具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备及使用该设备的故障自诊断方法

IPC分类号 : G01R31/36,H01M10/48,G01R31/12,G01R27/00

申请号

CN201380016860.8

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专利摘要

公开了一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备以及使用绝缘电阻测量设备来自诊断故障的方法。根据本发明的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来确定绝缘电阻测量设备是否出现故障。根据本发明，借助于能够测量绝缘电阻的绝缘电阻测量设备的固有功能可以自诊断是否存在故障。

权利要求

1.一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，所述设备包括：

第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元，其分别连接到电池的阴极端子和阳极端子；

第一诊断单元和第二诊断单元，其分别连接到所述电池的阳极端子和阴极端子；

第一开关和第二开关，其选择性地将所述第一绝缘电阻测量单元和所述第二绝缘电阻测量单元连接到所述阴极端子和所述阳极端子以形成彼此不同的第一电路和第二电路；

第三开关和第四开关，其选择性地将所述第一诊断单元和所述第二诊断单元连接到所述阳极端子和所述阴极端子以形成彼此不同的第三电路和第四电路；

电压检测单元，其用于感测施加到所述第一绝缘电阻测量单元和所述第二绝缘电阻测量单元的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一诊断检测电压和第二诊断检测电压；以及

控制单元，其用于向所述第一开关至第四开关输出控制信号，并通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

2.根据权利要求1所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述第二绝缘电阻测量单元还包括DC电力施加单元。

3.根据权利要求2所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述控制单元执行：

由从所述第一绝缘检测电压和所述第二绝缘检测电压以及所述第一电路和所述第二电路得出的联立电路方程计算在所述阴极端子处的绝缘电阻值和在所述阳极端子处的绝缘电阻值，

由从所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压以及所述第三电路和所述第四电路得出的联立电路方程计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值，以及然后

通过比较绝缘电阻值与诊断电阻值来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

4.根据权利要求2所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述控制单元执行：

由从所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压以及所述第三电路和所述第四电路得出的联立电路方程计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值，以及

通过比较在所述阴极端子和所述阳极端子处的诊断电阻值与所述第一诊断单元和所述第二诊断单元的电阻值并检查比较结果是否落入预设的误差范围内来确定是否出现故障。

5.根据权利要求2所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述控制单元通过比较绝缘检测电压与诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

6.根据权利要求3所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述控制单元通过使用以下方程来计算在所述阴极端子处的绝缘电阻值和在所述阳极端子处的绝缘电阻值：

$R_{Leak (+)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{D (V_{Bat} - A) + BC}$

$R_{Leak (-)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{B (V_{Bat} - A) + AD}$

∴ $A = (\frac{V_{1}}{R_{2}}) R_{1} + V_{1}$

∴ $B = \frac{V_{1}}{R_{2}}$

∴ $C = (\frac{V_{DC} - V_{2}}{R_{2}}) R_{1} - V_{2}$

∴ $D = \frac{V_{DC} - V_{2}}{R_{2}}$

其中V_Bat代表所述电池的电压值，V₁代表第一绝缘检测电压，V₂代表第二绝缘检测电压，V_DC代表所述DC电力施加单元的电压值，R₁代表第一电阻器的电阻值，R₂代表第二电阻器的电阻值，R_Leak(+)代表所述阴极端子处的绝缘电阻值，以及R_Leak(-)代表所述阳极端子处的绝缘电阻值。

7.根据权利要求3或4所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述控制单元通过使用以下方程来计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值：

$R_{Diag (+)} = R_{4} / / R_{Leak (+)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{D (V_{Vat} - A) + BC}$

$R_{Diag (-)} = R_{3} / / R_{Leak (-)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{B (V_{Vat} - A) + AD}$

∴ $A = (\frac{V_{3}}{R_{2}}) R_{1} + V_{3}$

∴ $B = \frac{V_{3}}{R_{2}}$

∴ $C = (\frac{V_{DC} - V_{4}}{R_{2}}) R_{1} - V_{4}$

∴ $D = (\frac{V_{DC} - V_{4}}{R_{2}})$

其中V_Bat代表所述电池的电压值，V₃代表第一诊断检测电压，V₄代表第二诊断检测电压，V_DC代表所述DC电力施加单元的电压值，R₁代表第一电阻器的电阻值，R₂代表第二电阻器的电阻值，R₃代表所述第一诊断单元的电阻值，R₄代表所述第二诊断单元的电阻值，R_Leak(+)代表所述阴极端子处的绝缘电阻值，R_Leak(-)代表所述阳极端子处的绝缘电阻值，R_Diag(+)代表在所述阴极端子处的诊断电阻值，以及R_Diag(-)代表在所述阳极端子处的诊断电阻值。

8.根据权利要求2所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，还包括存储器单元，所述存储器单元存储所述电池的电压值、所述DC电力施加单元的电压值、所述第一绝缘电阻测量单元的电阻值和所述第二绝缘电阻测量单元的电阻值、所述第一诊断单元的电阻值和所述第二诊断单元的电阻值、所述阴极端子处的计算绝缘电阻值和所述阳极端子处的计算绝缘电阻值、以及所述阴极端子处的计算诊断电阻值和所述阳极端子处的计算诊断电阻值。

9.根据权利要求1所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，还包括用于与外部装置形成通信接口的传输单元，

其中所述控制单元借助于所述传输单元向所述外部装置传输有关是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障的信息。

10.根据权利要求9所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，

其中所述外部装置是电池分析装置或电池被装载于其上的系统的控制装置。

11.根据权利要求1所述的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，还包括用于输出视觉或音频警报信号以通知是否出现故障的警报单元，

其中当在所述绝缘电阻测量设备处出现故障时，所述控制单元借助于所述警报单元输出警报信号以便以视觉或音频方式通知所述绝缘电阻测量设备的故障。

12.一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，所述设备包括：

绝缘电阻测量单元，其连接到电池的阴极端子或阳极端子；

诊断单元，其连接到所述电池的阳极端子或阴极端子；

开关单元，其用于选择性地将所述绝缘电阻测量单元的一端连接到所述电池的阳极端子或阴极端子，选择性地将所述绝缘电阻测量单元的另一端连接到地或DC电力施加单元，以及选择性地将所述诊断单元连接到所述电池的阳极端子或阴极端子；

电压检测单元，其用于感测施加到所述绝缘电阻测量单元的绝缘检测电压和诊断检测电压；以及

控制单元，其用于向所述开关单元输出控制信号，并通过使用在所述诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的绝缘检测电压以及在所述诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

13.一种电池的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，所述方法通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及在所述诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来自诊断是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障，所述方法包括：

(a)形成绝缘电阻测量模式且随后检测所述第一绝缘检测电压和所述第二绝缘检测电压；

(b)形成故障自诊断模式并随后检测所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压；以及

(c)通过使用绝缘检测电压和诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

14.根据权利要求13所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，

其中所述第二绝缘检测电压和所述第二诊断检测电压在包括DC电力施加单元的电路中被检测。

15.根据权利要求14所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，其中步骤(c)包括：

由从所述第一绝缘检测电压和所述第二绝缘检测电压以及所述绝缘电阻测量模式得出的联立电路方程计算在阴极端子处的绝缘电阻值和在阳极端子处的绝缘电阻值，

由从所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压以及所述故障自诊断模式得出的联立电路方程计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值，以及然后

通过比较绝缘电阻值与诊断电阻值来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

16.根据权利要求14所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，其中步骤(c)包括：

由从所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压以及所述故障自诊断模式得出的联立电路方程计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值，以及

通过检查在所述阴极端子和所述阳极端子处的诊断电阻值落入预设的误差范围内来确定是否出现故障。

17.根据权利要求14所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，

其中步骤(c)通过比较绝缘检测电压与诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

18.根据权利要求15所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，

其中步骤(c)通过使用以下方程来计算在所述阴极端子处的绝缘电阻值和在所述阳极端子处的绝缘电阻值：

$R_{Leak (+)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{D (V_{Bat} - A) + BC}$

$R_{Leak (-)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{B (V_{Bat} - A) + AD}$

∴ $A = (\frac{V_{1}}{R_{2}}) R_{1} + V_{1}$

∴ $B = \frac{V_{1}}{R_{2}}$

∴ $C = (\frac{V_{DC} - V_{2}}{R_{2}}) R_{1} - V_{2}$

∴ $D = \frac{V_{DC} - V_{2}}{R_{2}}$

19.根据权利要求15或16所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，

其中步骤(c)通过使用以下方程来计算在所述阴极端子处的诊断电阻值和在所述阳极端子处的诊断电阻值：

$R_{Diag (+)} = R_{4} / / R_{Leak (+)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{D (V_{Vat} - A) + BC}$

$R_{Diag (-)} = R_{3} / / R_{Leak (-)} = \frac{(V_{Bat} - A) (V_{Bat} - C) - AC}{B (V_{Vat} - A) + AD}$

∴ $A = (\frac{V_{3}}{R_{2}}) R_{1} + V_{3}$

∴ $B = \frac{V_{3}}{R_{2}}$

∴ $C = (\frac{V_{DC} - V_{4}}{R_{2}}) R_{1} - V_{4}$

∴ $D = (\frac{V_{DC} - V_{4}}{R_{2}})$

其中V_Bat代表所述电池的电压值，V₃代表第一诊断检测电压，V₄代表第二诊断检测电压，V_DC代表所述DC电力施加单元的电压值，R₁代表第一电阻器的电阻值，R₂代表第二电阻器的电阻值，R₃代表第一诊断单元的电阻值，R₄代表第二诊断单元的电阻值，R_Leak(+)代表所述阴极端子处的绝缘电阻值，R_Leak(-)代表所述阳极端子处的绝缘电阻值，R_Diag(+)代表在所述阴极端子处的诊断电阻值，以及R_Diag(-)代表在所述阳极端子处的诊断电阻值。

20.根据权利要求14所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，还包括：

存储所述电池的电压值、所述DC电力施加单元的电压值、第一绝缘电阻测量单元的电阻值和第二绝缘电阻测量单元的电阻值、第一诊断单元的电阻值和第二诊断单元的电阻值、所述阴极端子处的计算绝缘电阻值和所述阳极端子处的计算绝缘电阻值、以及所述阴极端子处的计算诊断电阻值和所述阳极端子处的计算诊断电阻值。

21.根据权利要求13所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，还包括：

(d)向外部装置传输有关是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障的信息。

22.根据权利要求13所述的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，还包括：

(d)当在所述绝缘电阻测量设备处出现故障时，向使用者输出视觉或音频警报。

23.一种电池的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，所述方法通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)以及在所述诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)由绝缘电阻测量单元检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来自诊断是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障，所述方法包括：

(a)选择性地将所述绝缘电阻测量单元的一端连接到所述电池的阳极端子或阴极端子以及选择性地将所述绝缘电阻测量单元的另一端连接到地或DC电力施加单元以形成绝缘电阻测量模式，并且检测所述第一绝缘检测电压和所述第二绝缘检测电压；

(b)将所述诊断单元连接到所述电池的阳极端子或阴极端子以形成第一诊断模式和第二诊断模式，并且随后检测所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压；以及

(c)通过使用所述第一绝缘检测电压和所述第二绝缘检测电压以及所述第一诊断检测电压和所述第二诊断检测电压来确定是否在所述绝缘电阻测量设备处出现故障。

说明书

技术领域

本公开涉及绝缘电阻测量设备和方法，且更具体地涉及用于诊断可测量由比如电动车或混合动力电动车的要求高电压的电池供电系统采用的电池的绝缘电阻的装置的故障的绝缘电阻测量设备和使用该绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法。

本申请要求2012年3月27日提交的韩国专利申请No.10-2012-0030942和2013年3月26日提交的韩国专利申请No.10-2013-0031933的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

近年来，由于矿物能量的消耗和环境污染，对可能利用电能而不是矿物能量操作的电产品的兴趣日益增加。

因此，随着移动装置、电动车、混合动力车辆、能量存储装置、不间断电源等的增加的开发和消费，作为能量源的二次电池的消费迅速增加以及其各自形式也迅速增加。因而，二次电池正被非常积极地研究以应付这种多样的需求。

同时，使用高动力大容量二次电池的装置(比如，电动车或混合动力车辆)需要维持装置和二次电池之间的良好绝缘。如果没有的话，则二次电池的差的绝缘带来漏电流，这导致各种问题。仅供参考，漏电流引起二次电池的不期望的放电或设置在装置处的电子部件的故障。此外，在使用高电压电池的装置的情形中，比如，电动车，漏电流可给予人致命的电击。

为了解决由漏电流引起的问题，用于确定二次电池的绝缘状态的各种绝缘电阻测量装置正被开发和使用。然而，如果在绝缘电阻测量设备处发生故障使得绝缘电阻值不被精确地计算，则装置的有利效果变差且不可能解决由漏电流引起的各种问题。因此，存在对绝缘电阻测量设备的故障的自诊断的功能的另外需求。

发明内容

技术问题

本公开设计成解决现有技术的问题，且因此本公开涉及提供一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备和利用该绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，所述设备包括：第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元，其分别连接到电池的阴极端子和阳极端子；第一诊断单元和第二诊断单元，其分别连接到电池的阳极端子和阴极端子；第一开关和第二开关，其选择性地将第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元连接到阴极端子和阳极端子以形成彼此不同的第一电路和第二电路；第三开关和第四开关，其选择性地将第一诊断单元和第二诊断单元连接到阳极端子和阴极端子以形成彼此不同的第三电路和第四电路；电压检测单元，其用于感测施加到第一绝缘电阻测量单元和第二绝缘电阻测量单元的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一诊断检测电压和第二诊断检测电压；以及控制单元，其用于向所述第一开关至所述第四开关输出控制信号，并通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

优选地，第二绝缘电阻测量单元还可包括DC电力施加单元。

根据本公开的实施方式，控制单元可执行：由从第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一电路和第二电路得出的联立电路方程计算在阴极端子处的绝缘电阻值和在阳极端子处的绝缘电阻值，由从第一诊断检测电压和第二诊断检测电压以及第三电路和第四电路得出的联立电路方程计算在阴极端子处的诊断电阻值和在阳极端子处的诊断电阻值，以及然后通过比较绝缘电阻值与诊断电阻值确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

根据本公开的另一实施方式，控制单元可执行：由从第一诊断检测电压和第二诊断检测电压以及第三电路和第四电路得出的联立电路方程计算在阴极端子处的诊断电阻值和在阳极端子处的诊断电阻值，以及通过比较阴极端子和阳极端子处的诊断电阻值与第一诊断单元和第二诊断单元的电阻值并检查比较结果是否落入预设的误差范围内来确定是否出现故障。

根据本公开的另一实施方式，控制单元可通过比较绝缘检测电压与诊断检测电压来确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

在一个方面，控制单元可通过使用以下方程来计算在阴极端子处的绝缘电阻值和在阳极端子处的绝缘电阻值：

RLeak(+)=(VBat-A)(VBat-C)-ACD(VBat-A)+BC]]>

RLeak(-)=(VBat-A)(VBat-C)-ACB(VBat-A)+AD]]>

∴A=(V1R2)R1+V1]]>

∴B=V1R2]]>

∴C=(VDC-V2R2)R1-V2]]>

∴D=VDC-V2R2]]>

其中V_Bat代表电池的电压值，V₁代表第一绝缘检测电压，V₂代表第二绝缘检测电压，V_DC代表DC电力施加单元的电压值，R₁代表第一电阻器的电阻值，R₂代表第二电阻器的电阻值，R_Leak(+)代表阴极端子处的绝缘电阻值，以及R_Leak(-)代表阳极端子处的绝缘电阻值。

此外，控制单元可通过使用以下方程来计算在阴极端子处的诊断电阻值和在阳极端子处的诊断电阻值：

RDiag(+)=R4//RLeak(+)=(VBat-A)(VBat-C)-ACD(VVat-A)+BC]]>

RDiag(-)=R3//RLeak(-)=(VBat-A)(VBat-C)-ACB(VVat-A)+AD]]>

∴A=(V3R2)R1+V3]]>

∴B=V3R2]]>

∴C=(VDC-V4R2)R1-V4]]>

∴D=(VDC-V4R2)]]>

其中V_Bat代表电池的电压值，V₃代表第一诊断检测电压，V₄代表第二诊断检测电压，V_DC代表DC电力施加单元的电压值，R₁代表第一电阻器的电阻值，R₂代表第二电阻器的电阻值，R₃代表第一诊断单元的电阻值，R₄代表第二诊断单元的电阻值，R_Leak(+)代表阴极端子处的绝缘电阻值，R_Leak(-)代表阳极端子处的绝缘电阻值，R_Diag(+)代表在阴极端子处的诊断电阻值，以及R_Diag(-)代表在阳极端子处的诊断电阻值。

优选地，根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备还可包括存储器单元，所述存储器单元存储电池的电压值、DC电力施加单元的电压值、第一绝缘电阻测量单元的电阻值和第二绝缘电阻测量单元的电阻值、第一诊断单元的电阻值和第二诊断单元的电阻值、阴极端子处的计算绝缘电阻值和阳极端子处的计算绝缘电阻值以及阴极端子处的计算诊断电阻值和阳极端子处的计算诊断电阻值。

优选地，根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备还可包括用于与外部装置形成通信接口的传输单元，且控制单元可借助于所述传输单元向外部装置传输有关是否在绝缘电阻测量设备处出现故障的信息。在该情形中，外部装置可以是电池分析装置或电池被装载于其上的系统的控制装置。

优选地，根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备还可包括用于输出视觉或音频警报信号以通知是否出现故障的警报单元，且当在绝缘电阻测量设备处出现故障时，控制单元可借助于所述警报单元输出警报信号以便以视觉或音频方式通知绝缘电阻测量设备的故障。

在另一方面，还提供了一种具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备，所述设备包括：绝缘电阻测量单元，其连接到电池的阴极端子或阳极端子；诊断单元，其连接到电池的阳极端子或阴极端子；开关单元，其用于选择性地将绝缘电阻测量单元的一端连接到电池的阳极端子或阴极端子、选择性地将绝缘电阻测量单元的另一端连接到地或DC电力施加单元以及选择性地将诊断单元连接到电池的阳极端子或阴极端子；电压检测单元，其用于感测施加到绝缘电阻测量单元的绝缘检测电压和诊断检测电压；以及控制单元，其用于向所述开关单元输出控制信号，并通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的绝缘检测电压以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的诊断检测电压来确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

在又一方面，还提供了一种电池的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，所述方法通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)检测的第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来自诊断是否在绝缘电阻测量设备处出现故障，所述方法包括：(a)形成绝缘电阻测量模式且随后检测第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压；(b)形成故障自诊断模式并随后检测第一诊断检测电压和第二诊断检测电压；以及(c)通过使用绝缘检测电压和诊断检测电压来确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

在另外的方面，还提供了一种电池的绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法，所述方法通过使用在诊断单元未被连接的状态下(在绝缘电阻测量模式中)以及在诊断单元被连接的状态下(在故障自诊断模式中)由绝缘电阻测量单元检测的第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来自诊断是否在绝缘电阻测量设备处出现故障，所述方法包括：(a)选择性地将绝缘电阻测量单元的一端连接到电池的阳极端子或阴极端子以及选择性地将绝缘电阻测量单元的另一端连接到地或DC电力施加单元以形成绝缘电阻测量模式，并且检测第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压；(b)将诊断单元连接到电池的阳极端子或阴极端子以形成第一诊断模式和第二诊断模式，且随后检测第一诊断检测电压和第二诊断检测电压；以及(c)通过使用第一绝缘检测电压和第二绝缘检测电压以及第一诊断检测电压和第二诊断检测电压来确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

有益效果

根据本公开的一方面，通过使用可测量绝缘电阻的绝缘电阻测量设备的原始功能自诊断故障是可能的。

根据本公开的另一方面，通过向绝缘电阻测量设备添加最少的部件来实施故障自诊断功能是可能的。

根据本公开的另一方面，通过传输单元向电池所安装的装置或外部装置的控制器通知在绝缘电阻测量设备处发生故障是可能的。

根据本公开的另一方面，当发生故障时，通过使用警报单元向使用者通知在绝缘电阻测量设备处发生故障是可能的，这使得使用者能够采取必要措施。

附图说明

附图示出本公开的优选实施方式且与前述公开一起用于提供本公开的技术精神的进一步理解。然而，本公开不被认为限于附图，在附图中：

图1是示意性地显示了根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备和电池供电系统的等效电路的电路图；

图2是示意性地显示了根据本公开的实施方式的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备的等效电路的电路图；

图3是示意性地显示了第一电路的电路图；

图4是示意性地显示了第二电路的电路图；

图5是示意性地显示了第三电路的电路图；

图6是图5中描述的第三电路的等效电路；

图7是示意性地显示了第四电路的电路图；

图8是图7中描述的第三电路的等效电路；

图9是示意性地显示了根据本公开的另一实施方式的绝缘电阻测量设备的等效电路的电路图；

图10是示出了根据本公开的实施方式的使用绝缘电阻测量设备的故障自诊断方法的流程图；

图11是示出了根据本公开的另一实施方式的故障自诊断方法的流程图；以及

图12是示出了根据本公开的又一实施方式的故障自诊断方法的流程图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被认为限于一般和词典的意思，而是应基于在本发明人被允许为最佳解释而恰当地限定术语的原则的基础上对应于本公开的技术方面的意思和概念来解释。因此，本文推荐的描述仅是未图示目的的优选示例，而不是要限制本公开的范围，因此应理解，在不偏离本公开的精神和范围的情况下可以对本公开做出其他等同和修改。

图1是示意性地显示了电池供电系统的等效电路的电路图，根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备100被连接到该电池供电系统。

如图1所示，在包括多个电池串联或并联连接以形成电池组件的电池10和用于从电池10接收电力输出的负载20的电池供电系统中，根据本公开的绝缘电阻测量设备100连接到电池10的阴极端子和阳极端子。

电池10是电能存储单元且包括待电连接的多个可再充电的单元电池。单元电池是包括超级电容器或二次电池比如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池的电双层电容器。例如，在电池10是在电动车或混合动力车辆中使用的电池的情形中，电池10输出200V的高电压DC电力。然而，本公开不限于电池种类、输出动力、充电容量等。

负载20可配备有电动车或混合动力车辆的电机M、DC-DC转换器(噪音)等。此外，负载20可包括DC/DC电容器C1和Y-电容器C2、C3以便去除电机M处产生的噪音。DC/DC电容器C1采用具有大容量的电容器以去除电机M处产生的高频噪音，且Y-电容器C2、C3去除电机M产生的低频噪音。

根据本公开的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备100分别连接到电池10的阴极端子和阳极端子并测量电池10的绝缘电阻。将参考图2详细描述具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备100的配置。

图2是示意性地显示了根据本公开的实施方式的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备100的等效电路的电路图。

参考图2，根据本公开的实施方式的具有故障自诊断功能的绝缘电阻测量设备100包括第一绝缘电阻测量单元110、第二绝缘电阻测量单元120、第一诊断单元R₃、第二诊断单元R₄、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、电压检测单元130和控制单元140。

第一开关SW1将第一绝缘电阻测量单元110连接到电池10的阴极端子。第一开关SW1根据控制单元140的控制信号接通或断开。因此，第一绝缘电阻测量单元110根据控制单元140的控制信号连接到电池10的阴极端子。在本说明书中，为更好地理解本公开，通过将第一绝缘电阻测量单元110连接到电池10的阴极端子所形成的电路被称为第一电路。当第一电路被形成时，从电池10的阴极端子施加的电压被施加到第一绝缘电阻测量单元110。

第二开关SW2将第二绝缘电阻测量单元120连接到电池10的阳极端子。第二开关SW2根据控制单元140的控制信号接通或断开。因此，第二绝缘电阻测量单元120根据控制单元140的控制信号连接到电池10的阳极端子。在本说明书中，为更好地理解本公开，通过将第二绝缘电阻测量单元120连接到电池10的阳极端子所形成的电路被称为第二电路。当第二电路被形成时，从电池10的阳极端子施加的电压被施加到第二绝缘电阻测量单元120。

第三开关SW3将第一诊断单元R₃连接到电池10的阳极端子。第三开关SW3根据控制单元140的控制信号接通或断开。因此，第一诊断单元R₃根据控制单元140的控制信号连接到电池10的阳极端子。在本说明书中，为更好地理解本公开，通过将第一绝缘电阻测量单元110连接到电池10的阴极端子和将第一诊断单元R₃连接到电池10的阳极端子所形成的电路被称为第三电路。当第三电路被形成时，从电池10的阴极端子施加的电压被施加到第一绝缘电阻测量单元110。

第四开关SW4将第二诊断单元R₄连接到电池10的阴极端子。第四开关SW4根据控制单元140的控制信号接通或断开。因此，第二诊断单元R₄根据控制单元140的控制信号连接到电池10的阴极端子。在本说明书中，为更好地理解本公开，通过将第二绝缘电阻测量单元120连接到电池10的阳极端子和将第二诊断单元R₄连接到电池10的阴极端子所形成的电路被称为第四电路。当第四电路被形成时，从电池10的阳极端子施加的电压被施加到第二绝缘电阻测量单元120。

优选地，第二绝缘电阻测量单元120还包括DC电力施加单元DC。因此，当第二电路或第四电路被形成时，正电压可被施加到第二绝缘电阻测量单元120，这确保除0之外的电压值被电压检测单元130感测到。

优选地，第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120包括多个电阻元件。由电池10施加到多个电阻元件的电压范围可以通过随意地选择多个电阻元件中的每一个的电阻值来设置。由电压检测单元130感测到的电压范围可以通过合适地选择电阻元件的电阻值而设置成是5V或低于5V，作为示例。

即使图2显示了第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120配置有第一电阻器R₁和第二电阻器R₂的示例，但是本公开不限于此。此外，应理解，为了更好地理解本公开且简化附图，图2的示例显示了第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120相同地配置有第一电阻器R₁和第二电阻器R₂。对本领域技术人员明显的是，电阻元件的数量、每一个电阻元件的电阻值等可以按各种方式设置。

优选地，第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄可以具有相同的电阻值。应理解，图2显示了连接到电池10的阴极端子和阳极端子的第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄是不同的电阻元件，以相互区别它们。例如，第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄可以具有500kΩ的电阻值。此外，第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄可以包括多个电阻元件。

电压检测单元130感测施加到第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120的绝缘检测电压和诊断检测电压。绝缘检测电压和诊断检测电压是被施加到包括在第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120中的第二电阻器R₂的电压。绝缘检测电压用于计算电池10的绝缘电阻值，且诊断检测电压用于确定是否在绝缘电阻测量设备处出现故障。

在本说明书中，当第一电路被形成时，施加到包括在第一绝缘电阻测量单元110中的第二电阻器R₂的电压称为第一绝缘检测电压V₁。当第二电路被形成时，施加到包括在第二绝缘电阻测量单元120中的第二电阻器R₂的电压称为第二绝缘检测电压V₂。此外，当第三电路被形成时，施加到包括在第一绝缘电阻测量单元110中的第二电阻器R₂的电压称为第一诊断检测电压V₃。当第四电路被形成时，施加到包括在第二绝缘电阻测量单元120中的第二电阻器R₂的电压称为第二诊断检测电压V₄。电压检测单元130向控制单元140输出对应于第一和第二绝缘检测电压V₁、V₂以及第一和第二诊断检测电压V₃、V₄的信号。

控制单元140输出用于控制第一至第四开关SW1、SW2、SW3、SW4接通或断开的信号。当向第一开关SW1发送接通的控制信号以形成第一电路时，控制单元140控制第二至第四开关SW2、SW3、SW4维持断开状态。此外，当向第二开关SW2发送接通的控制信号以形成第二电路时，控制单元140控制第一、第三和第四开关SW1、SW3、SW4维持断开状态。另外，当向第一开关和第三开关SW1、SW3发送接通的控制信号以形成第三电路时，控制单元140控制第二和第四开关SW2、SW4维持断开状态。最后，当向第二开关和第四开关SW2、SW4发送接通的控制信号以形成第四电路时，控制单元140控制第一开关和第三开关SW1、SW3维持断开状态。通过这样做，控制单元140允许第一绝缘电阻测量单元110和第二绝缘电阻测量单元120以及第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄在不同的时间点连接到电池10的阴极端子和阳极端子。同时，第一至第四开关SW1、SW2、SW3、SW4被命名为相互可区分并不代表控制单元140输出控制信号的顺序或绝缘电阻测量设备100操作的顺序。

在本说明书中，其中第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄不连接到电池10的阴极端子和阳极端子的模式，即，其中第一电路和第二电路被形成的模式，被称为“绝缘电阻测量模式”。此外，在本说明书中，其中第一诊断单元R₃和第二诊断单元R₄连接到电池10的阴极端子和阳极端子的模式，即，其中第三电路和第四电路被形成的模式，被称为“故障自诊断模式”。

控制单元140在绝缘电阻测量模式中接收对应于从电压检测单元130接收的第一和第二绝缘检测电压V₁、V₂的信号。此外，控制单元140在故障自诊断模式中接收对应于从电压检测单元130接收的第一和第二诊断检测电压V₃、V₄的信号。如果是的话，控制单元140通过使用第一和第二绝缘检测电压V₁、V₂和第一和第二诊断检测电压V₃、V₄确定绝缘电阻测量设备是否出现故障。稍后将详细描述故障确定方法。

同时，电池10的电压表示为V_Bat，且分别在电池10的阴极端子和阳极端子处显示的阴极端子的绝缘电阻R_Leak(+)和阳极端子的绝缘电阻R_Leak(-)表示了代表电池10的绝缘状态的虚电阻值。因此，如果电池10的绝缘状态被破坏，则阴极端子的绝缘电阻R_Leak(+)和阳极端子的绝缘电阻R_Leak(-)被测量为低值，这可以被解释为已经发生漏电流。

根据本公开的实施方式，控制单元140从由第一和第二绝缘检测电压V₁、V₂以及第一电路和第二电路得出的联立电路方程计算阴极端子的绝缘电阻值R_Leak(+)和阳极端子的绝缘电阻值R_Leak(-)，并从由第一和第二诊断检测电压V₃、V₄以及第三电路和第四电路得出的联立电路方程计算阴极端子的诊断电阻值R_Leak(+)和阳极端子的诊断电阻值R_Leak(-)。此外，控制单元140比较阴极端子的绝缘电阻值R_Leak(+)和阳极端子的绝缘电阻值R_Leak(-)与阴极端子的诊断电阻值R_Leak(+)和阳极端子的诊断电阻值R_Leak(-)以确定在绝缘电阻测量设备100处是否发生故障。