学习关于绝缘检测快检、负载端检测等问题的实现方案

cengjili

最近又再看绝缘检测的专利，看能不能找到新的idea；绝缘检测的专利写得太多了，也很全，基本可知的方向都快被写完了。



前面关于绝缘检测总结过4篇文章，大家感兴趣可以翻翻；今天想再总结下关于绝缘检测的几个有代表性的专利方案。

注入直流源方案

注入直流源的方案之前介绍过，典型代表是比亚迪的专利《CN105527498B 电动汽车及其高压部件对地绝缘电阻的检测方法及装置》中，有介绍其工作原理，如下图所示：在车身地与电池负极之间串入了第一、第二直流电源，通过开关来进行切换；然后通过检测电路计算出监测点电位，进而列出方程组求解绝缘电阻；这里直流电源代替了电桥法的桥臂电阻。



检测继电器后端的绝缘电阻方案

在某些应用下，要求当整车未上高压电时，需要提前将电池包主继电器后端的绝缘情况也识别出来，此时负载端是没有电源的，所以使用电桥法是无法检测出来。



针对此种情况，宁德时代的专利《CN110967606A 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统》中介绍了一种方法，如下图所示：在负载端单独使用了一个隔离电源Y1作为绝缘检测使用，然后再应用电桥法就可以实现负载端的绝缘检测；当然也可以进一步做变形，去掉桥臂电阻，而增加成两个隔离电源Y1\Y2的形式，做成前面的直流注入法方案。下图中负载端还存在一个V2电源，这个是为了避免ADC采样出现负值而加的偏置电源。



另外，在LG化学的一篇专利《CN109564266A 通过使用负极继电器来测量电池组的绝缘电阻的装置和方法》中还介绍了这样一种方法：绝缘检测电路可以认为是传统的电桥法，但新颖性在于两点，一是通过闭合主负继电器的方式来将负载端的绝缘电阻连接过来；二是由于负载端的X电容的存在，在负极继电器闭合的瞬间，相当于负载端的正对地、负对地的绝缘电阻为并联状态，进而可以被采集到，这种方法实际比较少见。



绝缘快检方案

有的应用中要求整车上电前在几百ms内将绝缘检测结果第一次上报，目的是提前预警，当然此时的绝缘采样精度可以适当放宽要求；因为Y电容的存在，一般电桥法是做不到的。

在LG化学的专利《CN106461733B 能够快速测量绝缘电阻的绝缘电阻测量设备和方法》中介绍了一种快检方案，即采用预测的方法来计算绝缘电阻；如下图，绝缘检测电路就是传统的电桥法，即通过桥臂开关来设置成两种电路状态，然后列方程求解。



这个专利的创新点在于它在计算绝缘电阻时，不会等到电路稳定，而是通过电路的RC充放电曲线来预测其最终收敛的稳态值，然后通过预测到的稳态值去带入方程计算绝缘电阻；稳态值预测的理论基础如下图所示，简单讲就是首先运用戴维南定理化简电路为简单的RC串联的充放电模型，然后在等周期间隔采样三个点y1\y2\y3，这三个点的瞬态电压值与其最终收敛值yf的关系如下图中的方程9所示。



所以，整个快检方案实现的流程图如下；这种方案的前提是假设系统的R、C、电池总电压都是一个常量，在快检时保持不变，否则此方案不成立；感兴趣可以具体读下专利。



总结：

今天是女生节，祝福广大女同胞们节日快乐，不过感觉关注此公众号的大部分都是男同学；以上所有，仅供参考。

yuanyou

针对绝缘检测快检、负载端检测等问题的实现方案，我作为汽车工程师，深知绝缘检测在电动汽车安全领域的重要性。对于您提到的注入直流源方案，这是目前较为常见的检测方法之一。针对您所提及的专利过多、创新空间有限的问题，建议从实际应用场景出发，寻找差异化创新点。比如考虑不同材料的绝缘性能、温度变化对绝缘的影响等因素，结合先进的检测技术和算法，提高检测的准确性和效率。同时，关注负载端检测的特性和挑战，结合具体需求制定专门的检测方案。未来，绝缘检测将与整车智能化、网络化趋势相结合，发展潜力巨大。

babylemon828

作为汽车工程师，针对绝缘检测快检和负载端检测等问题的实现方案，回复如下：

关于绝缘检测的专利众多，但是每一项技术方案都有其独特之处。关于注入直流源方案，这是目前较为成熟的一种技术。如比亚迪的专利所述，该方案通过切换直流电源，检测监测点电位来实现绝缘电阻的精确测量。此外，还可考虑其他方案如交流注入法、红外检测等。对于负载端检测，需考虑电流、电压的变化对检测结果的影响，确保检测的准确性和稳定性。建议深入研究各种方案的优缺点，结合实际需求选择或优化技术方案。同时，创新始终是推动技术进步的关键，希望您能发掘更多新的idea，为汽车行业的绝缘检测做出贡献。