電動(dòng)車輛的總線泄漏電阻的估算的制作方法
【專利摘要】檢測(cè)具有連接到正和負(fù)總線的DC電源的電動(dòng)車輛的電氣總線絕緣性。將正總線與底盤地線連接，以及感測(cè)產(chǎn)生的流過(guò)負(fù)總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第一電流。將負(fù)總線與底盤地線連接，以及感測(cè)產(chǎn)生的流過(guò)正總線泄漏電阻和平衡泄漏電阻的第二電流。根據(jù)各第一和第二電流的比值來(lái)估算正和負(fù)總線泄漏電阻。將絕緣值與閾值比較，其中絕緣值是根據(jù)DC電源的電壓以及正和負(fù)總線泄漏電阻中的較小一個(gè)。當(dāng)絕緣值小于閾值時(shí)發(fā)出異常絕緣信號(hào)。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)車輛的總線泄漏電阻的估算
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及使用高壓總線的電動(dòng)車輛，W及更具體地設(shè)及每個(gè)高功率總線和 底盤地線之間存在的有效絕緣電阻的準(zhǔn)確估算。
[0002] 電動(dòng)車輛，例如電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛，典型地使用由直流(DC)電源驅(qū)動(dòng) 的高壓電源總線，直流電源可W包括存儲(chǔ)和/或轉(zhuǎn)換裝置，例如多單元電池組或燃料電池。 高壓總線的存在產(chǎn)生了用于監(jiān)測(cè)每個(gè)總線相對(duì)車輛底盤(地線）的導(dǎo)電部件的電絕緣性的 需要。
[0003] DC總線和底盤地線之間存在的任何泄漏電阻必須是足夠大的。在典型的泄漏電阻 的檢測(cè)系統(tǒng)中，假設(shè)泄漏電阻將處在正或負(fù)DC總線之一和底盤地線之間。典型的泄漏檢測(cè) 器電路是通過(guò)限流電阻每次將一個(gè)總線與底盤地線周期性地連接并且使用產(chǎn)生的電流計(jì) 算相對(duì)的總線和地線之間的泄漏電阻來(lái)進(jìn)行操作。計(jì)算的泄漏電阻除W電池電壓描繪電絕 緣性的特征。
[0004] 典型地，泄漏電阻檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)已知的電阻將來(lái)自一個(gè)總線的電流提供給地線和 其它總線之間的泄漏電阻。運(yùn)樣的系統(tǒng)可能漏掉了從兩個(gè)總線到地線的泄漏電阻的潛在平 衡分量，由于導(dǎo)出的泄漏電阻值的潛在的差異有時(shí)運(yùn)可能導(dǎo)致對(duì)電絕緣性的錯(cuò)誤表征。更 具體地說(shuō)，電阻可能存在于一個(gè)總線和底盤地線W及在其它總線和底盤地線之間的具有等 值分量的電阻之間。在數(shù)值上相等的運(yùn)些電阻此后被稱為對(duì)稱或平衡泄漏電阻。與其它總 線到底盤的電阻沒(méi)有匹配值的一個(gè)總線到底盤的電阻此后被稱為非對(duì)稱或不平衡泄漏電 阻。流過(guò)平衡泄漏電阻的額外的電流可能使現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)在一個(gè)總線和底盤地線 之間存在的復(fù)合平衡和不平衡電阻估算過(guò)高。估算該后者復(fù)合電阻是需要的，W便更準(zhǔn)確 地確定電絕緣性。
[000引2014年10月2日提交的題為"用于電絕緣性測(cè)試和診斷的總線泄漏電阻的估算"的 序列號(hào)為14/504,588的共同待決的美國(guó)申請(qǐng)公開(kāi)了用于識(shí)別平衡和不平衡泄漏電阻的方 法和裝置，上述共同待決的美國(guó)申請(qǐng)的內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入本文。測(cè)量正和負(fù)總線 的泄漏電流。獲得基于電流比的校正因子W便分開(kāi)平衡和不平衡泄漏電阻分量。
[0006] 前述泄漏電阻的估算根據(jù)來(lái)自兩個(gè)各自的總線的每個(gè)檢測(cè)電路的電壓和電流測(cè) 量。需要減少所需的測(cè)量數(shù)量并且減少導(dǎo)出不平衡和/或平衡總線泄漏電阻所需的計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在本發(fā)明的一個(gè)方面中，電動(dòng)車輛包含可連接到DC電源的正輸出端的正總線和可 連接到DC電源的負(fù)輸出端的負(fù)總線。底盤地線分布在車輛內(nèi)。第一檢測(cè)器電路具有第一采 樣開(kāi)關(guān)，第一采樣開(kāi)關(guān)可選擇地連接總線中的第一個(gè)和底盤地線之間的第一固定電阻。在 第一采樣開(kāi)關(guān)分別在打開(kāi)和閉合的情況下，第一檢測(cè)器電路檢測(cè)底盤地線和總線中選擇的 一個(gè)之間的第一和第二電壓?？刂齐娐犯鶕?jù)第一和第二電壓W及DC電源的正和負(fù)輸出端之 間的源電壓而識(shí)別總線泄漏電阻?？蒞使用戴維南等效電路識(shí)別運(yùn)些電壓和總線泄漏電阻 之間的關(guān)系。
[0008] 本發(fā)明提供一種檢測(cè)電動(dòng)車輛的總線絕緣性的方法，該車輛具有可連接到正總線 和負(fù)總線的DC電源和在車輛內(nèi)分布的底盤地線，該方法包含W下步驟：
[0009] 測(cè)量DC電源兩端的源電壓；
[0010] 測(cè)量底盤地線和第一個(gè)總線之間的第一電壓；
[0011] 將第一固定電阻連接在第一個(gè)總線和底盤地線之間；
[0012] 測(cè)量底盤地線和第一個(gè)總線之間的第二電壓；
[0013] 根據(jù)第一和第二電壓W及源電壓估算總線泄漏電阻；
[0014] 將絕緣值與闊值進(jìn)行比較，其中絕緣值是估算的泄漏電阻與預(yù)定電壓的比值；W 及
[0015] 當(dāng)絕緣值小于闊值時(shí)發(fā)出異常絕緣信號(hào)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中第一個(gè)總線是負(fù)總線，W及其中根據(jù)W下公式估 算負(fù)總線的總線泄漏電阻Rn:
[0017]
[001引其中Rc是第一固定電阻，化at是源電壓，Vm是第一電壓，W及VcH2是第二電壓。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中根據(jù)W下公式估算正總線的泄漏電阻化：
[0020]
0
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中第一個(gè)總線是正總線，W及其中根據(jù)W下公式估 算正總線的泄漏電阻化：
[0022]
[0023] 其中Rc是第一固定電阻，化at是源電壓，Vm是第一電壓，W及VcH2是第二電壓。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中根據(jù)W下公式估算負(fù)總線的泄漏電阻Rn:
[0025]
[0026] 本發(fā)明提供一種檢測(cè)電動(dòng)車輛的總線絕緣性的方法，該車輛具有可連接到正總線 和負(fù)總線的DC電源和在車輛內(nèi)分布的底盤地線，該方法包含W下步驟：
[0027] 測(cè)量DC電源兩端的源電壓；
[0028] 測(cè)量底盤地線和第一個(gè)總線之間的第一電壓；
[0029] 如果第一電壓大于源電壓的一半，則1)將第一固定電阻連接在正總線和底盤地線 之間，W及2)測(cè)量底盤地線和負(fù)總線之間的第二電壓；
[0030] 如果第一電壓小于源電壓的一半，則1)將第二固定電阻連接在負(fù)總線和底盤地線 之間，W及2)測(cè)量底盤地線和負(fù)總線之間的第二電壓；
[0031] 根據(jù)第一和第二電壓W及源電壓估算總線泄漏電阻；
[0032] 將絕緣值與闊值進(jìn)行比較，其中絕緣值是估算的泄漏電阻與預(yù)定電壓的比值；W 及
[0033] 當(dāng)絕緣值小于闊值時(shí)檢測(cè)到絕緣故障。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含響應(yīng)于絕緣故障而使DC電源與正和負(fù)總線 斷開(kāi)的步驟。
[0035] 本發(fā)明提供一種估算具有電池、第一和第二DC總線W及底盤地線的電動(dòng)車輛中的 總線泄漏電阻的方法，包含：
[0036] 測(cè)量電池電壓和相對(duì)于電池的第一底盤電壓；
[0037] 將測(cè)試電阻連接在第一總線和底盤地線之間并且測(cè)量第二底盤電壓；
[0038] 根據(jù)第一和第二底盤電壓W及電池電壓來(lái)估算第一總線泄漏電阻。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含步驟：
[0040] 根據(jù)估算的第一總線泄漏電阻、第一底盤電壓W及電池電壓來(lái)估算第二總線的第 二總線泄漏電阻。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中第一總線是負(fù)總線，W及其中根據(jù)W下公式估算 負(fù)總線的總線泄漏電阻Rn:
[0042]
[0043] 其中Rc是測(cè)試電阻，Vbat是電池電壓，VcHl是第一底盤電壓，W及VcH2是第二底盤電 壓。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中第一總線是正總線，W及其中根據(jù)W下公式估算 正總線的泄漏電阻化：
[0045]
[0046] 其中Rc是測(cè)試電阻，Vbat是電池電壓，VCHI是第一底盤電壓，W及VCH2是第二底盤電 壓。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1是示出了本發(fā)明適用的一種類型的電動(dòng)車輛的框圖；
[0048] 圖2是示出了具有顯示的泄漏電阻的一個(gè)類型的總線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0049] 圖3是示出了用于描述總線泄漏電阻的特征的測(cè)試測(cè)量電路的示意圖；
[0050] 圖4是示出了在負(fù)總線處的泄漏電阻的相關(guān)測(cè)量過(guò)程中上部采樣開(kāi)關(guān)閉合情況下 的有源元件的示意圖；
[0051] 圖5是示出了在測(cè)量正總線處的泄漏電阻的相關(guān)測(cè)量過(guò)程中下部采樣開(kāi)關(guān)閉合情 況下的有源元件的示意圖；
[0052] 圖6是示出了對(duì)應(yīng)于測(cè)試測(cè)量電路和泄漏電阻的一個(gè)等效電路的示意圖；
[0053] 圖7是根據(jù)圖6的電路的戴維南等效電路；
[0054] 圖8是示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的流程圖；
[0055] 圖9是示出了電動(dòng)車輛中的泄漏電阻和測(cè)試電路的示意圖，其中示出了在平衡和 不平衡泄漏電阻之間的電池接觸器開(kāi)關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 此處使用的術(shù)語(yǔ)"電動(dòng)車輛"包括具有用于車輛推進(jìn)的電動(dòng)馬達(dá)的車輛，例如純電 動(dòng)車輛(BEV)、混合動(dòng)力電動(dòng)車輛化EV)W及插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(P肥V)。肥V包括電動(dòng) 馬達(dá)，其中用于馬達(dá)的能源是從外部電網(wǎng)可再充電的電池。在BEV中，電池或其它DC源給車 輛推進(jìn)提供能量。肥V包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)，其中用于發(fā)動(dòng)機(jī)的能源是燃料而用于馬 達(dá)的能源是DC存儲(chǔ)單元，例如電池。在肥V中，發(fā)動(dòng)機(jī)是用于車輛推進(jìn)的主能源，電池給車輛 推進(jìn)提供輔助能量(例如，電池緩沖燃料能量并且W電的形式回收動(dòng)能）dP皿V和皿V很像， 但PHEV可W具有從外部電網(wǎng)可再充電的較大容量的電池。在P皿V中，電池可W是用于車輛 推進(jìn)的主能源直至電池耗盡至低的能量水平，在該時(shí)間P肥V像肥V那樣操作用于車輛推進(jìn)。
[0057] 例如，圖1說(shuō)明了由在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)11中的電動(dòng)馬達(dá)12推進(jìn)而沒(méi)有來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)的輔助的作為純電動(dòng)車輛(BEV)的車輛10。馬達(dá)12接收電力并且給車輛推進(jìn)提供驅(qū)動(dòng)扭 矩。馬達(dá)12還用作發(fā)電機(jī)W通過(guò)再生制動(dòng)將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)11包括將 馬達(dá)12與驅(qū)動(dòng)輪14連接的變速器13。變速器13通過(guò)預(yù)定的齒輪比調(diào)節(jié)馬達(dá)12的驅(qū)動(dòng)扭矩和 速度。
[005引車輛10包括具有主電池組16和電池能量控制模塊(邸CM) 17的電池系統(tǒng)15?？蒞通 過(guò)充電器18給電池組16充電。電池組16的輸出端與逆變器19連接，根據(jù)來(lái)自牽引力控制模 塊(TCM)20的指令，逆變器1則尋由電池16提供的直流(DC)功率轉(zhuǎn)換為用于操作馬達(dá)12的交 流(AC)功率。除了別的W外，TCM 20監(jiān)測(cè)馬達(dá)12的位置、速度和動(dòng)力消耗并且將對(duì)應(yīng)于該信 息的輸出信號(hào)提供給包括主車輛控制器21(例如其可W是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊，或稱 PCM)的其它車輛系統(tǒng)。
[0059] 圖2示出了典型的總線架構(gòu)，其中DC電源25 (例如燃料電池或電池組)通過(guò)接觸器 開(kāi)關(guān)28與正總線26和負(fù)總線27有選擇地連接?？偩€26和27可W進(jìn)一步地與DC-DC變換器29、 鏈路電容器30W及驅(qū)動(dòng)牽引馬達(dá)12的逆變器19連接。底盤地線31表示車輛的導(dǎo)電部分，它 們的電位作為參照并且電連接在一起。
[0060] 通過(guò)每個(gè)總線和底盤31之間的電泄漏電阻來(lái)確定總線26和27的電絕緣性。泄漏電 阻32表示正總線26和底盤31之間的絕緣水平。泄漏電阻33表示負(fù)總線27和底盤31之間的絕 緣性。泄漏電阻32和33可W都具有不平衡和平衡(對(duì)稱)泄漏電阻。另外，具有不平衡和平衡 泄漏電阻分量的泄漏電阻23和24可W在總線26和27之間存在(假設(shè)圖2的接觸器28是閉合 的），泄漏電阻34和35之間的連接點(diǎn)與底盤31連接。泄漏電阻的平衡分量可W在所示的DC源 25內(nèi)產(chǎn)生或可W由其它條件例如絕緣擊穿造成。
[0061] 圖3示出了用于檢測(cè)泄漏電阻的附加的裝置，其中電阻34和35表示實(shí)際的泄漏電 阻32和33的平衡電阻分量。當(dāng)示出電阻34和35時(shí)，電阻32和33中的僅一個(gè)具有小于無(wú)窮大 的數(shù)值。第一檢測(cè)器電路40布置在正總線26和底盤地線31之間W及第二檢測(cè)器電路41布置 在負(fù)總線27和底盤地線31之間。第一檢測(cè)器電路40包括與采樣開(kāi)關(guān)44和另一電阻器45(表 示為Rs)串聯(lián)的限流電阻器43(表示為Rd)。示出了隔開(kāi)的電阻器43和45因?yàn)樵撾娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu) 已經(jīng)處于廣泛的生產(chǎn)使用中。然而，與采樣開(kāi)關(guān)44串聯(lián)的單個(gè)的電阻是所需要的全部電阻 (也就是復(fù)合電阻Rc)。電阻器43和45-起提供了在W下示出的計(jì)算中使用的第一固定電阻 (Rc = Rd+Rs)。固定電阻的典型的數(shù)值可W為419千歐。
[0062] 開(kāi)關(guān)44是高壓或上部開(kāi)關(guān)因?yàn)樗鼘⑸喜炕蛘偩€26與底盤地線31連接?？刂破麟?路42與開(kāi)關(guān)44連接W用于有選擇地啟用開(kāi)關(guān)44, W便產(chǎn)生的電流流過(guò)依賴于總線泄漏電阻 33的檢測(cè)器電路40(也就是當(dāng)電阻32、34和35不存在時(shí)）。同樣地，第二檢測(cè)器電路41包括串 聯(lián)連接的負(fù)載電阻器46(Rd)、下部采樣開(kāi)關(guān)47W及電阻器48(Rs)，當(dāng)電阻33、34和35不存在 時(shí)，下部開(kāi)關(guān)47由控制器電路42控制W用于檢測(cè)電阻32?？刂破麟娐?2可W包括微控制器， 例如電池能量控制模塊中的控制器。
[0063] 圖4示出了當(dāng)開(kāi)關(guān)44閉合時(shí)電路元件通過(guò)電阻43和45將正總線26與底盤地線31有 效地連接W便描述并聯(lián)結(jié)合的總線泄漏電阻32/34(顯示為電阻320)和并聯(lián)結(jié)合的電阻33/ 35(顯示為電阻330)，它們也分別表示為Rp和Rn。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用在閉合位置的采樣開(kāi)關(guān) 44采集的電流和電壓測(cè)量值。如W下更詳細(xì)地說(shuō)明，本發(fā)明分別采集開(kāi)關(guān)44打開(kāi)和閉合情 況下的底盤地線31和DC源25之間的一對(duì)電壓測(cè)量值VcH，W描述泄漏電阻的特征而沒(méi)有要求 電流測(cè)量。類似地，圖5示出了有源電路元件，此時(shí)使負(fù)總線27至底盤地線31有效短路W便 描述泄漏電阻Rp和/或Rn的特征。盡管使用從負(fù)總線Vbat-到底盤地線的測(cè)量說(shuō)明本發(fā)明，本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)的是該測(cè)量可選擇地為從正總線化at+到底盤地線。
[0064] 通過(guò)假設(shè)每個(gè)檢測(cè)器電路中的固定電阻是相同的并且重新安排平衡和不平衡泄 漏電阻，可導(dǎo)出圖6示出的等效電路。電池25與Ξ位置開(kāi)關(guān)50連接W便固定電阻Rc可W與正 DC電壓連接、與開(kāi)路連接或與負(fù)DC電壓連接。固定電阻Rc通過(guò)不平衡泄漏電阻Ru(可供選擇 地，在本文的分析中Ru可W改為與底盤地線連接)與正DC電壓化at連接。固定電阻Rdi過(guò)平衡 泄漏電阻RB進(jìn)一步與正和負(fù)DC電壓之間的中點(diǎn)（也就是化at/2)連接。
[006引當(dāng)開(kāi)關(guān)50打開(kāi)時(shí)在電阻Rc和電池總線電壓Vbat-之間可用的電壓可W被解析為圖7 的戴維南(ThSvenin)等效電路中的戴維南電壓Vthev，其中戴維南電阻Rthev是不平衡泄漏電 阻Ru和平衡泄漏電阻化的并聯(lián)結(jié)合。當(dāng)開(kāi)關(guān)50處于打開(kāi)位置時(shí)(也就是上部和下部開(kāi)關(guān)都是 打開(kāi)的），將沒(méi)有電流流過(guò)。因此，固定電阻的電壓(此處表示為第一底盤電壓Vm)等于戴維 南電壓Vthev。而且，使用圖4或5，戴維南電壓Vthev也滿足公式：
[0066] Vthev =化化· Rn/(Rn+Rp) (等式 1)
[0067] 其中Rn是電阻330而Rp是電阻320。當(dāng)采樣開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，檢測(cè)表示為VcH2的第二底盤 電壓。當(dāng)上部(也就是高)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，底盤電壓將表示為VCH2-HIGH，W及當(dāng)下部開(kāi)關(guān)閉合時(shí)， 底盤電壓將表不為VCH2-L0W。
[0068] 在圖7的戴維南等效電路中，戴維南電阻Rthev是不平衡泄漏電阻Ru和平衡泄漏電阻 化的并聯(lián)結(jié)合，其可W表示為如下：
[0069]
(等式 2)
[0070] VSW是當(dāng)其中一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)測(cè)量的電壓。對(duì)于當(dāng)下部采樣開(kāi)關(guān)（圖5中的47)閉合 時(shí)的情況，戴維南電壓變?yōu)椋?br>[0071] V化ev=(R&ev+Rc) · IRC (等式3)
[0072] 其中iRC是穿過(guò)固定電阻Rc的電流。此外，電流iRC滿足：
[0073] iRc = VSW/Rc (等式 4)
[0074] 當(dāng)下部開(kāi)關(guān)閉合情況下測(cè)量電壓VSW時(shí)，則解方程3和4得到：
[007引 Rthev =化· [(VcHl/VcH2-L0W)-l] (等式5)
[0076]對(duì)于當(dāng)使用下部采樣開(kāi)關(guān)的情況根據(jù)檢測(cè)到的（現(xiàn)慢的）電壓Vbat、VcH擬及VCH2-L0W 來(lái)結(jié)合等式2和5、得到總線泄漏電阻的計(jì)算，如下：
[0080]如上所示，一個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合可能潛在的足W估算泄漏電阻Rn和Rp。然而，當(dāng)其中一 個(gè)泄漏電阻接近無(wú)窮大時(shí)，等式6可能變得無(wú)定義。因而，在所有情況下可能需要繼續(xù)使用 上部和下部采樣開(kāi)關(guān)及它們相關(guān)的計(jì)算)操作。因而，本發(fā)明還檢查當(dāng)上部采樣開(kāi)關(guān)(圖 4中的44)閉合時(shí)的情況。使用上部開(kāi)關(guān)閉合情況下測(cè)量的第二底盤電壓VCH2-HIGH產(chǎn)生用于總 線泄漏電阻的值如下：
[0084] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，閉合下部采樣開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)在等式6中使用的值VcH2-L〇wW 及閉合上部采樣開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)在等式8中使用的值VCH2-HIGH(兩個(gè)開(kāi)關(guān)都打開(kāi)的情況下僅檢測(cè) 一次Vm的值）。
[0085] 在另一實(shí)施例中，根據(jù)哪個(gè)泄漏電阻較小(也就是遠(yuǎn)離無(wú)窮大）的確定來(lái)使用等式 6和7或使用等式8和9。圖8示出了該可供選擇的方法，其中采樣開(kāi)關(guān)打開(kāi)的情況下在步驟51 中測(cè)量第一底盤電壓VcHi。在步驟52中，執(zhí)行核查W確定測(cè)量的第一底盤電壓VcHi是否小于 電池電壓Vb的一半(也就是總線泄漏電阻是否導(dǎo)致底盤地線接近于正或負(fù)總線電壓）。如果 是，則閉合上部采樣開(kāi)關(guān)并且在步驟53中測(cè)量第二底盤電壓VCH2-HIGH。在步驟54中，使用等式 8和9計(jì)算總線泄漏電阻。如果第一底盤電壓VcHi大于或等于電池電壓Vb的一半則閉合下部 采樣開(kāi)關(guān)并且在步驟55中測(cè)量第二底盤電壓VCH2-L0W。在步驟56中，使用等式6和7計(jì)算總線 泄漏電阻。
[0086] 根據(jù)計(jì)算的泄漏電阻，使用具有較低絕緣性的總線計(jì)算絕緣值。因此，在步驟57中 選擇計(jì)算的泄漏電阻的較小者。選擇的較小的泄漏電阻除W預(yù)定的電壓W便計(jì)算絕緣值。 預(yù)定的電壓可W由DC源的測(cè)量電壓(Vb)或預(yù)定的恒定電壓（例如，標(biāo)稱系統(tǒng)電壓或由規(guī)則 指定的值)組成?？蒞如下計(jì)算絕緣值：
[0087]
(等式 10)
[0088] 其中Vb可W是測(cè)量的電池電壓或預(yù)定值，例如500V。更具體地說(shuō)，在步驟57中執(zhí)行 核查來(lái)確定正總線泄漏電阻化是否小于負(fù)總線泄漏電阻Rn。如果是運(yùn)樣，則在步驟58中使用 Rp計(jì)算絕緣值。否則，在步驟59中使用Rn計(jì)算絕緣值。將產(chǎn)生的絕緣值與絕緣闊值(例如，500 歐/伏)進(jìn)行比較，如果其小于闊值則本發(fā)明在步驟58或59中產(chǎn)生已經(jīng)檢測(cè)到反常的情況的 警報(bào)信號(hào)。發(fā)信號(hào)可W由告知駕駛員情況和/或由電力總線自動(dòng)斷開(kāi)DC電源(例如，打開(kāi)接 觸器開(kāi)關(guān)）。
[0089] 可W進(jìn)一步使用泄漏電阻化和Rn的計(jì)算值W分開(kāi)電阻的平衡和不平衡分量W便隨 著時(shí)間可W監(jiān)測(cè)該分量W便檢測(cè)或預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)中的某些潛在的故障。隨著時(shí)間的過(guò)去可 識(shí)別即將發(fā)生的故障的方式變化的平衡泄漏電阻的示例包括a)絕緣擊穿，和b)燃料電 池系統(tǒng)中的冷卻水去離子裝置的效用損失。隨著時(shí)間的多個(gè)泄漏電阻測(cè)量可W被分為平 衡/不平衡分量并且存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。使用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(例如，平衡或不平衡分量）內(nèi)的大小 和斜率預(yù)測(cè)潛在的故障。隨著時(shí)間可W變化的不平衡泄漏電阻的示例包括電池端子與底盤 的接觸、與底盤的導(dǎo)線接觸W及其它形式的接觸。
[0090] 可W如下分離泄漏電阻Rp和Rn的計(jì)算值。泄漏電阻Rp和Rn中的較大的一個(gè)將對(duì)應(yīng) 于平衡電阻，也就是化ai=max(Rp，Rn)。運(yùn)是因?yàn)榘凑斩x化al的值從底盤地線到正和負(fù)總線 必須相同。從正或負(fù)總線到地線的不平衡電阻與化al值并聯(lián)存在。由于并聯(lián)電阻總是導(dǎo)致總 電阻低于并聯(lián)電阻中的每個(gè)，化和Rn的最大值對(duì)應(yīng)于平衡電阻。因而，在步驟60中化al的值被 選擇為總線泄漏電阻的最大值。
[0091] 在步驟61中可W使用化和Rn如下計(jì)算不平衡電阻分量：
[0092]
(等式 11)
[0093] 總線泄漏電阻化和Rn的分量可W在圖9示出的電池接觸器2&1和2^3的一側(cè)或兩側(cè) 上存在。能夠分離電阻的運(yùn)些單獨(dú)的分量的值將是有益的。特別地，在電池的接觸器側(cè)的泄 漏電阻的平衡部分(顯示為泄漏電阻34和35)。首先，接觸器打開(kāi)的情況下，如上所述獲得泄 漏電阻Rp-Dpen和Rn-Dpen。然后，接觸器閉合，可W獲得泄漏電阻Rp-clDsed和Rn-clDsed的新的值。然 后可W如下計(jì)算電池側(cè)平衡泄漏電阻化b和Rnb的值：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電動(dòng)車輛，包含： 正總線，所述正總線可連接到DC電源的正輸出端； 負(fù)總線，所述負(fù)總線可連接到所述DC電源的負(fù)輸出端； 在所述車輛內(nèi)分布的底盤地線； 具有第一采樣開(kāi)關(guān)的第一檢測(cè)器電路，所述第一采樣開(kāi)關(guān)可選擇地將第一固定電阻連 接在第一個(gè)所述總線和所述底盤地線之間，其中在所述第一采樣開(kāi)關(guān)分別打開(kāi)和閉合的情 況下，所述第一檢測(cè)器電路檢測(cè)底盤地線和被選擇的其中一個(gè)所述總線之間的第一和第二 電壓；以及 控制電路，所述控制電路根據(jù)所述第一和第二電壓以及所述DC電源的所述正和負(fù)輸出 端之間的源電壓來(lái)識(shí)別總線泄漏電阻。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述第一個(gè)所述總線是所述負(fù)總線，以及其中所述 控制電路根據(jù)以下公式識(shí)別所述負(fù)總線的泄漏電阻R n:其中Rc是所述第一固定電阻，％故是所述源電壓，VCH1是所述第一電壓，以及VCH2是所述第 二電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，其中所述控制電路根據(jù)以下公式識(shí)別所述正總線的泄 漏電阻Rp:4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述第一個(gè)所述總線是所述正總線，以及其中所述 控制電路根據(jù)以下公式識(shí)別所述正總線的泄漏電阻R P:其中Rc是所述第一固定電阻，％故是所述源電壓，VCH1是所述第一電壓，以及VCH2是所述第 二電壓。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中所述控制電路根據(jù)以下公式識(shí)別所述負(fù)總線的泄 漏電阻Rn:6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，進(jìn)一步包含： 具有第二采樣開(kāi)關(guān)的第二檢測(cè)器電路，所述第二采樣開(kāi)關(guān)可選擇地將第二固定電阻連 接在第二個(gè)所述總線和所述底盤地線之間，其中在所述第二采樣開(kāi)關(guān)分別打開(kāi)和閉合的情 況下，所述第二檢測(cè)器電路檢測(cè)所述底盤地線和第二個(gè)所述總線之間的第三和第四電壓； 其中所述控制電路根據(jù)所述第三和第四電壓以及所述源電壓來(lái)識(shí)別另一總線泄漏電 阻。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述控制電路配置為當(dāng)絕緣值小于閾值時(shí)使所述 正和負(fù)總線與所述DC電源斷開(kāi)，其中所述絕緣值是所述識(shí)別的泄漏電阻與預(yù)定的電壓的比 值。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其中所述預(yù)定的電壓是預(yù)定的常數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其中所述預(yù)定的電壓由所述源電壓組成。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK105823926SQ201610059644
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】艾倫·羅伊·蓋爾, 本·A·塔巴托斯基·布什, 理查德·威廉·考茨
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司