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特表2024-527383絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-24

(54)【発明の名称】絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器

(51)【国際特許分類】

H03K 17/00 20060101AFI20240717BHJP

G01R 31/396 20190101ALI20240717BHJP

G01R 31/54 20200101ALI20240717BHJP

H03K 17/10 20060101ALN20240717BHJP

H03M 1/12 20060101ALN20240717BHJP

【ＦＩ】

H03K17/00 D

G01R31/396

G01R31/54

H03K17/10

H03M1/12 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024501263

(86)(22)【出願日】2022-09-27

(85)【翻訳文提出日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 CN2022121858

(87)【国際公開番号】W WO2023078002

(87)【国際公開日】2023-05-11

(31)【優先権主張番号】202111306494.2

(32)【優先日】2021-11-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＡｍｐｅｒｅｘＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，ＸｉｎｇａｎｇＲｏａｄ，ＺｈａｎｇｗａｎＴｏｗｎ，ＪｉａｏｃｈｅｎｇＤｉｓｔｒｉｃｔ，ＮｉｎｇｄｅＣｉｔｙ，ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王興昌

(72)【発明者】

【氏名】田偉

(72)【発明者】

【氏名】顔志偉

(72)【発明者】

【氏名】馬行

(72)【発明者】

【氏名】盧方友

【テーマコード（参考）】

2G014

2G216

5J022

5J055

【Ｆターム（参考）】

2G014AA17

2G014AA33

2G014AB27

2G014AB29

2G014AB61

2G014AC18

2G216AB01

2G216BB16

5J022AA01

5J022CA10

5J022CD02

5J022CF07

5J055AX34

5J055BX17

5J055CX28

5J055DX22

5J055DX72

5J055EY03

5J055EZ24

5J055EZ29

5J055EZ39

5J055GX01

5J055GX02

5J055GX03

5J055GX09

(57)【要約】

絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器を提供する。この絶縁サンプリング回路は、第１のサンプリングモジュール（１２０）、第１の抵抗（Ｒ１）及び第１のスイッチモジュール（１１０）で構成された第１のサンプリング回路（１００）と、第２のサンプリングモジュール（２２０）、第２の抵抗（Ｒ２）及び第２のスイッチモジュール（２１０）で構成された第２のサンプリング回路（２００）と、耐電圧モジュール（３００）とを含む。第１の抵抗（Ｒ１）は、第１のサンプリングモジュール（１２０）に並列接続され、第１のスイッチモジュール（１１０）は、第１のサンプリングモジュール（１２０）及び／又は第１の抵抗（Ｒ１）を正極母線（Ｐ＋）と接地線（ＧＮＤ）との間に接続するように制御するために用いられ、第２の抵抗（Ｒ２）は、第２のサンプリングモジュール（２２０）に並列接続され、第２のスイッチモジュール（２１０）は、第２のサンプリングモジュール（２２０）及び／又は第２の抵抗（Ｒ２）を負極母線（Ｐ－）と接地線（ＧＮＤ）との間に接続するように制御するために用いられ、耐電圧モジュール（３００）は、接地線（ＧＮＤ）を切断するように接地線（ＧＮＤ）に設置され、正極母線（Ｐ＋）と接地線（ＧＮＤ）との間／負極母線（Ｐ－）と接地線（ＧＮＤ）との間の耐電圧能力を効果的に向上させ、高電圧の耐電圧試験の需要を満たすことができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁サンプリング回路であって、
第１のサンプリングモジュール、第１の抵抗及び第１のスイッチモジュールを含む第１のサンプリング回路であって、前記第１の抵抗が前記第１のサンプリングモジュールに並列接続され、前記第１のスイッチモジュールが前記第１のサンプリングモジュール及び／又は前記第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続するように制御するために用いられる第１のサンプリング回路と、
第２のサンプリングモジュール、第２の抵抗及び第２のスイッチモジュールを含む第２のサンプリング回路であって、前記第２の抵抗が前記第２のサンプリングモジュールに並列接続され、前記第２のスイッチモジュールが前記第２のサンプリングモジュール及び／又は前記第２の抵抗を負極母線と前記接地線との間に接続するように制御するために用いられる第２のサンプリング回路と、
前記接地線を切断するための、前記接地線に設置される耐電圧モジュールと、
を含む、絶縁サンプリング回路。

【請求項2】

前記第１のスイッチモジュールは、第１のスイッチ及び第３のスイッチを含み、前記第２のスイッチモジュールは、第２のスイッチ及び第４のスイッチを含み、
前記第１の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第１の抵抗の他端は、第１のスイッチによって前記接地線に接続され、
前記第１のサンプリングモジュールの一端は、前記正極母線に接続され、前記第１のサンプリングモジュールの他端は、前記第３のスイッチによって前記接地線に接続され、
前記第２の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第２の抵抗の他端は、第２のスイッチによって前記接地線に接続され、
前記第２のサンプリングモジュールの一端は、前記正極母線に接続され、前記第２のサンプリングモジュールの他端は、前記第４のスイッチによって前記接地線に接続される、請求項１に記載の絶縁サンプリング回路。

【請求項3】

前記第１のサンプリングモジュールは、第３の抵抗及び第５の抵抗を含み、前記第２のサンプリングモジュールは、第４の抵抗及び第６の抵抗を含み、
前記第３の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第３の抵抗の他端は、前記第５の抵抗の一端に接続され、前記第５の抵抗の他端は、前記第３のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第３の抵抗と前記第５の抵抗との間の接続ノードは、第１の電圧サンプリングポイントを形成し、
前記第４の抵抗の一端は、前記負極母線に接続され、前記第４の抵抗の他端は、前記第６の抵抗の一端に接続され、前記第６の抵抗の他端は、前記第４のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第４の抵抗と前記第６の抵抗との間の接続ノードは、第２の電圧サンプリングポイントを形成する、請求項１又は２に記載の絶縁サンプリング回路。

【請求項4】

前記耐電圧モジュールは、前記接地線に設置された制御可能なスイッチを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路に用いられる耐電圧試験方法であって、
前記絶縁サンプリング回路に接続された正極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加するとともに、前記絶縁サンプリング回路に接続された負極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加することを含み、
前記絶縁サンプリング回路の耐電圧モジュールは、前記接地線を切断したままにする、耐電圧試験方法。

【請求項6】

請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路の制御方法であって、
前記絶縁サンプリング回路の前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、前記第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の前記第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように前記第２のスイッチモジュールを制御することと、
前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得することと、
前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断することと、
前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことと、
前記接地線が切断された場合、故障情報を出力することと、
を含む、制御方法。

【請求項7】

前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断することは、
前記耐電圧モジュールが前記接地線に繋がってから前記第２のサンプリング電圧が安定になった時までの経過時間を取得することと、
前記経過時間が予め設定される時間閾値を満たすかどうかを判断することと、
満たす場合、前記接地線が導通したと確定することと、
を含む、請求項６に記載の制御方法。

【請求項8】

前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御する前に、前記方法は、
前記絶縁サンプリング回路の前記第１のサンプリングモジュール及び第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続し、また前記第２のサンプリングモジュール及び第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続することと、
前記第１のサンプリングモジュール又は前記第２のサンプリングモジュールで形成された電圧信号を取得することと、
前記電圧信号に基づき、前記第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することと、
故障がある場合、故障情報を出力することと、
故障がない場合、前記耐電圧モジュールが前記接地線に繋がるように制御し、前記第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間から切断するように前記第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２の抵抗を負極母線と接地線との間から切断するように前記第２のスイッチモジュールを制御することと、
をさらに含む、請求項６又は７に記載の制御方法。

【請求項9】

前記電圧信号に基づき、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することは、
前記電圧信号に基づき、前記正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算することと、
前記理論電圧差と、前記正極母線と負極母線との間の実電圧差との差分値を計算することと、
前記理論電圧差と前記実電圧差との差分値の絶対値と実電圧差との比が予め設定される差異閾値よりも小さいかどうかを判断することと、
そうである場合、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障がないと確定することと、
そうではない場合、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障があると確定することと、
を含む、請求項８に記載の制御方法。

【請求項10】

前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことは、
前記第１のサンプリングモジュールで形成された第１のサンプリング電圧と前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧をそれぞれ取得することと、
前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧以上である場合、前記第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間に接続するように制御することと、
前記第１の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第３のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第４のサンプリング電圧と、を取得することと、
前記第１のサンプリング電圧、前記第２のサンプリング電圧、前記第３のサンプリング電圧及び前記第４のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗、及び、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと、
前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧よりも小さい場合、前記第２の抵抗を前記負極母線と接地線との間に接続するように制御することと、
前記第２の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第５のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第６のサンプリング電圧と、を取得することと、
前記第１のサンプリング電圧、前記第２のサンプリング電圧、前記第５のサンプリング電圧及び前記第６のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗、及び、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと
を含む、請求項５～８のいずれか１項に記載の制御方法。

【請求項11】

請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路の制御装置であって、
前記絶縁サンプリング回路の前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、前記第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の前記第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように前記第２のスイッチモジュールを制御するためのスイッチ制御ユニットと、
前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得し、前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断するための接地線検出ユニットと、
前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うための絶縁検出ユニットと、
前記接地線が切断された場合、故障情報を出力するための故障報告ユニットと、
を含む、制御装置。

【請求項12】

電池管理システムであって、プロセッサ及びメモリを含み、前記メモリにコンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、前記プロセッサによって呼び出される時、前記プロセッサに請求項５～９のいずれか１項に記載の制御方法を実行させる、電池管理システム。

【請求項13】

電力消費機器であって、請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路、電池、負荷及び請求項１２に記載の電池管理システムを含み、前記電池は、前記電池管理システムに接続され、前記負荷に給電する、電力消費機器。

【請求項14】

コンピュータ記憶媒体であって、コンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって呼び出される時、前記プロセッサに請求項６～９のいずれか１項に記載の制御方法を実行させる、コンピュータ記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年１１月０５日に提出された、名称が「絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器」である中国特許出願２０２１１１３０６４９４．２の優先権を主張し、当該出願の内容の全ては参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本出願は、絶縁検出分野に関し、具体的には、絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器に関する。

【背景技術】

【0003】

絶縁検出は、電気自動車、ハイブリッド自動車や充電パイルなどの様々なシナリオに用いられる、高圧正極対地、高圧負極対地の絶縁抵抗を検出して絶縁性能を判断するための方法である。これは、電気安全を確保し、高圧による人体の直接傷害を回避するために用いられる。しかしながら、現在の絶縁検出回路は、サンプリング回路の耐電圧能力が制限されるという問題を解決できない。

【発明の概要】

【0004】

上記問題に鑑み、本出願は、絶縁検出を行うサンプリング回路の耐電圧能力が制限されるという問題を解決できる絶縁サンプリング回路、その制御方法、耐電圧試験方法及び電力消費機器を提供する。

【0005】

第１の態様によれば、本出願は、絶縁サンプリング回路を提供する。この絶縁サンプリング回路は、第１のサンプリング回路、第２のサンプリング回路及び耐電圧モジュールを含む。この第１のサンプリング回路は、第１のサンプリングモジュール、第１の抵抗及び第１のスイッチモジュールを含み、前記第１の抵抗は、前記第１のサンプリングモジュールに並列接続され、前記第１のスイッチモジュールは、前記第１のサンプリングモジュール及び／又は前記第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続するように制御するために用いられ、この第２のサンプリング回路は、第２のサンプリングモジュール、第２の抵抗及び第２のスイッチモジュールを含み、前記第２の抵抗は、前記第２のサンプリングモジュールに並列接続され、前記第２のスイッチモジュールは、前記第２のサンプリングモジュール及び／又は前記第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続するように制御するために用いられる。耐電圧モジュールは、前記接地線に設置され、前記接地線を切断するために用いられる。

【0006】

本出願の実施例の技術案では、接地線を切断したままにすることができる耐電圧モジュールを接地線に増設することにより、正極母線と接地線との間／負極母線と接地線との間の耐電圧能力を効果的に向上させ、高電圧の耐電圧試験の需要を満たすことができる。そして、接地線に耐電圧モジュールを設置することにより、耐電圧モジュールの実際運行状態の検出にも役立ち、異なる試験要求を両立させ満たすことができる。

【0007】

いくつかの実施例において、前記第１のスイッチモジュールは、第１のスイッチ及び第３のスイッチを含み、前記第２のスイッチモジュールは、第２のスイッチ及び第４のスイッチを含む。前記第１の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第１の抵抗の他端は、第１のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第１のサンプリングモジュールの一端は、前記正極母線に接続され、前記第１のサンプリングモジュールの他端は、第３のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第２の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第２の抵抗の他端は、第２のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第２のサンプリングモジュールの一端は、前記正極母線に接続され、前記第２のサンプリングモジュールの他端は、前記第４のスイッチによって前記接地線に接続される。本出願の実施例のスイッチモジュールは、それぞれがサンプリングモジュールと既知抵抗を接続するかどうかを独立制御して、異なる検出ステップを実現するために用いられる二つのスイッチで構成される。

【0008】

いくつかの実施例において、前記第１のサンプリングモジュールは、第３の抵抗及び第５の抵抗を含み、前記第２のサンプリングモジュールは、第４の抵抗及び第６の抵抗を含む。前記第３の抵抗の一端は、前記正極母線に接続され、前記第３の抵抗の他端は、前記第５の抵抗の一端に接続され、前記第５の抵抗の他端は、前記第３のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第３の抵抗と前記第５の抵抗との間の接続ノードは、第１の電圧サンプリングポイントを形成し、前記第４の抵抗の一端は、前記負極母線に接続され、前記第４の抵抗の他端は、前記第６の抵抗の一端に接続され、前記第６の抵抗の他端は、前記第４のスイッチによって前記接地線に接続され、前記第４の抵抗と前記第６の抵抗との間の接続ノードは、第２の電圧サンプリングポイントを形成する。本出願の実施例は、二つの直列抵抗で構成されたサンプリングモジュールを提供し、抵抗の抵抗値を調整することにより実際の応用状況の需要を満たすことができる。

【0009】

いくつかの実施例において、前記耐電圧モジュールは、接地線に設置された制御可能なスイッチを含む。このような設計により、必要な時に接地線を切断し、高い耐電圧能力を提供し、耐電圧試験の需要を満たすことができるとともに、耐電圧試験が終了した後に接地線を再導通させ、絶縁試験の要求を満たすことができる。

【0010】

第２の態様によれば、本出願は、耐電圧試験方法を提供する。この耐電圧試験方法は、上記のような絶縁サンプリング回路に用いられる。この耐電圧試験方法は、前記絶縁サンプリング回路に接続された正極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加するとともに、前記絶縁サンプリング回路に接続された負極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加することを含んでもよく、前記絶縁サンプリング回路の耐電圧モジュールは、前記接地線を切断したままにする。

【0011】

本出願の実施例の技術案では、正極母線と接地線との間／負極母線と接地線との間には、スイッチモジュールに加え、接地線を切断する耐電圧モジュールも設置される。これにより、絶縁サンプリング回路は、高い耐電圧能力を有し、高電圧の耐電圧試験を完成させることができる。

【0012】

第３の態様によれば、本出願は、上記のような絶縁サンプリング回路の制御方法を提供する。この制御方法は、前記絶縁サンプリング回路の耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように第２のスイッチモジュールを制御することと、第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得することと、前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断することと、前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことと、前記接地線が切断された場合、故障情報を出力することと、を含む。

【0013】

本出願の実施例の技術案では、検出したサンプリング電圧の変化傾向に従って接地線が導通したかどうかを検出し確定することにより、耐電圧モジュールが故障又は無効になった状況を検出し判定することができ、絶縁検出結果の信頼性を向上させた。

【0014】

いくつかの実施例において、前記の前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断することは、具体的には、前記耐電圧モジュールが前記接地線に繋がってから前記第２のサンプリング電圧が安定になった時までの経過時間を取得することと、前記経過時間が予め設定される時間閾値を満たすかどうかを判断し、満たす場合、前記接地線が導通したと確定することと、を含む。このような設計は、接地線が導通した時に通常存在するコンデンサ（例えば、このコンデンサは、高圧電池システムが装着された新エネルギー車両の本体にあるコンデンサであってもよい）充電過程を利用して耐電圧モジュールが接地線に正常に繋がったかどうかを検出することにより、絶縁検出結果の正確さを確保することができる。

【0015】

いくつかの実施例において、前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御する前に、前記方法は、前記絶縁サンプリング回路の第１のサンプリングモジュールと第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続し、また第２のサンプリングモジュールと第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続することと、前記第１のサンプリングモジュール又は第２のサンプリングモジュールで形成された電圧信号を取得することと、前記電圧信号に基づき、前記第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することと、故障がある場合、故障情報を出力することと、故障がない場合、前記耐電圧モジュールが前記接地線に繋がるように制御し、前記第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間から切断するように第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２の抵抗を負極母線と接地線との間から切断するように第２のスイッチモジュールを制御することと、をさらに含む。このような設計は、絶縁検出前に、追加的な検出プログラムを設定することにより、サンプリング回路が正常の作動状態にあることを確保する。

【0016】

いくつかの実施例において、前記電圧信号に基づき、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することは、具体的には、前記電圧信号に基づき、前記正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算することと、前記理論電圧差と、前記正極母線と負極母線との間の実電圧差との差分値を計算することと、前記理論電圧差と前記実電圧差との差分値の絶対値と実電圧差との比が予め設定される差異閾値よりも小さいかどうかを判断することと、そうである場合、前記第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障がないと確定することと、そうではない場合、前記第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障があると確定することと、を含む。

【0017】

本出願の実施例の技術案では、サンプリングした電圧信号に従って正極母線と負極母線との間の理論電圧を推算した後、サンプリング結果に従って推算した理論電圧と実電圧との差異の大きさに応じて第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを確定することを設計し、絶縁検出の信頼性を向上させた。

【0018】

いくつかの実施例において、前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことは、具体的には、第１のサンプリングモジュールで形成された第１のサンプリング電圧及び第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧をそれぞれ取得することと、前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧以上である場合、前記第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間に接続するように制御することと、前記第１の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第３のサンプリング電圧及び第２のサンプリングモジュールで形成された第４のサンプリング電圧を取得することと、前記第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第３のサンプリング電圧及び第４のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗と負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと、前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧よりも小さい場合、前記第２の抵抗を前記負極母線と接地線との間に接続するように制御することと、前記第２の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第５のサンプリング電圧と第２のサンプリングモジュールで形成された第６のサンプリング電圧を取得することと、前記第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第５のサンプリング電圧及び第６のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗と負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと、を含む。

【0019】

本出願の実施例の技術案では、第１のサンプリング電圧及び第２のサンプリング電圧の大きさに従って、第１の抵抗又は第２の抵抗を接続するように対応して制御することにより絶縁検出を行うことで、誤差を減少させるとともに、より正確な絶縁抵抗を計算し取得することができる。

【0020】

第４の態様によれば、本出願は、上記のような絶縁サンプリング回路の制御装置を提供する。この制御装置は、前記絶縁サンプリング回路の耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように第２のスイッチモジュールを制御するためのスイッチ制御ユニットと、第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得し、前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断するための接地線検出ユニットと、前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うための絶縁検出ユニットと、前記接地線が切断された場合、故障情報を出力するための故障報告ユニットと、を含む。

【0021】

本出願の実施例の技術案では、耐電圧モジュールを制御することにより、絶縁検出に適するように接地線を導通させることができるとともに、サンプリング電圧の変化傾向に従って、接地線が本当に導通したかどうかを検出し確定することができる。

【0022】

第５の態様によれば、本出願は、電池管理システムを提供する。この電池管理システムは、上記のような絶縁サンプリング回路、プロセッサ及びメモリを含む。前記メモリにコンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、前記プロセッサによって呼び出される時、前記プロセッサに上記のような制御方法を実行させる。

【0023】

本出願の実施例の技術案では、電池管理システムは、耐電圧試験が終了した後に、耐電圧モジュールを制御することにより、絶縁検出に適するように接地線を導通させることができる。また、サンプリング電圧の変化傾向に従って、接地線が本当に導通したかどうかを検出し確定することもできる。

【0024】

第６の態様によれば、本出願は、電力消費機器を提供する。この電力消費機器は、電池、負荷及び上記のような電池管理システムを含む。前記電池は、前記電池管理システムに接続され、前記負荷に給電する。

【0025】

本出願の実施例の技術案では、電力消費機器の電池管理システムは、高い耐電圧能力を有し、耐電圧試験が終了した後に耐電圧モジュールを制御することにより、絶縁検出に適するように接地線を導通させることができるとともに、接地線が本当に導通したかどうかを検出し、絶縁検出結果の正確さを確保することができる。

【0026】

第７の態様によれば、本出願は、コンピュータ記憶媒体を提供する。ここで、前記コンピュータ記憶媒体にはコンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサによって呼び出される時、前記プロセッサに上記のような制御方法を実行させる。

【0027】

本出願の実施例の技術案では、このコンピュータ記憶媒体は、電池管理システムなどの電子機器に設置することができ、これにより、耐電圧試験が終了した後に耐電圧モジュールを制御することにより、絶縁検出に適するように接地線を導通させることができるとともに、接地線が本当に導通したかどうかを検出することができる。

【0028】

上記の説明は、本出願の技術案の概要に過ぎず、本出願の技術的手段をより明確に理解し、明細書の内容に基づいて実施できるようにし、本出願の上記及び他の目的、特徴及び利点をより明らかで理解しやすくするために、以下、本出願の具体的な実施形態を挙げる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことによって、当業者にとって、様々な他の利点及び有益点が明らかになる。図面は、好ましい実施形態を示すためにのみ用いられ、本出願を制限するものとはみなされない。そして、図面全体において、同じ部品は、同じ図面記号で表されている。

【図1a】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図である。

【図1b】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、正極母線と負極母線に増設される耐電圧能力を向上させるためのスイッチが示されている。

【図2】本出願のいくつかの実施例による車両の概略図である。

【図3】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、接地線に増設される耐電圧能力を向上させるための耐電圧モジュールが示されている。

【図4】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、耐電圧モジュールとして使用される制御可能なスイッチが示されている。

【図5】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法の方法フローチャートである。

【図6】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法の方法フローチャートであり、接地線が導通したかどうかを判断するステップが示されている。

【図7】本出願の別のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法の方法フローチャートである。

【図8】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法の方法フローチャートであり、第１のサンプリング回路と第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断するステップが示されている。

【図9】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法の方法フローチャートであり、第１の絶縁抵抗と第２の絶縁抵抗を計算するステップが示されている。

【図10a】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、耐電圧検出時のスイッチ状態が示されている。

【図10b】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、第１のサンプリング回路と第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを検出する時のスイッチ状態が示されている。

【図10c】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、制御可能なスイッチが接地線に正常に繋がったかどうかを検出する時のスイッチ状態が示されている。

【図10d】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、絶縁検出を行った結果、第１のサンプリング電圧が第２のサンプリング電圧以上である時のスイッチ状態が示されている。

【図10e】本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の概略図であり、絶縁検出を行った結果、第１のサンプリング電圧が第２のサンプリング電圧よりも小さい時のスイッチ状態が示されている。

【図11】本出願のいくつかの実施例による制御装置の概略図である。

【図12】本出願の別のいくつかの実施例による制御装置の概略図である。

【図13】本出願のいくつかの実施例による電池管理システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を結び付けながら本出願の技術案の実施例を詳しく説明する。以下の実施例は、本出願の技術案をより明確に説明するためのものであり、例示に過ぎず、これによって本出願の保護範囲が制限されるものではない。

【0031】

特に定義がない限り、本文に使用されるすべての技術と科学用語は、本出願の当業者に一般的に理解される意味と同じである。本明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためにのみ用いられ、本出願を制限することを意図するものではない。本出願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びこれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。

【0032】

本出願の実施例の説明では、技術用語「第１」、「第２」などは、異なる対象を区別する目的だけに用いられ、相対的な重要性を明示又は示唆する、又は指示された技術的特徴の数、特定の順序又は主副関係を暗黙的に示すと理解されない。本出願の実施例の説明では、特に具体的な限定が明確化されない限り、「複数」は二つ以上を意味する。

【0033】

本明細書に言及された「実施例」は、実施例を結び付けて説明された特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも一つの実施例に含まれ得ることを意味している。明細書における各位置でのこのフレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互排他する独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本明細書に記載の実施例が他の実施例と組み合わされることが可能であることを明示的かつ非明示的に理解することができる。

【0034】

本出願の実施例の説明において、用語「及び／又は」は、関連対象の関連関係を説明するものに過ぎず、三つの関係が存在し得ることを表し、例えば、Ａ及び／又はＢは、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢの三つのケースを表してもよい。また、本文における「／」という文字は、一般的には前後関連対象が「又は」の関係であることを表す。

【0035】

本出願の実施例の説明において、「複数」という用語は、二つ以上（二つを含む）を指し、同様に、「複数のグループ」は、二つ以上のグループ（二つのグループを含む）を指し、「複数の片」は、二つ以上の片（二つの片を含む）を指す。

【0036】

本出願の実施例の説明において、技術用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語によって示された方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本出願の実施例の説明の便宜又は説明の簡略化を図るためのものであり、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成及び操作される必要があることを指示又は暗示するものではなく、本出願の実施例を限定するものと理解されるべきでない。

【0037】

本出願の実施例の説明において、特に明確に規定、限定されていない限り、技術用語「装着」、「繋がる」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよいし、取り外し可能な接続であってもよいし、又は一体化であってもよいし、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよいし、直接接続であってもよいし、中間媒体を介した間接的接続であってもよいし、両素子の内部の連通又は両素子の相互作用関係であってもよい。当業者は、具体的な状況に応じて、上記用語の本出願の実施例における具体的な意味を理解することができる。

【0038】

現在、高圧電池システムは、使用時に、高圧による人体の直接傷害を防止するために絶縁検出を行う必要がある。絶縁検出の方法は、リレー、制御可能なスイッチ又は他のタイプの電子スイッチで既知抵抗の接続を制御することにより、高圧正極対地と高圧負極対地の絶縁抵抗を計算することである。

【0039】

図１ａを参照すると、図１ａは、本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の概略図である。

【0040】

これは、主に、電池正極母線と電池負極母線に接続された第１のサンプリング回路１００及び第２のサンプリング回路２００で構成される。電池管理システムは、スイッチをオンにするように制御することにより、抵抗値既知の抵抗（第１の抵抗Ｒ１又は第２の抵抗Ｒ２）を接続し、その後、抵抗を接続する前と接続した後に取得したサンプリング電圧に基づいて方程式を連立させ、高圧正極対地及び高圧負極対地の絶縁抵抗（図１ａにおいてそれぞれ抵抗Ｒｐと抵抗Ｒｎで示される）を計算することができる。

【0041】

絶縁検出に加え、高圧電池システムは、出荷前に一般的に一回の耐電圧試験を行う必要がある。この耐電圧試験中に、正極母線Ｐ＋とグランド／負極母線Ｐ－とグランドＧＮＤの間に高い電圧が印加される。

【0042】

理解できるように、図１ａに示す絶縁サンプリング回路において、耐電圧試験中に印加されるこの電圧は、絶縁サンプリング回路で使用されたスイッチ（例えば、スイッチＳ３又はスイッチＳ４）の耐電圧値を超えてはならない。耐電圧試験の要求を満たすために、高い耐電圧値を有するスイッチを選択してもよい。しかしながら、スイッチの耐電圧値には一定の上限がある（例えば、フォトカプラドライブＭＯＳトランジスタの耐電圧限界は一般的に１６００Ｖである）。そのため、よく使用されたスイッチの耐電圧上限に達すると、より高い電圧の耐電圧試験を満たし続けることが困難である。

【0043】

図１ｂを参照すると、図１ｂは、本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の概略図である。図１ａに示す絶縁サンプリング回路に比べて、その正極母線Ｐ＋及び負極母線Ｐ－にはスイッチＳ＋及びスイッチＳ－がそれぞれ増設される。耐電圧試験を行う時、スイッチＳ＋及びスイッチＳ－を切断したままにすることにより、絶縁サンプリング回路の耐電圧能力を向上させる。

【0044】

しかしながら、出願人は、研究により、正極母線と、グランド／負極母線とグランドの間にコンデンサ（例えば、高圧電池システムが装着された新エネルギー車両の本体にあるコンデンサ）があるため、サンプリング回路で形成されたサンプリング電圧の傾向に従って耐電圧モジュールの検出を実現でき、これにより、接地線に設置されるようにスイッチを調整し、接地線を切断することにより回路の耐電圧能力を向上させる効果を達成することを発見した。

【0045】

図１ｂに示す正極母線及び負極母線にスイッチを設置する方式に対し、接地線に耐電圧装置を設置する時、一つのスイッチを使用するだけでよく、使用されたスイッチ数を減少させることができる。

【0046】

スイッチ数を減少させることは、一方では、材料コストを低下させることができ、他方では、スイッチが電子デバイスとして、常に一定の無効確率を有するため、スイッチ数を減少させることは、スイッチの無効確率も低下させ、回路の信頼性を向上させることができる。

【0047】

本出願の実施例に開示された電池管理システムは、車両、船舶又は航空機などの電力消費機器に用いられてもよいが、これらに限定されない。この電力消費機器は、電気エネルギーを消費する負荷、負荷に給電する電池、電圧サンプリングを行うための絶縁サンプリング回路及び電池を管理するための電池管理システムを含む。操作中に、本出願の実施例に開示された電池管理システムは、正常の使用過程において電力消費機器に対して絶縁検出を行うように絶縁サンプリング回路を制御し、これにより電力消費機器の絶縁状況を確定する。

【0048】

以下の実施例は、説明の便宜上、本出願の一実施例の電力消費機器が車両１０であることを例にして、説明する。図２を参照すると、図２は、本出願のいくつかの実施例による車両１０の構造概略図である。

【0049】

車両１０は、燃料油自動車、ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、二次電池式電気自動車、ハイブリッド電気自動車や航続距離延長型電気自動車などであってもよい。車両１０の内部に電池１１が設置されており、電池１１は、車両１０の底部又は前部又は後部に設置されてもよい。電池１１は、車両１０への給電に用いられてもよく、例えば、電池１１は、車両１０の操作電源として用いられてもよい。車両１０は、コントローラ１２と、モータ１３とをさらに含んでもよく、コントローラ１２は、電池１１がモータ１３に給電し、例えば、車両１０の始動、ナビゲーション及び走行時の作動電力需要に用いるように制御するためのものである。

【0050】

本出願のいくつかの実施例において、電池１１は、車両１０の操作電源として用いることができるだけでなく、車両１０の駆動電源として、燃料油又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両１０に駆動動力を提供することもできる。

【0051】

電池１１は、電気エネルギーを貯蔵するための任意のタイプのエネルギー貯蔵アセンブリを指す。例えば、単一の電池セルであってもよく、複数の電池セルで構成された電池モジュールであってもよく、一つ以上の電池モジュールを含む電池パックであってもよい。電池１１の外形は、実際の状況の需要に応じて対応する形状、例えば、円筒体、直方体などを有してもよい。

【0052】

いくつかの実施例において、電池モジュールにおける複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池セルに直列接続も並列接続も含まれることを意味する。電池パックを構成する電池モジュールの間も直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよい。電池パック又は電池モジュールには電池セル以外の他の構造、例えば、複数の電池セル間の電気的接続を実現するためのバスバー部品がさらに含まれてもよい。

【0053】

コントローラ１２には一つの電池管理システムが少なくとも含まれる。この電池管理システムは、電池１１を管理し、電池１１の正常運行を確保するための電子システムを指す。電池管理システムはさらに、絶縁サンプリング回路に接続されてもよく、絶縁サンプリング回路で形成されたサンプリング信号に従って電池の高圧正極と車両の本体接地との間／高圧負極と車両の本体接地との間の絶縁抵抗を確定する。

【0054】

電池出荷前に、絶縁サンプリング回路は、接地線が切断された状態にあり、耐電圧試験をサポートするための高い耐電圧能力を有する。耐電圧試験が終了した後、絶縁サンプリング回路は、接地線が導通した状態に切り替えられ、電池管理システムの制御下で、電池１１の高圧正極／高圧負極と本体接地との間の絶縁状況に対して絶縁検出を行うことにより、車両使用者の人身安全を確保する。

【0055】

本出願のいくつかの実施例によれば、図３を参照すると、図３は、本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の構造概略図である。正極母線Ｐ＋とグランドＧＮＤとの間に第１の絶縁抵抗Ｒｐ及びコンデンサＣがあり、負極母線Ｐ－とグランドＧＮＤとの間に第２の絶縁抵抗Ｒｎ及びコンデンサＣがある。この絶縁サンプリング回路は、第１のサンプリング回路１００、第２のサンプリング回路２００及び耐電圧モジュール３００を含む。

【0056】

ここで、第１のサンプリング回路１００は、第１のスイッチモジュール１１０、第１の抵抗Ｒ１及び第１のサンプリングモジュール１２０を含む。この第１のサンプリング回路１００は、正極母線Ｐ＋とグランドＧＮＤとの間に接続されたサンプリング回路である。これは、第１のスイッチモジュール１１０によって第１のサンプリングモジュール１２０及び／又は第１の抵抗Ｒ１を正極母線Ｐ＋とグランドＧＮＤとの間に接続するかどうかを制御する。第２のサンプリング回路２００は、第２のスイッチモジュール２１０、第２の抵抗Ｒ２及び第２のサンプリングモジュール２２０を含む。この第２のサンプリング回路２００は、負極母線Ｐ－と接地線との間に接続されたサンプリング回路である。これは、同様に第２のスイッチモジュール２１０によって第２のサンプリングモジュール２２０及び／又は第２の抵抗Ｒ２を負極母線Ｐ－とグランドＧＮＤとの間に接続するかどうかを制御する。

【0057】

第１のサンプリングモジュール１２０と第１の抵抗Ｒ１との間は並列接続関係である。第２のサンプリングモジュール２２０と第２の抵抗Ｒ２との間も並列接続関係である。第１のサンプリングモジュール１２０及び第２のサンプリングモジュール２２０は、電圧サンプリングポイントを形成する機能モジュールである。電池管理システムは、第１及び第２のサンプリングモジュールの電圧サンプリングポイントに接続されることにより、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路で収集され取得された電圧信号を対応して取得することができる。第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２はいずれも抵抗値既知の外付け抵抗である。電池管理システムは、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２を接続するか又は切断するようにスイッチモジュールを制御することにより、絶縁検出過程を完成させることができる。

【0058】

この耐電圧モジュール３００は、接地線に設置され、第１／第２のサンプリング回路と接地線の接地端との間にある部品である。これは、接地線を切断する部品により、絶縁サンプリング回路の耐電圧能力を向上させる効果を達成する。耐電圧モジュール３００は、具体的には、接地線を切断して耐電圧を向上させることができるとともに接地線を再導通させる能力を備えれば、任意の適切なタイプのデバイスを使用してもよい。

【0059】

いくつかの実施例において、この耐電圧モジュール３００は、一回だけオンになる能力を備えたデバイスであってもよい。その初期状態は切断であり、一旦トリガーされて繋がり状態に切り替えられると、復旧不能となる。

【0060】

実際の使用過程において、耐電圧モジュール３００が非アクティブ化状態で接地線を切断したままにすることにより、絶縁サンプリング回路は、高い耐電圧能力を有し、電圧要求の高い耐電圧試験を完成させることができる。耐電圧試験が終了した後、繋がり状態に切り替え、電池管理システムの制御下で絶縁検出を行う。

【0061】

説明すべきこととして、上記の「第１」及び「第２」は、機能モジュールの接続位置が異なることを区別して説明するためのものだけであり、具体的な機能モジュールを限定するためのものではない。第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路は、同じ回路構造設計を使用してもよく、実際の状況の需要に応じて異なる回路構造設計を使用してもよい。

【0062】

本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の一つのメリットは、接地線を切断するための一つの耐電圧モジュールを増設するだけで、正極母線と接地線との間／負極母線と接地線との間の耐電圧能力を効果的に向上させ、高電圧の耐電圧試験の需要を満たすことができることである。

【0063】

本出願のいくつかの実施例によれば、引き続き図３を参照すると、この第１のスイッチモジュール１１０は、第１のスイッチＳ１及び第３のスイッチＳ３を含む。この第２のスイッチモジュール２１０は、第２のスイッチＳ２及び第４のスイッチＳ４を含む。

【0064】

ここで、第１の抵抗Ｒ１の一端は、正極母線Ｐ＋に接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端は、第１のスイッチＳ１によってグランドＧＮＤに接続される。第１のサンプリングモジュール１２０の一端は、正極母線Ｐ＋に接続され、第１のサンプリングモジュール１２０の他端は、第３のスイッチＳ３によってグランドＧＮＤに接続される。

【0065】

これにより、電池管理システムは、第１のスイッチＳ１及び第３のスイッチＳ３のオンオフを制御することにより、第１の抵抗Ｒ１及び第１のサンプリングモジュール１２０を検出回路（即ち正極母線Ｐ＋とグランドＧＮＤとの間）に接続するかどうかを独立制御することができる。

【0066】

第２の抵抗Ｒ２の一端は、負極母線Ｐ－に接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端は、第２のスイッチＳ２によってグランドＧＮＤに接続される。第２のサンプリングモジュール２２０の一端は、負極母線Ｐ－に接続され、第２のサンプリングモジュール２２０の他端は、第４のスイッチＳ４によってグランドＧＮＤに接続される。

【0067】

これにより、電池管理システムは、第２のスイッチＳ２及び第４のスイッチＳ４のオンオフを制御することにより、第２の抵抗Ｒ２及び第２のサンプリングモジュール２２０を検出回路（即ち負極母線Ｐ－とグランドＧＮＤとの間）に接続するかどうかを独立制御することができる。

【0068】

本出願の実施例のスイッチモジュールは、サンプリングモジュールと外付け抵抗を検出回路に接続するかどうかを独立制御して、異なる検出ステップを実現するための二つのスイッチで構成される。

【0069】

本出願のいくつかの実施例によれば、引き続き図３を参照すると、この第１のサンプリングモジュール１２０は、第３の抵抗Ｒ３及び第５の抵抗Ｒ５を含む。第２のサンプリングモジュール２２０は、第４の抵抗Ｒ４及び第６の抵抗Ｒ６を含む。

【0070】

ここで、第３の抵抗Ｒ３の一端は、正極母線Ｐ＋に接続され、第３の抵抗Ｒ３の他端は、前記第５の抵抗Ｒ５の一端に接続される。第５の抵抗Ｒ５の他端は、第３のスイッチＳ３によってグランドＧＮＤに接続される。

【0071】

これにより、直列接続された第３の抵抗Ｒ３と第５の抵抗Ｒ５との間の接続ノードは、第１の電圧サンプリングポイントＰ１を形成する。電池管理システムは、第１の電圧サンプリングポイントＰ１に接続されることにより、第１のサンプリング回路の電圧信号を取得し、対応するデータ処理を行うことができる。

【0072】

また、第４の抵抗Ｒ４の一端は、負極母線Ｐ－に接続され、第４の抵抗Ｒ４の他端は、第６の抵抗Ｒ６の一端に接続される。第６の抵抗Ｒ６の他端は、第４のスイッチＳ４によってグランドＧＮＤに接続される。

【0073】

これにより、直列接続された第４の抵抗Ｒ４と第６の抵抗Ｒ６との間の接続ノードは、第２の電圧サンプリングポイントＰ２を形成する。電池管理システムは、第２の電圧サンプリングポイントＰ２に接続されることにより、第２のサンプリング回路の電圧信号を取得し、対応するデータ処理を行うことができる。このような設計において、二つの直列分圧抵抗は、サンプリングモジュールを構成しているが、直列抵抗の抵抗値を調整することにより異なる状況の需要を満たし、電池管理システムに適切な電圧信号を提供することができる。

【0074】

本出願のいくつかの実施例によれば、図４を参照すると、この耐電圧モジュールは、制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤを含んでもよい。耐電圧試験と絶縁検出の二つの状況の需要に適するように切断と繋がりの二つの状態の間に切り替えることができる。ここで、切断状態では、耐電圧モジュールは、絶縁サンプリング回路の耐電圧能力を向上させる作用を果たすことができる。繋がり状態では、電池管理システムによる絶縁検出をサポートすることができる。

【0075】

このような設計により、必要な時に接地線を切断し、高い耐電圧能力を提供し、耐電圧試験の需要を満たすことができるとともに、耐電圧試験が終了した後に接地線を再導通させ、絶縁試験の要求を満たすことができる。

【0076】

説明すべきこととして、本実施例において、「スイッチ」という用語を使用して導通と切断の二つの状態の間に切り替え可能なデバイスを表す。これは、具体的には、実際の状況の需要に応じて適切な電子部品、例えばＭＯＳトランジスタ、リレー又は他のタイプの電子スイッチを選択し使用することにより実現することができる。

【0077】

本出願のいくつかの実施例によれば、耐電圧試験方法は、一般的に製品が正式に使用される前に一回実行することができ、これにより、製品が耐電圧標準に適合することを確保する。本出願の実施例は、耐電圧試験方法を提供する。図３を参照すると、耐電圧試験を行う時、それぞれ、前記絶縁サンプリング回路に接続された正極母線Ｐ＋とグランドＧＮＤとの間、及び絶縁サンプリング回路に接続された負極母線Ｐ－とグランドＧＮＤとの間に予め設定される電圧を印加する。この時、耐電圧モジュールが接地線を切断したままにすることにより、絶縁サンプリング回路は、使用要求を満たす耐電圧能力を有することができる。

【0078】

ここで、この予め設定される電圧は、実際に行った耐電圧試験に従って決定された電圧値であり、具体的には実際の状況の需要に応じて確定することができる。

【0079】

本出願の実施例による耐電圧試験方法の一つのメリットは、接地線を切断する耐電圧モジュールを設計し、絶縁サンプリング回路の耐電圧能力を向上させ、超高電圧の耐電圧試験を行うことができ、実際の使用状況の需要を満たすことである。

【0080】

本出願のいくつかの実施例によれば、図５は、本出願のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御方法である。この制御方法は、電池管理システムにより実行されてもよく、耐電圧モジュールが正常に繋がったかどうかを検出し、これに対応して絶縁検出を行うためのものである。図５を参照すると、これは、以下のステップを含んでもよい。

【0081】

Ｓ５０１：耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、第１のサンプリングモジュールを正極母線と接地線との間に接続するように第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２のサンプリングモジュールを負極母線と接地線との間に接続するように第２のスイッチモジュールを制御する。

【0082】

ここで、図４を参照すると、電池管理システムは、対応する制御信号を提供し、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤをオンにするように同時に制御することにより、第１及び第２のサンプリングモジュールが接続され、耐電圧モジュールが接地線に繋がった状態を達成することができる。具体的に使用された制御信号は、実際の状況（例えば、スイッチモジュールに具体的に使用されたスイッチ素子）に応じて確定することができる。

【0083】

Ｓ５０２：第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得する。

【0084】

ここで、検出回路に接続された第２のサンプリングモジュールは、対応する電圧信号を形成する。本実施例において、第２のサンプリングモジュールが負極母線と接地線に接続された後に発生する電圧信号を「第２のサンプリング電圧」で表す。

【0085】

Ｓ５０３：第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、接地線が導通したかどうかを判断する。導通した場合、ステップＳ５０４を実行し、導通していない場合、ステップＳ５０５を実行する。

【0086】

ここで、「変化傾向」は、一定の時間帯内の第２のサンプリング電圧の電圧値の変動状況を指す。これは、具体的には、様々な方式、例えば上昇又は降下の速度、安定値に上昇又は降下した時間などで特徴付けることができる。

【0087】

実際の使用過程において、耐電圧モジュールは、様々な原因で接地線に繋がることができず、これにより接地線が依然として切断状態にある可能性がある。これにより、サンプリング電圧の変化傾向を利用して耐電圧モジュールが無効又は故障になったかどうかについての検出及び判断を助ける必要がある。

【0088】

Ｓ５０４：絶縁検出を行う。

【0089】

ここで、接地線の導通は、この時、耐電圧モジュールが故障になっておらず、絶縁サンプリング回路が正常であることを表す。これにより、電池管理システムは、引き続き後続の絶縁検出を行い、絶縁抵抗を計算することができる。

【0090】

Ｓ５０５：故障情報を出力する。

【0091】

ここで、接地線の切断は、この時、耐電圧モジュールが故障になっており、引き続き絶縁検出を行うことができないことを表す。これにより、故障情報を出力することにより故障をタイムリーに排除するように保守者又は操作者に提示する。この故障情報は、具体的には、任意の適切なタイプの形式で実現することができる。

【0092】

本出願の実施例による制御方法の一つのメリットは、第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って接地線が導通したかどうかについての検出を実現し、耐電圧モジュールが無効又は故障になった状況をタイムリーに発見することができ、これにより、絶縁検出の信頼性を効果的に向上させることである。

【0093】

本出願のいくつかの実施例によれば、任意選択的に、図６を参照すると、電池管理システムが変化傾向に従って接地線が導通したかどうかを判断する時、具体的には、以下のステップを含む。

【0094】

Ｓ５０３１：前記耐電圧モジュールが前記接地線に繋がってから第２のサンプリング電圧が安定になった時までの経過時間を取得する。

【0095】

ここで、耐電圧モジュールが接地線に繋がった後、正極母線と、グランド／負極母線とグランドの間にあるコンデンサへの充電過程がある。これにより、第２のサンプリング電圧は、安定になるまで一定の時間を要する。

【0096】

図４に示す絶縁サンプリング回路を例とすると、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤが正常にオンになる場合、正極母線とグランド／負極母線とグランドの間にあるコンデンサＣへの充電過程がある。これにより、第２の電圧サンプリングポイントで形成された第２のサンプリング電圧は、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤが繋がった時刻から対応して変化し、コンデンサ充電過程が終了すると、安定になる。図４において、上記の正極母線／負極母線とグランドとの間にあるコンデンサを等価コンデンサＣで表す。

【0097】

Ｓ５０３２：前記経過時間が予め設定される時間閾値を満たすかどうかを判断する。そうである場合、ステップＳ５０３３を実行し、そうではない場合、ステップＳ５０３４を実行する。

【0098】

ここで、予め設定される時間閾値は、予め設定される数値であり、具体的には、実際の回路状況に応じて確定することができ、上記の母線コンデンサへの充電過程があるかどうかについての確定を助けるために用いられる。

【0099】

Ｓ５０３３：接地線が導通したと確定する。

【0100】

ここで、第２のサンプリング電圧が安定になるまで経過する必要のある時間が長い場合、コンデンサＣへの充電過程があると考えることができる。そのため、耐電圧モジュールが接地線に正常に繋がることができ、接地線が導通状態であると確定することができる。

【0101】

Ｓ５０３４：接地線が導通していないと確定する。

【0102】

逆に、第２のサンプリング電圧が安定になるまで経過する必要のある時間が短い場合、コンデンサへの充電過程がないことが示されている（正常の状況と合致しない）。そのため、耐電圧モジュールが接地線に正常に繋がっていないことが示され、接地線が非導通状態にあると確定することができる。

【0103】

本出願の実施例による接地線が導通したかどうかについての判断方法の一つのメリットは、正極母線／負極母線とグランドとの間にあるコンデンサへの充電過程を革新的に利用して接地線に設けられた耐電圧モジュールの検出を実現し、絶縁検出時に接地線が正常の導通状態にあることを確保することである。

【0104】

本出願のいくつかの実施例によれば、図７は、本出願のいくつかの実施例による制御方法の概略図である。電池管理システムは、耐電圧モジュールが接地線に繋がる前に、図７に示す方法ステップを実行してサンプリング回路自体に故障又は無効の状況があるかどうかを検出することができる。図７を参照すると、この制御方法は、以下のステップを含んでもよい。

【0105】

Ｓ７０１：第１のサンプリングモジュール及び第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続し、また第２のサンプリングモジュール及び第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続する。

【0106】

ここで、耐電圧モジュールが接地線に繋がる前に、電池管理システムは、対応する制御信号を送信してスイッチモジュールをオンにするように制御することにより、サンプリング回路で並列接続された抵抗及びサンプリングモジュールの両方を検出回路（正極母線／負極母線と接地線との間）に接続し、サンプリング回路に故障があるかどうかを検出することができる。

【0107】

Ｓ７０２：第１のサンプリングモジュール又は第２のサンプリングモジュールで形成された電圧信号を取得する。

【0108】

ここで、この電圧信号は、第１のサンプリングモジュールで形成された電圧信号であってもよいし、第２のサンプリングモジュールで形成された電圧信号であってもよい。

【0109】

Ｓ７０３：前記電圧信号に基づき、第１のサンプリング回路及び／又は第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断する。そうである場合、ステップＳ７０４を実行し、そうではない場合、ステップＳ７０５を実行する。

【0110】

ここで、絶縁サンプリング回路の具体的な回路構造が既知である場合、電圧信号を基礎として、この時の正極母線と負極母線との間の電圧を概ね推算することができる。これにより、推算した理論結果と実測結果との間に大きな差があるかどうかに応じてサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することで、信頼性を向上させる。

【0111】

Ｓ７０４：故障情報を出力する。

【0112】

ここで、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障があると検出した場合、対応する故障情報を出力して使用者に提示する必要がある。電池管理システムは、具体的には、任意の適切な形式でこの故障情報を出力することができる。

【0113】

Ｓ７０５：耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、第１の抵抗を正極母線と接地線との間から切断するように第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２の抵抗を負極母線と接地線との間から切断するように第２のスイッチモジュールを制御する。

【0114】

ここで、故障がないと検出した場合、電池管理システムは、第１の抵抗及び第２の抵抗を検出回路から切断するようにスイッチモジュールを制御し、絶縁検出の操作ステップを準備しておくことができる。

【0115】

本出願の実施例による制御方法の一つのメリットは、絶縁検出前に、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを検出し、絶縁検出結果の信頼性を確保することができることである。

【0116】

本出願のいくつかの実施例によれば、任意選択的に、引き続き図８を参照すると、電池管理システムが電圧信号に従ってサンプリング回路に故障があるかどうかを判断する時、具体的には、以下のステップを含む。

【0117】

Ｓ７０３１：電圧信号に基づき、正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算する。

【0118】

ここで、この理論電圧値は、電池管理システムがサンプリングモジュールで取得されたサンプリング電圧に基づき逆推算することにより得られた理論値を指す。具体的な推算過程は、絶縁サンプリング回路の具体的な回路構造に基づいて決定され得る。

【0119】

Ｓ７０３２：理論電圧差と、正極母線と負極母線との間の実電圧差との差分値を計算する。

【0120】

ここで、この実電圧値は、正極母線と負極母線との間に印加された既知の電圧を指す。例えば、この正極母線及び負極母線に接続された電池パックの電圧である。

【0121】

図３を参照すると、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路がいずれも正常である場合、推算した理論電圧値が概ね実電圧値に相当すべきであり、両者の差異が大きくないことを予想できる。これにより、両者の差異に基づいてサンプリング回路が正常であるかどうかを判断することができる。

【0122】

Ｓ７０３３：理論電圧差と実電圧差との差分値の絶対値と実電圧差との比が予め設定される差異閾値よりも小さいかどうかを判断する。そうである場合、ステップＳ７０３４を実行し、そうではない場合、ステップＳ７０３５を実行する。

【0123】

ここで、この差異閾値は、具体的には、実際の状況の需要に応じて確定することができ、実際に使用された抵抗の抵抗値と電池電圧などのパラメータに関連する。この判断方式は、両者の差異が実電圧値に占める比例の大きさを判断標準として、理論電圧差と実電圧差との差異を特徴付ける。

【0124】

いくつかの実施例において、他の適切な統計方式を使用して両者の差異を具現化してもよい。

【0125】

Ｓ７０３３：第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障がないと確定する。

【0126】

ここで、差分値の絶対値と電圧信号の除算結果がこの予め設定される閾値よりも小さい場合、この時、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の状況がいずれも予想の状況と一致し、故障がないことを示す。

【0127】

Ｓ７０３４：第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障があると確定する。

【0128】

ここで、除算結果が予め設定される閾値を超える場合、第１のサンプリング回路又は第２のサンプリング回路のうちのいずれか一つが予想の状況と一致しないことを示す。これにより、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路における少なくとも一部の電子部品に故障があり、故障情報を報告する必要があることを説明した。

【0129】

このような設計において、サンプリングした電圧信号に従って正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算し、この理論電圧差と電池パックにより提供された実電圧差との比較結果に従って第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路が予想の正常状況と一致するかどうかを確定することにより、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の故障検出を実現することができる。

【0130】

本出願のいくつかの実施例によれば、図９を参照すると、図９は、本出願のいくつかの実施例による絶縁検出方法である。この絶縁検出方法は、電池管理システムにより実行されてもよく、正極母線と接地線との間／負極母線と接地線との間の絶縁抵抗を検出するために用いられる。以下のステップを含んでもよい。

【0131】

Ｓ９０１：第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールを接続するように制御するとともに、耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御する。

【0132】

ここで、電池管理システムは、スイッチモジュールに対して対応する制御信号を提供することにより、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールを接続するとともに、耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御することができる。

【0133】

Ｓ９０２：第１のサンプリングモジュールで形成された第１のサンプリング電圧及び第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧をそれぞれ取得する。

【0134】

ここで、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールが接続されるにつれて、図３を参照すると、これらは、対応する電圧サンプリングノードで電圧信号を形成して電池管理システムに提供する。

【0135】

Ｓ９０３：第１のサンプリング電圧が第２のサンプリング電圧以上であるかどうかを判断する。そうである場合、ステップＳ９０４を実行し、そうではない場合、ステップＳ９０５を実行する。

【0136】

ここで、第１のサンプリング電圧が大きい場合、これに対応する側の等価絶縁抵抗がより大きいことを示す。これにより、ステップＳ９０４を実行し、第１の抵抗Ｒ１を接続して絶縁抵抗を計算することにより計算の正確さを向上させることができる。逆に、第２のサンプリング電圧が大きい場合、第２の抵抗Ｒ２を接続して計算を行う必要がある。

【0137】

Ｓ９０４：第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間に接続するように制御する。

【0138】

ここで、図３を参照すると、電池管理システムは、第１のスイッチＳ１をオンにするように制御することにより、第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続することができる。この時、接続された第１の抵抗は、第１のサンプリングモジュールに並列接続される。

【0139】

Ｓ９０６：前記第１の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第３のサンプリング電圧と第２のサンプリングモジュールで形成された第４のサンプリング電圧を取得する。

【0140】

ここで、第１の抵抗が接続された後、第１のサンプリング回路に一つの並列接続された抵抗が増加した。そのため、第１のサンプリングモジュール及び第２のサンプリングモジュールの電圧値が対応して変化する。本実施例において、第１の抵抗が接続された後、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールとで検出され取得された電圧値をそれぞれ第３のサンプリング電圧と第４のサンプリング電圧と呼ぶことにより、第１の抵抗が接続される前に、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールで検出され取得された第１のサンプリング電圧と第２のサンプリング電圧と区別する。

【0141】

Ｓ９０８：第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第３のサンプリング電圧及び第４のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗及び負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算する。

【0142】

ここで、図３を参照すると、絶縁検出で計算する必要のあるものは、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗ＲＰと、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗Ｒｎとの二つの未知量である。第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の具体的な構成が既知である場合、第１の抵抗が接続される前と第１の抵抗が接続された後の二つの式を連立させることにより第１の絶縁抵抗及び第２の絶縁抵抗の二つの未知量を解くことができる。

【0143】

Ｓ９０５：第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続するように制御する。

【0144】

ここで、図３を参照すると、電池管理システムは、第２のスイッチＳ２をオンにするように制御することにより、第２の抵抗Ｒ２を正極母線と接地線との間に接続することができる。この時、接続された第２の抵抗は、第２のサンプリングモジュールに並列接続される。

【0145】

Ｓ９０７：第２の抵抗が接続された後、第１のサンプリングモジュールで形成された第５のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第６のサンプリング電圧とを取得する。

【0146】

ここで、第２の抵抗が接続された後、第２のサンプリング回路に一つの並列接続された抵抗が増加した。そのため、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールの電圧値が対応して変化する。本実施例において、第２の抵抗が接続された後、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールとで検出された電圧値をそれぞれ第５のサンプリング電圧と第６のサンプリング電圧と呼ぶことにより、第２の抵抗が接続される前に、第１のサンプリングモジュールと第２のサンプリングモジュールとで検出された第１のサンプリング電圧と第２のサンプリング電圧と区別する。

【0147】

Ｓ９０９：第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第５のサンプリング電圧及び第６のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗及び負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算する。

【0148】

ここで、上記ステップＳ９０８と同様に、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の具体的な構成が既知である場合、第２の抵抗が接続される前と第２の抵抗が接続された後との二つの式を連立させることにより第１の絶縁抵抗Ｒｐ及び第２の絶縁抵抗Ｒｎの二つの未知量を解くことができる。

【0149】

本出願の実施例の絶縁検出方法の一つのメリットは、第１のサンプリング電圧と第２のサンプリング電圧の大きさ関係に従って第１の抵抗を接続するか、それとも第２の抵抗を接続するかを決定することにより、より正確な絶縁抵抗を計算し取得することができる。

【0150】

本出願のいくつかの実施例によれば、図１０ａ～１０ｅは、使用過程における本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の概略図である。図１０ａ～１０ｅを参照すると、この絶縁サンプリング回路は、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３、第４の抵抗Ｒ４、第５の抵抗Ｒ５、第６の抵抗Ｒ６、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３、第４のスイッチＳ４及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤを含む。第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２は、同じ抵抗値を有し、第５の抵抗Ｒ５及び第４の抵抗Ｒ４は、同じ抵抗値を有する。

【0151】

ここで、第１の抵抗Ｒ１、第３の抵抗Ｒ３、第５の抵抗Ｒ５、第１のスイッチＳ１及び第３のスイッチＳ３は、第１のサンプリング回路１００を構成する。第１の抵抗Ｒ１の一端は、正極母線Ｐ＋に接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端は、第１のスイッチＳ１によってグランドＧＮＤに接続される。第３の抵抗Ｒ３の一端は、正極母線Ｐ＋に接続され、第３の抵抗Ｒ３の他端は、第５の抵抗Ｒ５の一端に接続される。第５の抵抗Ｒ５の他端は、第３のスイッチＳ３によって前記グランドＧＮＤに接続される。直列接続された第３の抵抗Ｒ３と第５の抵抗Ｒ５との間の接続ノードは、第１の電圧サンプリングポイントＰ１を形成する。

【0152】

いくつかの実施例において、第１の電圧サンプリングポイントＰ１は、アナログ－デジタル変換チップＡＤＣに接続されてもよい。アナログ－デジタル変換チップＡＤＣは、アナログ電圧信号をデジタル信号に変換した後、通信遮蔽チップによってデジタル信号形式の電圧値をマイクロコントローラＭＣＵに提供することができる。

【0153】

第２の抵抗Ｒ２、第４の抵抗Ｒ４、第６の抵抗Ｒ６、第２のスイッチＳ２及び第４のスイッチＳ４は、第２のサンプリング回路を構成する。第２の抵抗Ｒ２の一端は、負極母線Ｐ－に接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端は、第２のスイッチＳ２によってグランドＧＮＤに接続される。第４の抵抗Ｒ４の一端は、負極母線Ｐ－に接続され、第４の抵抗Ｒ４の他端は、第６の抵抗Ｒ６の一端に接続される。第６の抵抗Ｒ６の他端は、第４のスイッチＳ４によって前記グランドＧＮＤに接続される。直列接続された第４の抵抗Ｒ４と第６の抵抗Ｒ６との間の接続ノードは、第２の電圧サンプリングポイントＰ２を形成する。

【0154】

いくつかの実施例において、第２の電圧サンプリングポイントＰ２は、アナログ－デジタル変換チップＡＤＣに接続されてもよい。アナログ－デジタル変換チップＡＤＣは、アナログ電圧信号をデジタル信号に変換した後、通信遮蔽チップによってデジタル信号形式の電圧値をマイクロコントローラＭＣＵに提供することができる。

【0155】

制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤは、グランドＧＮＤに設置され、第１／第２のサンプリング回路と接地ノード３との間に位置し、接地線の切断又は接地線の導通を制御するために用いられる。

【0156】

図１０ａを参照すると、初期状態で、制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤは、接地線を切断したままにする。絶縁サンプリング回路は、高い耐電圧能力を有する。これにより、耐電圧試験の時、高圧正極１と接地ノード３との間に印加された電圧Ｖｈ、及び高圧負極２と接地ノード３との間に印加された電圧Ｖｈを満たす。

【0157】

図１０ｂを参照すると、電池管理システムは、車両の低電圧パワーオン（例えば１２Ｖ）を検出しており、絶縁検出を準備しておく時、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３及び第４のスイッチＳ４をオンに、制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤをオフにするように制御することにより、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の故障検出を実行する。

【0158】

故障検出ステップを実行する時、電池管理システムは、第２のサンプリング回路で収集された第２のサンプリング電圧に基づき、下記式（１）によって高圧正極１と高圧負極２との間の理論電圧値Ｕ３を計算することができる。

【0159】

【数1】

【0160】

ここで、Ｕ_ａｄｃは、アナログ－デジタル変換チップＡＤＣが第２の電圧サンプリングポイントでサンプリングした電圧値であり、ｒ１は、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値であり（これは第２の抵抗Ｒ２の抵抗値と同じである）、ｒ３は、第３の抵抗Ｒ３の抵抗値であり、ｒ４は、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値であり（これは第５の抵抗Ｒ５の抵抗値と同じである）、ｒ６は、第６の抵抗Ｒ６の抵抗値である。

【0161】

その後、下記式（２）によって理論電圧値Ｕ３と、高圧正極１と高圧負極２との間の実電圧値Ｕ４との差異Ｘを計算する。

【0162】

【数2】

【0163】

両者の差異Ｘが予め設定される閾値よりも小さい場合、電池管理システムは、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路が正常状態にあり、故障がないことを確定することができる。両者の差異Ｘが予め設定される閾値以上である場合、電池管理システムは、第１のサンプリング回路と第２のサンプリング回路に故障があり、故障情報を出力してタイムリーに処理するように使用者に提示する必要があると判定することができる。

【0164】

図１０ｃを参照すると、電池管理システムは、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障がないと検出し確定する場合、第３のスイッチＳ３、第４のスイッチＳ４及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤをオンにするように制御することができる。

【0165】

電池管理システムは、第２のサンプリング回路により提供された第２のサンプリング電圧が第３のスイッチＳ３、第４のスイッチＳ４及び制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤをオンにするように制御する時刻から、安定になるまで、電圧の上昇傾向と降下傾向が正極母線／負極母線とグランドとの間にあるコンデンサＣ充電過程と一致するかどうかに応じて制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤが成功にオンになったかどうかを検出することができる。

【0166】

制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤが成功にオンになっていないと確定する場合、対応する故障情報を出力して早急に処理するように使用者に提示することができる。制御可能なスイッチＳ_ＧＮＤが成功にオンになったと確定する場合、引き続き後続の絶縁検出ステップを実行することができる。

【0167】

図１０ｃのスイッチ状態で、電池管理システムは、第１の電圧サンプリングポイントＰ１の第１のサンプリング電圧Ｖ１及び第２の電圧サンプリングポイントＰ２の第２のサンプリング電圧Ｖ２をそれぞれ取得する。

【0168】

図１０ｄを参照すると、第１のサンプリング電圧Ｖ１が第２のサンプリング電圧Ｖ２以上である場合、電池管理システムは、第１のスイッチＳ１をオンにするように制御することにより、第１の抵抗Ｒ１を接続することができる。その後、第１の電圧サンプリングポイントＰ１のこの時の第３のサンプリング電圧Ｖ３及び第２の電圧サンプリングポイントＰ２のこの時の第４のサンプリング電圧Ｖ４をそれぞれ取得する。

【0169】

最後に、下記式（３－１）と（３－２）によって高圧正極１と接地ノード３との間の第１の絶縁抵抗Ｒｐと、高圧負極２と接地ノード３との間の第２の絶縁抵抗Ｒｎをそれぞれ計算することができる。

【0170】

【数3】

【0171】

【数4】

【0172】

ここで、ｒ１は、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値であり（これは第２の抵抗Ｒ２の抵抗値と同じである）、ｒ３は、第３の抵抗Ｒ３の抵抗値であり、ｒ４は、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値であり（これは第５の抵抗Ｒ５の抵抗値と同じである）、ｒ６は、第６の抵抗Ｒ６の抵抗値である。

【0173】

図１０ｅを参照すると、第１のサンプリング電圧Ｖ１が第２のサンプリング電圧Ｖ２よりも小さい場合、電池管理システムは、第２のスイッチＳ２をオンにするように制御することにより、第２の抵抗Ｒ２を接続することができる。その後、第１の電圧サンプリングポイントＰ１のこの時の第５のサンプリング電圧Ｖ５及び第２の電圧サンプリングポイントＰ２のこの時の第６のサンプリング電圧Ｖ６をそれぞれ取得する。

【0174】

最後に、下記式（４－１）と（４－２）によって高圧正極１と接地ノード３との間の第１の絶縁抵抗Ｒｐと、高圧負極２と接地ノード３との間の第２の絶縁抵抗Ｒｎをそれぞれ計算することができる。

【0175】

【数5】

【0176】

【数6】

【0177】

【0178】

本出願のいくつかの実施例によれば、図１１を参照すると、図１１は、本出願の実施例による絶縁サンプリング回路の制御装置である。この制御装置は、電池管理システムによって実現されてもよい。これは、スイッチ制御ユニット１１１０、接地線検出ユニット１１２０、絶縁検出ユニット１１３０及び故障報告ユニット１１４０を含んでもよい。

【0179】

ここで、スイッチ制御ユニット１１１０は、耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、第１のサンプリングモジュールを正極母線と接地線との間に接続するように第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２のサンプリングモジュールを負極母線と接地線との間に接続するように第２のスイッチモジュールを制御するために用いられる。接地線検出ユニット１１２０は、第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得し、そして、第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断するために用いられる。絶縁検出ユニット１１３０は、接地線が導通した場合、絶縁検出を行うために用いられる。故障報告ユニット１１４０は、前記接地線が切断された場合、故障情報を出力するために用いられる。

【0180】

本出願の実施例による制御方法の一つのメリットは、第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って接地線が導通したかどうかについての検出を実現することができ、耐電圧モジュールが無効又は故障になった状況をタイムリーに発見することができ、これにより、絶縁検出の信頼性を効果的に向上させることである。

【0181】

本出願のいくつかの実施例によれば、任意選択的に、絶縁検出ユニット１１３０は、具体的には、耐電圧モジュールが接地線に繋がってから第２のサンプリング電圧が安定になった時までの経過時間を取得し、経過時間が予め設定される時間閾値を満たすかどうかを判断し、満たす場合、接地線が導通したと確定するために用いられる。このような設計は、正極母線／負極母線とグランドとの間にあるコンデンサへの充電過程を革新的に利用して耐電圧モジュールの検出を実現し、絶縁検出時、接地線が正常の導通状態にあることを確保することができる。

【0182】

本出願のいくつかの実施例によれば、図１２を参照すると、図１２は、本出願の別のいくつかの実施例による絶縁サンプリング回路の制御装置である。この制御装置は、図１１に示す機能モジュール以外、検出トリガーユニット１１５０、信号収集ユニット１１６０及び故障検出ユニット１１７０をさらに含む。

【0183】

ここで、検出トリガーユニット１１５０は、スイッチモジュールを制御することにより、絶縁サンプリング回路の第１のサンプリングモジュール及び第１の抵抗を正極母線と接地線との間に接続し、また第２のサンプリングモジュール及び第２の抵抗を負極母線と接地線との間に接続するために用いられる。信号収集ユニット１１６０は、第１のサンプリングモジュール又は第２のサンプリングモジュールで形成された電圧信号を取得するために用いられる。

【0184】

故障検出ユニット１１７０は、前記電圧信号に基づき、第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断するために用いられる。故障報告ユニット１１４０はさらに、故障がある場合、故障情報を出力するために用いられる。絶縁検出ユニット１１３０はさらに、故障がない場合、耐電圧モジュールが前記接地線に繋がるように制御し、第１の抵抗を正極母線と接地線との間から切断するように第１のスイッチモジュールを制御するとともに、第２の抵抗を負極母線と接地線との間から切断するように第２のスイッチモジュールを制御し、絶縁検出を準備しておくために用いられる。

【0185】

このような設計は、絶縁検出前に、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを検出するステップを増設することにより、絶縁検出結果の信頼性を確保する。

【0186】

本出願のいくつかの実施例によれば、任意選択的に、故障検出ユニット１１７０は、具体的には、前記電圧信号に基づき、正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算し、理論電圧差と、正極母線と負極母線との間の実電圧差との差分値を計算し、そして、理論電圧差と実電圧差との差分値の絶対値と実電圧差との比が予め設定される差異閾値よりも小さいかどうかを判断し、そうである場合、第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障がないと確定し、そうではない場合、第１のサンプリング回路及び前記第２のサンプリング回路に故障があると確定するために用いられる。

【0187】

このような設計において、サンプリングした電圧信号に従って正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算し、この理論電圧差及び電池パックにより提供された実電圧差との比較結果に従って第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路が予想の正常状況と一致するかどうかを確定することにより、第１のサンプリング回路及び第２のサンプリング回路の故障検出を実現することができる。

【0188】

本出願のいくつかの実施例によれば、任意選択的に、絶縁検出ユニット１１３０は、具体的には、第１のサンプリングモジュールで形成された第１のサンプリング電圧及び第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧をそれぞれ取得し、そして、第１のサンプリング電圧及び第２のサンプリング電圧の大きさの比較結果に従って、対応する絶縁検出ステップを実行するために用いられる。

【0189】

一方では、第１のサンプリング電圧が第２のサンプリング電圧以上である場合、絶縁検出ユニット１１３０は、第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間に接続するように制御し、第１の抵抗が接続された後、第１のサンプリングモジュールで形成された第３のサンプリング電圧及び第２のサンプリングモジュールで形成された第４のサンプリング電圧を取得し、そして、第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第３のサンプリング電圧及び第４のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗と、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算するために用いられてもよい。

【0190】

他方では、第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧よりも小さい場合、絶縁検出ユニット１１３０は、第２の抵抗を前記負極母線と接地線との間に接続するように制御し、第２の抵抗が接続された後、第１のサンプリングモジュールで形成された第５のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第６のサンプリング電圧を取得し、そして、第１のサンプリング電圧、第２のサンプリング電圧、第５のサンプリング電圧及び第６のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗と、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算するために用いられてもよい。

【0191】

このような設計は、第１のサンプリング電圧と第２のサンプリング電圧の大きさ関係に従って第１の抵抗を接続するか、それとも第２の抵抗を接続するかを決定することができ、これによって計算し取得した絶縁抵抗結果をより正確にすることができる。

【0192】

説明すべきこととして、本出願の実施例において、実行する方法ステップに応じて絶縁サンプリング回路の制御装置の機能ユニットを区分する。いくつかの実施例において、実際の状況の需要に応じて、本出願の実施例の制御装置における一つ以上の機能ユニット（スイッチ制御ユニット、接地線検出ユニット、絶縁検出ユニット及び故障報告ユニット、検出トリガーユニット、信号収集ユニット及び故障検出ユニット）をより多くの機能ユニットに分割することにより、対応する方法ステップを実行することができる。別のいくつかの実施例において、本出願の実施例の制御装置における一つ以上の機能ユニットをより少ない機能ユニットに整合することにより、対応する方法ステップを実行することもできる。

【0193】

本出願のいくつかの実施例によれば、図１３を参照すると、図１３は、本出願の実施例による電池管理システムの構造概略図である。この電池管理システムは、任意のタイプの電池又は電力消費機器に用いられてもよい。ここではその具体的な実現を限定しない。

【0194】

図１３に示すように、この電池管理システムは、プロセッサ１３１０、通信インターフェース１３２０、メモリ１３３０及び通信バス１３４０を含んでもよい。

【0195】

ここで、プロセッサ１３１０、通信インターフェース１３２０及びメモリ１３３０は、通信バス１３４０を介して相互間の通信を完成させる。通信インターフェース１３２０は、他の機器に通信可能に接続される（例えば、絶縁サンプリング回路に接続され、第１のサンプリングモジュール及び第２のサンプリングモジュールの電圧信号を取得する）ために用いられる。プロセッサ１３１０は、プログラム１３５０を呼び出して、上記実施例における絶縁サンプリング回路の制御方法における一つ以上の方法ステップを実行するために用いられる。具体的には、プログラム１３５０は、プログラムコード又はコンピュータ操作命令を含んでもよい。

【0196】

本実施例において、使用されたハードウェアのタイプに従って、プロセッサ１３１０は、中央処理ユニット、他の汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ又は他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアアセンブリなどであってもよい。

【0197】

メモリ１３３０は、プログラム１３５０を記憶するために用いられる。メモリ１３３０は、高速ＲＡＭメモリを含む可能性があり、不揮発性メモリ、例えば少なくとも一つの磁気ディスクメモリを含む可能性もある。

【0198】

本出願の実施例は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体をさらに提供する。このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、不揮発性コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体にはコンピュータプログラムが記憶されている。

【0199】

ここで、コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される時、上記実施例における絶縁サンプリング回路の制御方法における一つ以上の方法ステップを実現する。完全なコンピュータプログラム製品は、本出願の実施例に開示されたコンピュータプログラムを有する一つ以上のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に具現化される（磁気ディスクメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、光メモリなどを含むが、これらに限定されない）。

【0200】

最後に説明すべきこととして、上記の各実施例は、本出願の技術案を説明するためのみに用いられ、これを制限するものではなく、前述した各実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、前述した各実施例に記載の技術案を依然として変更し、又はそのうちの一部又は全部の技術的特徴を同等に置換することが可能であり、これらの変更又は置換は、対応する技術案の本質を本出願の各実施例の技術案の範囲から逸脱させないものであり、本出願の請求の範囲及び明細書の範囲に包含されるべきである。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例で言及される各技術的特徴はいずれも、任意の方法で組み合わせることができる。本出願は、本明細書に開示される特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれる全ての技術案を含む。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図10d】

【図10e】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

【請求項2】

【請求項3】

【請求項4】

前記耐電圧モジュールは、前記接地線に設置された制御可能なスイッチを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路。

【請求項5】

請求項１に記載の絶縁サンプリング回路に用いられる耐電圧試験方法であって、
前記絶縁サンプリング回路に接続された正極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加するとともに、前記絶縁サンプリング回路に接続された負極母線と接地線との間に予め設定される電圧を印加することを含み、
前記絶縁サンプリング回路の耐電圧モジュールは、前記接地線を切断したままにする、耐電圧試験方法。

【請求項6】

請求項１に記載の絶縁サンプリング回路の制御方法であって、
前記絶縁サンプリング回路の前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、前記第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の前記第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように前記第２のスイッチモジュールを制御することと、
前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得することと、
前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断することと、
前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことと、
前記接地線が切断された場合、故障情報を出力することと、
を含む、制御方法。

【請求項7】

【請求項8】

【請求項9】

前記電圧信号に基づき、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障があるかどうかを判断することは、
前記電圧信号に基づき、前記正極母線と負極母線との間の理論電圧差を計算することと、
前記理論電圧差と、前記正極母線と負極母線との間の実電圧差との差分値を計算することと、
前記理論電圧差と前記実電圧差との差分値の絶対値と実電圧差との比が予め設定される差異閾値よりも小さいかどうかを判断することと、
前記比が前記差異閾値よりも小さい場合、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障がないと確定することと、
前記比が前記差異閾値よりも小さくない場合、前記第１のサンプリング回路と前記第２のサンプリング回路に故障があると確定することと、
を含む、請求項８に記載の制御方法。

【請求項10】

前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うことは、
前記第１のサンプリングモジュールで形成された第１のサンプリング電圧と前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧をそれぞれ取得することと、
前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧以上である場合、前記第１の抵抗を前記正極母線と接地線との間に接続するように制御することと、
前記第１の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第３のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第４のサンプリング電圧と、を取得することと、
前記第１のサンプリング電圧、前記第２のサンプリング電圧、前記第３のサンプリング電圧及び前記第４のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗、及び、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと、
前記第１のサンプリング電圧が前記第２のサンプリング電圧よりも小さい場合、前記第２の抵抗を前記負極母線と接地線との間に接続するように制御することと、
前記第２の抵抗が接続された後、前記第１のサンプリングモジュールで形成された第５のサンプリング電圧と、第２のサンプリングモジュールで形成された第６のサンプリング電圧と、を取得することと、
前記第１のサンプリング電圧、前記第２のサンプリング電圧、前記第５のサンプリング電圧及び前記第６のサンプリング電圧に基づき、正極母線と接地線との間の第１の絶縁抵抗、及び、負極母線と接地線との間の第２の絶縁抵抗を計算することと
を含む、請求項６～９のいずれか１項に記載の制御方法。

【請求項11】

請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路の制御装置であって、
前記絶縁サンプリング回路の前記耐電圧モジュールが接地線に繋がるように制御し、前記第１のサンプリングモジュールを正極母線と前記接地線との間に接続するように前記絶縁サンプリング回路の前記第１のスイッチモジュールを制御するとともに、前記第２のサンプリングモジュールを負極母線と前記接地線との間に接続するように前記第２のスイッチモジュールを制御するためのスイッチ制御ユニットと、
前記第２のサンプリングモジュールで形成された第２のサンプリング電圧を取得し、前記第２のサンプリング電圧の変化傾向に従って、前記接地線が導通したかどうかを判断するための接地線検出ユニットと、
前記接地線が導通した場合、絶縁検出を行うための絶縁検出ユニットと、
前記接地線が切断された場合、故障情報を出力するための故障報告ユニットと、
を含む、制御装置。

【請求項12】

電池管理システムであって、プロセッサ及びメモリを含み、前記メモリにコンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、前記プロセッサによって呼び出される時、前記プロセッサに請求項６～９のいずれか１項に記載の制御方法を実行させる、電池管理システム。

【請求項13】

電力消費機器であって、請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁サンプリング回路、電池、負荷及び請求項１２に記載の電池管理システムを含み、前記電池は、前記電池管理システムに接続され、前記負荷に給電する、電力消費機器。

【請求項14】

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0170】

【数3】