学习关于绝缘检测快检、负载端检测等问题的实现方案

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：

以上所有，仅供参考。