fā)起發(fā)生了絕緣失敗的告警或者可以發(fā)起關(guān)閉命令。在一些例子中，根據(jù)所觸發(fā)的閾值，可以產(chǎn)生不同的告警以指示由于絕緣電阻下降可能導(dǎo)致的性能缺失和/或車輛安全性降低。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路18可以依據(jù)裝置11的用途應(yīng)用或其他因素來在不同的時(shí)刻監(jiān)測絕緣電阻。在車輛10的電池12正在受到監(jiān)測的一個(gè)示例實(shí)施例中，處理電路 18可以當(dāng)車輛在一段時(shí)間未使用后啟動(dòng)時(shí)監(jiān)測絕緣電阻。此外，處理電路18可以在啟動(dòng)之后以及在使用期間以所需間隔持續(xù)監(jiān)測絕緣電阻(例如，在一個(gè)例子中，在使用時(shí)每小時(shí)監(jiān)測一次)。如同以下參照圖4B所討論的，在一個(gè)實(shí)施例中，測量電路26包括正負(fù)端子上的相對(duì)于底盤接地部的運(yùn)算放大器電阻，以提供能夠被處理電路18安全獲取的電壓被按比例縮小了的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，這些電阻是在引入電路24的不平衡電阻和電路22的RO 電阻期間起作用的。參見圖4A到圖4B，示出了監(jiān)測電路16的一個(gè)示例布置。在其他實(shí)施例中，其他配置也是可能的。在所示的實(shí)施例中，已知電阻電路22包括可以通過來自處理電路18的控制信號(hào) IMCTLI和MCTLO選擇性地使能和禁用的兩個(gè)串聯(lián)電阻串。這兩個(gè)串聯(lián)電阻串中每一個(gè)均提供介于正負(fù)端子中各端子(即，Stack+、-)與底盤接地部之間的678k0hms (3X226k0hms)
9的已知電阻R0。示出的不平衡電路24包括可以通過來自處理電路18的控制信號(hào)INSU Sff EN選擇性地同時(shí)使能的兩個(gè)串聯(lián)電阻串。在示出的實(shí)施例中，當(dāng)被使能時(shí)，不平衡電路24在將
2.499M0hms的不平衡電阻耦接于負(fù)端子和底盤接地部之間的同時(shí)將3M0hms的不平衡電阻耦接于正端子和底盤接地部之間。利用這種強(qiáng)制的不平衡，如果正負(fù)端子的絕緣電阻是平衡的，則V’ I將始終高于VI。然而，如果從正端子到底盤接地部的絕緣電阻顯著地低于從負(fù)端子到底盤接地部的絕緣電阻，則Vl能夠大于V’ I。示出的測量電路26包括與不平衡電路24的不平衡電阻串并聯(lián)的兩個(gè)15. 59M0hms 和15. 33M0hms的運(yùn)算放大器電阻。在以下描述的一個(gè)實(shí)施例中，這些電阻將被考慮用于絕緣電阻測量。在一個(gè)實(shí)施例中，被按比例縮小后的輸出INV1/STACK+和INV2/STACK-可以被提供給處理電路18以便計(jì)算上述正負(fù)端子的電壓?？紤]到圖4A和圖4B的布置中測量電路26中運(yùn)算放大器電阻ROpAmpPos和 ROpAmpNeg,可以修改公式I和2,分別如以下公式4和5所示Ripos=-[RO X ROpAmpPos X (Vbat-Vneg-Vpos)]/[ROX (Vbat-Vneg-Vpos)+ROpAmpPos X (Vbat-Vpos)] 公式 4Rineg=-[RO X ROpAmpNegX (Vbat-Vneg-Vpos)]/[RO X (Vbat-Vneg-Vpos) +ROpAmpNegX (Vbat-Vneg)] 公式 5在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于圖4A至圖4B所示的示例實(shí)施例，可以使用公式3、4和5來確定電池12的并聯(lián)等效電阻。參見圖5,不出了測量電池相對(duì)于車輛底盤接地部的絕緣電阻的一個(gè)方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以由處理電路18來執(zhí)行。包括動(dòng)作更多、更少和/或包括可替代動(dòng)作的其他方法也是可能的。在動(dòng)作A10，處理電路可以使能不平衡電路以將不平衡電阻引入至正負(fù)端子中的各端子。在圖4A和圖4B的例子中，處理電路可以在動(dòng)作AlO中輸出INSU Sff EN為高信號(hào)。 在其他實(shí)施例中，如上面所提及的，不使用不平衡電阻或不出現(xiàn)不平衡電阻。在動(dòng)作A12，處理器在不平衡電阻與正負(fù)電池端子耦接的情況下獲取正負(fù)電池端子處的電壓以確定V’ I和VI。在圖4A和圖4B的一個(gè)實(shí)施例中，處理電路通過獲取MVl/ STACK+處的電壓并將該電壓除以0. 0039245244來確定VI，并且通過獲取MV2/STACK-處的電壓并將該電壓除以0. 003939987來確定VI。在動(dòng)作A14，處理電路禁用不平衡電路。在圖4A和圖4B所示的結(jié)構(gòu)中，處理電路可以輸出INSU Sff EN為低。在動(dòng)作A16，在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路通過將V’ I和Vl相加確定電池電壓來獲取電池電壓Vbat。在動(dòng)作A18，處理電路使能已知電阻電路，以在不同時(shí)刻將已知電阻RO與正端子和底盤接地部耦接以及與負(fù)端子和底盤接地部耦接，來測量相對(duì)于底盤接地部的Vpos和 Vnego在圖4A和圖4B的實(shí)施例中，處理電路可以輸出MCTLO為高信號(hào)以將RO與負(fù)端子耦接，等待一段時(shí)間，然后獲取1MV1NSTACK+的電壓并將該電壓除以0. 0039245244來確定正端子處的電壓(Vpos)。此后，處理電路可以輸出MCTLO為低信號(hào)。處理電路可以通過輸出 IMCTLl為高信號(hào)來將RO與正端子耦接，等待一段時(shí)間，然后獲取MV2NSTACK-的電壓并將該電壓除以0.003939987來確定負(fù)端子處的電壓(Vneg)。此后，處理電路可以輸出MCTLl 為低信號(hào)。在動(dòng)作A20，處理電路可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^公式1、2、4或5來確定正負(fù)端子的絕緣電阻。在動(dòng)作A22，處理電路確定電池的絕緣電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路可以使用公式3來確定電池的絕緣電阻。如同以上在一個(gè)例子中所描述的，電池的絕緣電阻是正負(fù)端子相對(duì)于接地參考的絕緣電阻的并聯(lián)等效電阻。與以上描述的傳統(tǒng)方法相比較，以上描述的用于確定電池12和多個(gè)端子的絕緣電阻的公式和方法提高了精度，而且其他的效果是沒有以上描述的與傳統(tǒng)方法相關(guān)聯(lián)的要求(例如，伏特計(jì)的內(nèi)部電阻和已知電阻的阻抗值要求)。此外，除了電池12本身的絕緣電阻之外,本公開內(nèi)容的一些方案還測量電池正負(fù)端子中單個(gè)端子相對(duì)于底盤接地部的絕緣電阻。對(duì)于例如確定電流泄漏位置等故障處理而言，獲知正負(fù)端子中每個(gè)端子相對(duì)于接地部的絕緣電阻是有益的。而且，與以上描述的傳統(tǒng)方法相比較，本公開內(nèi)容的方法和裝置的精度提高，而且數(shù)學(xué)誤差減小。如同以上所討論的，盡管本申請中討論了電動(dòng)車應(yīng)用中電池絕緣電阻的確定，然而本公開內(nèi)容的方法和裝置也適用于需要確定絕緣電阻的其他布置中。根據(jù)法規(guī)，已經(jīng)或多或少具體針對(duì)結(jié)構(gòu)和方法特征用語言描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，由于本文中公開的手段將包括本發(fā)明付諸實(shí)施的優(yōu)選形式，所以本發(fā)明并不局限于所示出和所描述的具體特征。因此，本發(fā)明要求保護(hù)在根據(jù)等同原則適當(dāng)解釋的所附權(quán)利要求的適當(dāng)范圍內(nèi)其形式或變形中的任何一種。而且，本文中已經(jīng)呈現(xiàn)了各個(gè)方案，作為本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的構(gòu)造和/ 或操作的指導(dǎo)。申請人就此認(rèn)為這些描述的示例性實(shí)施例也包括公開并描述了除那些明確公開的方案之外的進(jìn)一步的創(chuàng)新方案。例如，其他的創(chuàng)新方案可包括比在示例性實(shí)施例中描述的更少、更多和/或替代的特征。在更具體的例子中，申請人認(rèn)為本公開內(nèi)容包括公開并描述了比明確公開的那些方法包括的步驟更少、更多和/或替代的步驟的方法，以及包括比明確公開的結(jié)構(gòu)更少、更多和/或替代的結(jié)構(gòu)的裝置。
權(quán)利要求
1.一種電池絕緣電阻測量方法，包括確定電池電壓；確定所述電池的第一端子相對(duì)于接地參考的電壓；確定所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓；以及使用所述電池、所述第一端子、所述第二端子的電壓，確定所述電池相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定所述電池的電壓包括將所述電池的第一端子和第二端子中各端子相對(duì)于所述接地參考的電壓相加。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定所述第一端子的電壓包括在將一已知電阻與所述第二端子、所述接地參考耦接的情況下進(jìn)行確定，確定所述第二端子的電壓包括在將一已知電阻與所述第一電阻和所述接地參考耦接的情況下進(jìn)行確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定所述絕緣電阻還包括使用所述已知電阻進(jìn)行確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定所述電池的絕緣電阻包括確定所述第一端子和所述第二端子中至少一個(gè)相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，確定所述第一端子和所述第二端子中至少一個(gè)的絕緣電阻包括使用所述電池、所述第一端子、所述第二端子的電壓進(jìn)行確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，確定所述絕緣電阻包括確定所述第一端子和所述第二端子中每一個(gè)相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定所述絕緣電阻還包括確定所述第一端子和所述第二端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻的并聯(lián)等效電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所有的確定均包括使用處理電路進(jìn)行確定。
10.一種絕緣電阻測量方法，包括在電池的第二端子和接地參考之間耦接有已知電阻的情況下，確定所述電池的第一端子相對(duì)于車輛接地參考的電壓；在所述電池的第一端子和所述接地參考之間耦接有已知電阻的情況下，確定所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓；以及使用所述第一端子和所述第二端子的電壓，確定所述電池相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，確定所述絕緣電阻還包括使用所述電池的電壓進(jìn)行確定。
12.—種絕緣電阻測量方法，包括確定電池的第一端子相對(duì)于接地參考的絕緣電阻；確定所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻；以及使用所述電池的所述第一端子、所述第二端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻，確定所述電池相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述電池的絕緣電阻包括確定所述第一端子、所述第二端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻的并聯(lián)等效電阻。
14.一種絕緣電阻確定裝置，包括處理電路，配置為獲取電池相對(duì)于接地參考的電壓，獲取所述電池的第一端子相對(duì)于所述接地參考的電壓，獲取所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓，并使用所述電池相對(duì)于所述接地參考的電壓、所述電池的第一端子相對(duì)于所述接地參考的電壓、以及所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓，來確定所述第一端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述處理電路配置為確定所述第二端子相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述處理電路配置為使用所述第一端子和第二端子的絕緣電阻來確定所述電池相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述處理電路配置為確定包括所述第一端子和第二端子的絕緣電阻的并聯(lián)等效電阻的所述電池的絕緣電阻。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述處理電路配置為將所述電池的所述第一端子、所述第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓相加來獲取所述電池的電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述處理電路配置為在將一已知電阻與所述第二端子、所述接地參考耦接的情況下獲取所述第一端子的電壓，以及在將一已知電阻與所述第一端子、所述接地參考耦接的情況下獲取所述第二端子的電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述處理電路配置為使用所述已知電阻來確定所述絕緣電阻。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括被耦接的已知電阻電路，所述已知電阻電路配置為在獲取所述第二端子的電壓期間將一已知電阻與所述第一端子耦接，以及在獲取所述第一端子的電壓期間將一已知電阻與所述第二端子耦接。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述處理電路包括車輛的處理電路，并且所述處理電路配置為確定所述第一端子相對(duì)于包括所述車輛的底盤接地部的接地參考的絕緣電阻。
23.一種制品，包括介質(zhì)，所述介質(zhì)包括程序，所述程序配置為使得處理電路執(zhí)行包括如下步驟的處理確定第一端子的第一電壓；確定第二端子的第一電壓；使用所述第一端子和第二端子的所述第一電壓確定電池的電壓；在一已知電阻與所述第二端子耦接的情況下確定所述第一端子的第二電壓；在所述電阻與所述第一端子耦接的情況下確定所述第二端子的第二電壓；以及使用所述電池的電壓與所述第一端子和第二端子的所述第二電壓來確定所述電池的絕緣電阻。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制品，其中，確定所述電池的電壓包括將所述第一端子和第二端子的所述第一電壓相加。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制品，其中，所述處理電路包括車輛的處理電路，確定所述第一電壓和第二電壓以及所述絕緣電阻包括確定相對(duì)于包括所述車輛的底盤接地部的接地參考的所述第一電壓和第二電壓以及絕緣電阻。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的制品，其中，確定所述絕緣電阻包括確定所述第一端子和第二端子中至少一個(gè)的絕緣電阻。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制品，其中，確定所述絕緣電阻包括確定所述第一端子和第二端子這二者的絕緣電阻。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的制品，其中，確定所述絕緣電阻包括使用所述第一端子、 第二端子的絕緣電阻來確定所述電池的絕緣電阻。
全文摘要
描述了電池絕緣電阻測量方法、絕緣電阻測量方法、絕緣電阻確定裝置以及制品。根據(jù)一個(gè)方案，一種電池絕緣電阻測量方法包括確定電池的電壓；確定所述電池的第一端子相對(duì)于接地參考的電壓；確定所述電池的第二端子相對(duì)于所述接地參考的電壓；以及使用所述電池、所述第一端子、所述第二端子的電壓，確定所述電池相對(duì)于所述接地參考的絕緣電阻。
文檔編號(hào)H01M10/48GK102612655SQ201080051818
公開日2012年7月25日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者阿龍·克利金 申請人:威倫斯技術(shù)公司