用于电动车辆的牵引电池泄漏检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 在此公开了一种用于电动车辆的牵引电池漏电检测系统。
【背景技术】
[0002] 用于检测机动车辆的高电压系统中的电气隔离问题的有效系统会是重要的。在检 测车辆电池的电流泄漏时会意识到电气隔离问题。泄漏检测电路可被设计为用于检测这样 的问题。
【发明内容】
[0003] 一种用于车辆的电池组的泄漏检测系统可包括检测电路，所述检测电路具有使电 池组的正极端子接地的第一侧和使电池组的负极端子接地的第二侧，并且所述检测电路在 第一侧和第二侧中包括仅仅一个开关。所述系统还可包括：测量电路，被构造成测量当开关 断开和闭合时第一侧和第二侧中的一个的电阻器处的电压；控制器，被配置成基于所述电 压输出与电池组相关联的泄漏。
[0004] 一种用于检测车辆电池泄漏的方法可包括：接收第一电压测量值，所述第一电压 测量值指示当与电池相关联的泄漏检测电路的正极侧和负极侧中的一个处的开关断开时， 该电路的正极侧和负极侧中的另一个的电阻器处的电压；接收第二电压测量值，所述第二 电压测量值指示当开关闭合时所述电阻器处的电压；基于第一电压测量值和第二电压测量 值输出与电池相关联的总的泄漏电阻。
[0005] 根据本发明的一个实施例，输出总的泄漏电阻包括：计算泄漏检测电路的正极侧 和负极侧中的每个处的泄漏电阻。
[0006] 根据本发明的一个实施例，正极侧和负极侧中的每个处的泄漏电阻基于第一电压 测量值和第二电压测量值。
[0007] 根据本发明的一个实施例，响应于开关断开而接收所述第一电压测量值。
[0008] 根据本发明的一个实施例，在自开关断开过去预定时间段时接收所述第一电压测 量值。
[0009] 根据本发明的一个实施例，响应于开关闭合而接收所述第二电压测量值。
[0010] 根据本发明的一个实施例，在自开关闭合过去预定时间段时接收所述第二电压测 量值。
[0011] 一种泄漏检测系统可包括泄漏电路，所述泄漏电路在电池的正极端子和地之间以 及在电池的负极端子和地之间限定电流通路，并且所述泄漏电路包括布置在所述电流通路 中的仅仅一个开关和至少一个电阻器，使得与开关的断开和闭合状态相关联的电阻器两端 的电压指示电池泄漏。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述至少一个电阻器形成RC电路的一部分。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述开关设置在正极端子和地之间的电流通路中的一 个中，所述至少一个电阻器设置在负极端子和地之间的电流通路中的一个中。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述开关设置在负极端子和地之间的电流通路中的一 个中，所述至少一个电阻器设置在正极端子和地之间的电流通路中的一个中。
【附图说明】
[0015] 图1示出了具有电池组的示例性的混合动力电动车辆；
[0016] 图2A和图2B示出了示例性的泄漏检测电路；
[0017] 图3示出了用于确定电路泄漏的示例性的过程；
[0018] 图4是示出了泄漏电阻的示例图。
【具体实施方式】
[0019] 根据需要，在此公开了本发明的详细的实施例；然而，应理解的是，公开的实施例 仅仅是本发明的示例，本发明可以以多种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸 大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不 应解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。
[0020] 电气隔离对BEV (电池电动车辆）、PHEV (插电式混合动力电动车辆）和HEV (混合 动力电动车辆）以及其他车辆来说会是重要的。通过测量泄漏电阻，可在电池组和底盘之 间检测到隔离问题。因此，需要高效而准确的泄漏检测系统。
[0021] 在此描述了一种泄漏检测系统，所述泄漏检测系统包括泄漏检测电路，所述泄漏 检测电路被构造成检测电池两侧（即，正极侧和负极侧）的泄漏，而不管每侧的泄漏值如 何。如果泄漏检测系统设计欠佳并且在电池的每侧检测到近似的泄漏，那么总泄漏会是不 可检测的。
[0022] 在本泄漏检测电路中，简化的设计连同增强的泄漏检测过程使得泄漏检测系统能 够检测电池两侧的泄漏，而不管其泄漏值如何。所述电路可包括开关以及位于与开关相对 的电池侧的电压测量电路。所述电路消除了对额外的开关和电压测量器件的需要，同时准 确地预测电池两侧的泄漏，而不管条件如何（例如，所述条件包括电池每侧的泄漏量近似， 这会使预测量偏斜）。
[0023] 图1示出了车辆100的示例。插电式混合动力电动车辆102可包括机械地连接至 混合动力传动装置106的一个或更多个电动马达104。另外，混合动力传动装置106机械 地连接至发动机108。混合动力传动装置106还可机械地连接至驱动轴111，驱动轴111机 械地连接至车轮112。当发动机108关闭（例如，车辆以电动车辆模式工作）时，电动马达 104能够提供推进力。当车辆102减速时，电动马达104能够提供减速能力。电动马达104 可被构造成用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量 而提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆102可在特定状况下以电动车辆模式运行， 因此电动马达104还可减少污染物排放。
[0024] 电池组114储存可被电动马达104使用的能量。车辆电池组114通常提供高电压 DC输出。电池组114电连接至电力电子模块116。电力电子模块116还电连接至电动马达 104,并提供在电池组114和电动马达104之间双向传输能量的能力。例如，典型的电池组 114可提供DC电压，而电动马达104可能需要三相AC电流来运转。电力电子模块116可将 DC电压转换为电动马达104所需要的三相AC电流。在再生模式下，电力电子模块116将把 来自用作发电机的电动马达104的三相AC电流转换为电池组114所需要的DC电压。在此 描述的方法同样适用于纯电动车辆或使用电池组的任何其他装置。
[0025] 电池组114除提供用于推进的能量之外，还可为其他的车辆电气系统提供能量。 典型的系统可包括将电池组114的高电压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC 供应的DC/DC转换器模块118。其他高电压负载（例如，压缩机和电加热器）可直接连接到 来自电池组114的高电压总线。在典型的车辆中，低电压系统电连接至12V电池120。纯电 动车辆可具有类似的结构但是没有发动机108。
[0026] 电池组114可通过外部电源126进行再充电。外部电源126可通过电连接至充电 端口 124而向车辆102提供AC或DC电力。充电端口 124可以是被构造成将来自外部电 源126的电力传输到车辆102的任何类型的端口。充电端□ 124可电连接到电力转换模块 122。电力转换模块122可调节来自外部电源126的电力，以向电池组114提供合适的电压 和电流水平。在一些应用中，外部电源126可被配置用于向电池组114提供合适的电压和 电流水平，并且电力转换模块122可以不是必需的。在一些应用中，电力转换模块122的功 能可存在于外部电源126中。车辆发动机、传动装置、电动马达和电力电子器件可由动力传 动系统控制模块（PCM) 128控制。
[0027] 电池组114还可包括电池组控制器130。电池组控制器130包括泄漏检测电路135 或检测电路135 (如图2A和图2B所示）。电池组控制器130可控制和监测电池组114的性 能。电池组控制器130可接收来自泄漏检测电路135的电压测量值，以确定从高电压系统 到车辆底盘是否已经出现隔离问题。控制器130可包括被配置为促进过程300(下面参照 图3进行描述）的处理器和存储器。
[0028] 图1除示出插电式混合动力车辆之外，还可示出电池电动车辆（BEV)、传统的混合 动力电动车辆（HEV)和动力分流式混合动力电动车辆。所讨论的各种组件可具有一个或更 多个相关联的控制器（包括电池组控制器130)，以控制和监测所述组件的运行。所述控制 器可经由串行总线（例如，控制器局域网（CAN))或经由离散导体进行通信。
[0029] 图2A示出了示例性的泄漏检测电路135,其具有两侧：第一正极（左）侧和第二 负极（右）侧（以下称为正极侧和负极侧）。泄漏检测电路135可包括：
[0030] Sff 开关
[0031] Rlp 正极侧的泄漏电阻
[0032] Rln 负极侧的泄漏电阻
[0033] R1 电阻器
[0034] R2 电阻器
[0035] Vlpi SW闭合时正极侧的泄漏电压
[0036] Vlni SW闭合时负极侧的泄漏电压
[0037] Vpi SW闭合时电池组的电压
[0038] \P2 SW断开时正极侧的泄漏电压
[0039] SW断开时负极侧的泄漏电压
[0040] VP2 SW断开时电池组的电压
[0041] 除上面所述之外，电路135还可包括至少一个地（grnd)。因为电池组114和底盘 具有相同的地，所以电路135和底盘也可具有相同的地。电路的正极侧可使电池组114的 正极端子接地，电路的负极侧可使电池组114的负极端子接地。电路135可在每个端子和 地之间限定电流通路。电路135的至少一部分可形成RC电路（resistance-capacitance circuit，阻容电路）。
[0042] 在实践中，从电池的正极端子和负极端子两者测量泄漏。在图2A中，1^和Ru可 以不是物理电阻器，而是可分别指示正极侧和负极侧的泄漏电阻。总泄漏是这两个泄漏电 阻的并联组合。小的泄漏电阻可指示有泄漏，而大的泄漏电阻可指示无泄漏。针对碰撞（或 事故）后最大泄漏电阻的联邦机动车辆安全标准（FMVSS)可以是500 〇hm/v〇lt (欧姆/伏 特）。严重故障阈值电阻可以是100〇hm/volt，这是ISO 6469-3所推荐的。
[0043] 开关SW可以是光MOS继电器开关或者任何其他开关。电流电路135仅包括一个 开关，所述开关可断开和闭合以收集泄漏电压ν ?Ρ。开关SW可由控制器130或者电路135内 的一些其他机构控制。控制器130可根据特定的触发事件而指示开关断开和闭合。这些触