储能系统的绝缘检测装置和方法与流程

本发明涉及储能系统领域，尤其涉及储能系统的绝缘检测装置和方法。

背景技术：

储能系统用于存储和提供电能，在储能系统中，绝缘故障直接影响到设备正常工作，严重时有可能导致安全事故，如高压正极对地短路时，当人触摸到高压负极，会导致生命及财产的损失。

因此，需要对储能系统进行绝缘检测，以实时监测储能系统正负极之间的绝缘阻值是否达到标准，从而避免储能系统正负极之间的绝缘阻值因未达到标准而引起的安全问题。

目前，在对储能系统中的储能装置进行绝缘采样时，通常需要对储能装置的正极绝缘电阻和负极绝缘电阻采用不同的采样通道，并根据不同采样通道采集的数据推算正极绝缘电阻和负极绝缘电阻，绝缘采样电路的复杂度高且影响绝缘阻值的测量精度。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种储能系统的绝缘检测装置和方法，可以降低电路复杂度，提高绝缘检测的测量精度和绝缘电阻的灵敏度，减少绝缘检测时间。

第一方面，本发明实施例提供一种储能系统的绝缘检测装置，包括：正极切换装置、负极切换装置、采样模块、参考基准电压端和处理器。

其中，储能装置的正极与正极切换装置的第一端连接，储能装置的负极与负极切换装置的第一端连接，正极切换装置的第二端和负极切换装置的第二端分别与采样模块的第一端连接，采样模块的第二端与参考基准电压端连接。

并且其中，采样模块被配置为在正极切换装置和负极切换装置的第一切换状态时采集储能装置的正极采样信号，以及在正极切换装置和负极切换装置的第二切换状态时采集储能装置的负极采样信号。

处理器与采样模块的第三端连接，处理器被配置为根据正极采样信号和负极采样信号，确定储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在第一方面的一些实施例中，采样模块包括：采样隔离开关装置、第一电阻网络和第二电阻网络；

其中，采样隔离开关装置的第一端与正极切换装置的第二端以及负极切换装置的第二端连接；

采样隔离开关装置的第二端与第一电阻网络的第一端连接；

第一电阻网络的第二端连接于第二电阻网络的第一端；

第二电阻网络的第二端与参考基准电压端连接。

在第一方面的一些实施例中，绝缘检测装置还包括：加速开关装置和加速电阻网络。

其中，加速开关装置的第一端连接于第一电阻网络的第一端，加速开关装置的第二端连接于加速电阻网络的第一端。

加速电阻网络的第二端连接于第二电阻网络的第二端。

在第一方面的一些实施例中，绝缘检测装置还包括绝缘检测采样点，绝缘检测采样点位于采样模块的第三端，且绝缘检测采样点与处理器连接。

并且，采样模块还被配置为在正极切换装置和负极切换装置的第一切换状态时，通过绝缘检测采样点采集储能装置的正极采样信号，以及在正极切换装置和负极切换装置的第二切换状态时，通过绝缘检测采样点采集储能装置的负极采样信号。

在第一方面的一些实施例中，绝缘检测装置还包括绝缘检测采样点。绝缘检测采样点连接于第一电阻网络的第二端、第二电阻网络的第一端和处理器。

在第一方面的一些实施例中，第一切换状态包括正极切换装置的导通状态和负极切换装置的关断状态；第二切换状态包括正极切换装置的关断状态和负极切换装置的导通状态。

在第一方面的一些实施例中，正极切换装置包括正极隔离开关装置，储能装置的正极通过正极隔离开关装置与采样模块的第一端连接；负极切换装置包括负极隔离开关装置，储能装置的负极通过负极隔离开关装置与采样模块的第一端连接。

在第一方面的一些实施例中，处理器还被配置为：

确定正极绝缘阻值和负极绝缘阻值中较小的电阻值，将较小的电阻值作为储能系统的绝缘阻值；对比储能系统的绝缘阻值和预设绝缘阻值阈值，得到储能系统的绝缘阻值的对比结果；根据储能系统的绝缘阻值的对比结果，得到储能系统的绝缘状态。

第二方面，本发明实施例提供一种储能系统的绝缘检测方法，用于上述的储能系统的绝缘检测装置，该绝缘检测方法包括：

控制正极切换装置导通和控制负极切换装置的关断，通过绝缘检测装置采集正极采样信号；

控制正极切换装置关断和控制负极切换装置导通，通过绝缘检测装置采集负极采样信号；

根据正极采样信号和负极采样信号，确定储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在第二方面的一些实施例中，根据正极采样信号和负极采样信号，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值，包括：

将正极采样信号转换为正极采样电压；

将负极采样信号转换为负极采样电压；

根据正极采样电压和负极采样电压，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在第二方面的一些实施例中，绝缘检测装置还包括：加速开关装置和加速电阻网络；该绝缘检测方法还包括：

控制加速开关装置导通、正极切换装置导通以及负极切换装置关断，通过绝缘检测装置采集第二正极采样信号；

控制加速开关装置导通、正极切换装置关断和负极切换装置导通，通过绝缘检测装置采集第二负极采样信号；

根据第二正极采样信号和第二负极采样信号，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在第二方面的一些实施例中，该绝缘检测方法还包括：

将所述第二正极采样信号转换为第二正极采样电压；

将所述第二负极采样信号转换为第二负极采样电压；

根据所述第二正极采样电压和所述第二负极采样电压，计算所述储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

根据本发明实施例中的储能系统的绝缘检测装置和方法，一方面，可以使用同一个采样通道，针对储能系统的高压正极的对参考基准电压端的电压值和高压负极对参考基准电压端的电压值分别进行正极采样和负极采样，减小电路复杂度，避免了多路采样模块之间的差异性对绝缘检测采样造成的干扰和影响，提高绝缘检测的测量精度。

另一方面，通过在采样模块的电阻网络两端并联加速电阻网络，可以使绝缘检测电路尽快达到稳定电压状态，从而缩短采样时间，提高采样效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是示出根据本发明一实施例的绝缘检测装置的模块结构示意图；

图2是示出根据本发明另一实施例的绝缘检测装置的模块结构示意图；

图3是示出根据本发明实施例的一个示例性实施例绝缘检测装置的电路结构示意图；

图4是示出根据本发明另一示例性实施例的绝缘检测装置的电路结构示意图；

图5a是示出绝缘检测电路中未接入加速电阻网络时绝缘检测电路的电压和时间的相互关系；

图5b是示出绝缘检测电路中接入加速电阻网络时，绝缘检测电路的电压和时间的相互关系；

图6是示出根据本发明示例性实施例的绝缘检测装置采集储能装置的电路图；

图7是示出根据本发明实施例的绝缘检测装置采集储能装置的正极采样信号时的电路简易结构示意图；

图8是示出根据本发明实施例的绝缘检测装置采集储能装置的负极采样信号时的电路简易结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例中，储能系统中的储能装置可以为多种类型的蓄电单元，例如，该储能装置可以是锂离子蓄电单元、铅酸蓄电单元、镍隔蓄电单元、镍氢蓄电单元、锂硫蓄电单元或者钠离子蓄电单元。从规模而言，该蓄电单元可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此不做限定。

储能系统的电压往往较高，例如几百伏。储能系统运行正常状态下，电池系统的正/负母线与设备的外壳具有良好的绝缘性能；但是如果在使用过程中造成绝缘破坏，可能会出现漏电，影响操作人员的人身财产安全；因此在高压储能系统中，检测储能系统中储能设备的绝缘电阻具有重要意义。

基于此，本发明实施例提供了一种储能系统的绝缘检测装置和绝缘检测方法，该绝缘检测装置能够实时监测储能装置正负极之间的绝缘阻值是否达到标准。

为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的储能系统的绝缘检测装置和绝缘检测方法，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

图1是示出根据本发明一实施例的绝缘检测装置的模块结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的绝缘检测装置100包括：正极切换装置om1、负极切换装置om2、采样模块f1、参考基准电压端gnd和处理器d1。

其中，储能装置的正极与正极切换装置om1的第一端连接，储能装置的负极与负极切换装置om2的第一端连接，正极切换装置om1的第二端和负极切换装置om2的第二端分别与采样模块f1的第一端连接，采样模块f1的第二端与参考基准电压端连接。

采样模块f1被配置为在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第一切换状态时采集储能装置的正极采样信号，以及在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第二切换状态时采集储能装置的负极采样信号。

如图1所示，处理器d1与采样模块f1的第三端连接，处理器d1被配置为根据正极采样信号和负极采样信号，确定储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在一个实施例中，第一切换状态包括正极切换装置om1的导通状态和负极切换装置om2的关断状态，以及第二切换状态包括om1正极切换装置的关断状态和负极切换装置om2的导通状态。

在该实施例中，可以使用同一个采样通道对高压正极对接地端的电压值，和高压负极对接地端的电压值分别进行电压采样，减小了电路复杂度。并且，可以避免通过多个采样电路进行电压采样时，由于不同采样电路之间的差异性对采样数据造成的干扰和影响，从而提高绝缘检测时采样信号的测量精度。

下面结合图2描述根据本发明另一实施例的储能系统的绝缘检测装置，

图2是示出根据本发明另一实施例的绝缘检测装置的模块结构示意图。

如图2所示，在一些实施例中，该电池检测电路还可以包括绝缘检测采样点s1(下述实施例的描述中可以简称为采样点s1)可以位于采样模块f1的第三端，且绝缘检测采样点s1与处理器d1连接。

如图2所示，正极切换装置om1和负极切换装置om2被配置为在第一切换状态时，储能装置的正极为绝缘检测采样点s1提供正极采样信号，以及在第二切换状态时，储能装置的负极为绝缘检测采样点s1提供负极采样信号。

在该实施例中，第一切换状态包括正极切换装置om1的导通状态和负极切换装置om2的关断状态，以及第二切换状态包括om1正极切换装置的关断状态和负极切换装置om2的导通状态。

继续参考图2，在本发明实施例中，采样模块f1与参考基准电压端连接。参考基准电压端gnd的实际电压可以根据绝缘检测电路的工作场景以及需求进行设定。

在一个实施例中，参考基准电压端gnd例如可以为低压地。作为一个示例，如果将该绝缘检测装置应用于新能源汽车，该低压地可以是车身地，表示将车辆的底盘的电压作为基准电压。这种接地可以通过金属导体间的接触来实现，连接电阻和电抗通常很小，从而保证接地效果。

参考基准电压端gnd的电压在绝缘检测电路中为基准电压，即参考电压。比如，若参考基准电压端gnd的实际电压为6v，采样点s1采集到的采样信号的实际电压为22v，则可将采样点s1采集到的采样信号的电压参考基准电压gnd记为16v。

在下面实施例的描述中，以参考基准电压端gnd为低压地为例，确定通过采样点s1采集到的采样信号的实际电压，该示例性描述不应理解为对参考基准电压端的限定。

在本发明实施例，由于正极切换装置、负极切换装置通常位于高压侧，采样模块通常位于低压侧。为了进行高低压隔离控制，正极切换装置om1和负极切换装置om2可以是隔离开关装置例如光耦合器。光耦合器也可以称为是光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。

在一个实施例中，光耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，由发光元件和光敏元件两部分组成。光耦合器可以将发光元件和光敏元件封装在同一密闭的壳体内，发光元件和光敏元件之间通过透明绝缘体进行隔离。

为了便于理解，下面简单介绍光耦合器的工作原理，在光耦合器中，发光元件可以将输入的电信号转换为光信号，并将光信号以光为媒介传输给光敏元件，光敏元件将该光信号转换为电信号输出。由于没有直接的电气连接，在耦合传输信号的同时，有效控制高压信号对低压信号造成的干扰，起到了高低压隔离控制的作用。

在一个实施例中，发光元件例如可以是发光二极管，光敏元件例如可以是光敏二级管或光敏三级管。

在本发明实施例中，可以利用不同电平的转换电路，控制正极切换装置和负极切换装置的导通和断开。

作为一个示例，正极切换装置om1的转换电路输出高电平时，可以控制正极切换装置om1为导通状态；正极切换装置om1的转换电路输出低电平时，可以控制正极切换装置om1为断开状态。

作为一个示例，负极切换装置om2的转换电路输出高电平时，可以控制负极切换装置om2为导通状态；负极切换装置om2的转换电路输出低电平时，可以控制负极切换装置om2为断开状态。

在一个实施例中，在使用光耦进行高低压隔离控制的情况下，高压接地信号和低压接地信号之间不需要额外增加隔离模块进行隔离控制，电路结构得以简化。

在本发明实施例中，使用隔离开关切换装置，绝缘检测电路不需要额外引入隔离模块，可以避免引入新的干扰信号，进而提高采样信号的准确性。

图3示出了根据本发明实施例的一个示例性实施例绝缘检测装置的电路结构示意图。图3示意性地示出了正极切换装置om1、负极切换装置om2、采样模块f1和参考基准电压端gnd的具体结构。

如图3所示，在一个实施例中，正极切换装置om1可以包括正极隔离开关装置，储能装置的正极通过正极隔离开关装置与采样模块f1的第一端连接；负极切换装置om2可以包括负极隔离开关装置，储能装置的负极通过负极隔离开关装置与采样模块f1的第一端连接。

在一个实施例中，采样模块f1可以包括采样隔离开关装置om3、第一电阻网络r1和第二电阻网络r2。

其中，采样隔离开关装置om3的第一端与正极切换装置om1的第二端以及负极切换装置om2的第二端连接。

采样隔离开关装置om3的第二端与第一电阻网络r1的第一端连接。

第一电阻网络的第二端连接于第二电阻网络的第一端；第二电阻网络的第二端与参考基准电压端gnd连接。

第一电阻网络r1的第二端连接于第二电路网络r2的第一端。

第二电阻网络r2的第二端可以与参考基准电压端gnd连接。

在该实施例中，第一电阻网络r1和第二电阻网络r2可以起到分压作用。通过调整第一电阻网络r1的阻值大小和第二电阻网络r2的阻值大小，可以对第一切换状态下采集的采样点s1的正极采样信号的变化范围，以及第二切换状态下采集的采样点s1的负极采样信号的变化范围进行调整。

需要说明的是，第一电阻网络r1和第二电阻网络r2的组合形式和阻值大小可以在电池绝缘检测的实际应用场景中，根据实际情况进行设定。

在一个实施例中，采样隔离开关装置om3也可以是隔离开关装置例如光耦合器。利用不同电平的转换电路，控制采样隔离开关装置om3的导通和断开。作为一个示例，控制采样隔离开关装置om3的转换电路输出高电平时，采样隔离开关装置om3为导通状态；控制采样隔离开关装置om3的转换电路输出低电平时，采样隔离开关装置om3为断开状态。

继续参考图3，在一个实施例中，在绝缘检测装置中，绝缘检测采样点s1连接于第一电阻网络r1的第二端、第二电阻网络r2的第一端和处理器d1。当采样隔离开关装置om3处于导通状态时：在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第一切换状态，采样模块f1向采样点s1提供正极采样信号，在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第二切换状态，采样模块f1向采样点s1提供负极采样信号。

如上述实施例中的描述，第一切换状态为正极切换装置om1的导通状态和负极切换装置om2的关断状态，以及第二切换状态为正极切换装置om1正极切换装置的关断状态和负极切换装置om2的导通状态。

下面通过图4、图5a和图5b，详细介绍根据本发明实施例另一实施例的储能系统的绝缘检测装置。图4示出了根据本发明另一示例性实施例的绝缘检测装置的电路结构示意图。

为了描述方便，在下述实施例中，可以将该第一电阻网络r1和该第二电阻网络r2作为采样模块f1的采样电阻网络。

如图4所示，在一个实施例中，储能系统的绝缘检测装置还可以包括：加速开关装置om4和加速电阻网络r3。

其中，加速开关装置om4的一端连接于第一电阻网络r1的第一端，加速开关装置om4的另一端连接于加速电阻网络r3的一端；加速电阻网络r3的另一端连接于第二电阻网络r2的第二端。

在一个实施例中，加速开关装置om4可以是隔离开关装置例如光耦合器。利用不同电平的转换电路，控制加速开关装置om4的导通和断开。作为一个示例，控制加速开关装置om4的转换电路输出高电平时，加速开关装置om4为导通状态；控制加速开关装置om4的转换电路输出低电平时，加速开关装置om4为断开状态。

在本发明实施例中，分布电容可以存在于储能高压和储能低压之间，为储能装置的高压部件与储能装置的低压部件之间的等效电容。本发明实施例中的绝缘检测装置采用隔离开关装置进行储能系统高压端和低压端的隔离控制，储能装置的正极与参考准电压端之间包括第一分布电容，储能装置的负极与参考基准电压端之间包括第二分布电容。

在本发明实施例中，采样模块f1需要在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第一切换状态时，采集储能装置提供的稳定的正极采样信号例如储能装置的正极对低压地的稳定电压值，以及在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第二切换状态时采集储能装置提供的稳定的负极采样信号例如储能装置的负极对低压地的稳定电压值。

在该实施例中，在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第一切换状态，以及在第二分布电容的容量大小一定的情况下，通过加速开关装置om4的导通，将加速电阻网络r3接入绝缘检测装置，可以使第二分布电容上的电压更快稳定，从而缩短正极采样信号的采样时间；以及在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第二切换状态，以及在第一分布电容容量大小一定的情况下，将加速电阻网络r3接入绝缘检测装置，可以使第一分布电容上的电压越快稳定，从而缩短负极采样信号的采样时间。

在本发明实施例中，根据rc充放电原理，通过电阻并联可以减小rc充放电回路中等效电阻r的阻值，在rc充放电回路中，电容c的容量大小一定的情况下，通过减小电阻r可以加速电容c的充放电，储能系统的电压可以更快速地稳定。

为了便于理解，下面通过具体实施例描述通过加速电阻网络r3加速稳定电压，从而缩短绝缘采样时间的工作原理。

如图4所示，在一个实施例中，采样隔离开关装置om3和加速开关装置om4为导通状态，且正极切换装置om1和负极切换装置om2为第二切换状态时，储能装置的正极、第一分布电容c1、第一电阻网络r1、第二电阻网络r2、加速电阻网络r3以及储能装置的负极形成第一绝缘检测回路，该第一绝缘检测回路可以用于采集储能装置的负极采样信号，且该第一绝缘检测回路可以简化为等效电阻r和第一分布电容c1串联的rc1充电放电电路。

在一个实施例中，该充电放电电路的电源是电压源形式，假设通过等效电阻r向第一分布电容c1充电，第一分布电容c1上的初始电压例如可以为v0，稳定后第一分布电容c1上的电压为v1，则在任一时刻t1第一分布电容c1上的充电电压可以表示为下面的表达式(1)：

vt1＝v0+(v1-v0)×(1-exp(-t1/rc1))(1)

通过上述表达式(1)可以确定第一分布电容c1的充电时间t1，并将充电时间t1表示为下面的表达式(2)：

t1＝rc1×ln((v1-v0)/(v1-vt1))(2)

在上述表达式(1)和表达式(2)中，vt1表示任意时刻t1时第一分布电容c1上的电压值，rc1为等效电阻r和第一分布电容c1的乘积，即rc1可以表示为一个时间常数，exp表示以自然常数e为底的指数函数。

通过上述表达式(2)可以看出，在第一分布电容c1上的初始电压值v0、t1时刻第一分布电容c1上的电压值vt1和稳定后第一分布电容c1上的电压值v1已知的情况下，等效电阻r越小，充电时间越短，与rc1充电回路等效的绝缘检测回路在充电时达到稳定状态的时间越短。

在rc1放电回路中，第一分布电容c1可以通过等效电阻r放电，第一分布电容c1上的初始电压为v0，稳定后第一分布电容c1上的电压为v1，则在任一时刻t2第一分布电容c1上的放电电压可以表示为下面的表达式(3)：

vt2＝v0+(v1-v0)×(-exp(-t2/rc1))(3)

通过上述表达式(3)可以确定第一分布电容c1的放电时间t2，并将放电时间t2表示为下面的表达式(4)：

t2＝rc1×ln((v1-v0)/(v1-vt2))(4)

在上述表达式(3)和表达式(4)中，vt2表示任意时刻t2时第一分布电容c1上的电压值，rc1为等效电阻r和第一分布电容c1的乘积，即rc1可以表示为一个时间常数，exp表示以自然常数e为底的指数函数。

通过上述表达式(4)可以看出，在第一分布电容c1上的初始电压值v0、t2时刻第一分布电容c1上的电压值vt2和稳定后第一分布电容c1上的电压值v1已知的情况下，等效电阻r越小，放电时间越短，与rc1放电回路等效的绝缘检测回路在放电时达到稳定状态的时间越短。

如图4所示，采样模块f1包括第一电阻网络r1和第二电阻网络r2，采样模块f1的采样电阻网络的阻值为第一电阻网络r1的阻值和第二电阻网络r2的阻值的和，而加速电阻网络r3与采样模块f1的采样电阻网络并联连接，因此，在第一绝缘检测回路中，等效电阻r的大小可以由加速电阻网络r3与采样模块f1的第一电阻网络r1和第二电阻网络r2并联连接后的总阻值决定。

在一个实施例中，如果两个电阻相差较大时，并联总电阻将接近且略小于该两个电阻中阻值较小的电阻。因此，在使用第一绝缘检测回路采集负极采样信号时，可以在采样模块f1上并联加速电阻网络r3，并且加速电阻网络r3越小，第一绝缘检测回路的等效电阻r越小，第一分布电容c1充放电时间越短，在第一分布电容c1上的电压越快稳定，采集电压的时间越短，绝缘采样的时间越短。

继续参考图4，在一个实施例中，采样隔离开关装置om3和加速开关装置om4为导通状态，且正极切换装置om1和负极切换装置om2为第一切换状态，则储能装置的正极、第一电阻网络r1、第二电阻网络r2、加速电阻网络r3、第二分布电容c2和储能装置的负极形成第二绝缘检测回路，该第二绝缘检测回路可以用于采集储能装置的正极采样信号，且该第二绝缘检测回路可以简化为等效电阻r和第二分布电容c2串联的rc2充电放电回路。

通过上述实施例的描述可知，采集储能装置的正极采样信号时，可以在采样模块f1的采样电阻网络上并联加速电阻网络r3，并且加速电阻网络r3越小，第二绝缘检测回路的等效电阻r越小，第二分布电容c2充放电时间越短，在第二分布电容c2上的电压越快稳定，采集电压的时间越短，绝缘采样的时间越短。

需要说明的是，加速电阻网络r3两端的电压应满足预设电压要求，以及该加速电阻网络的功率应满足预设功率要求。

在一个实施例中，根据加速电阻网络r3两端的电压和加速电阻网络r3的功率，可以计算得到加速电阻网络r3的阻值。其中，加速电阻网络r3两端的电压应小于在储能系统的工作电压下该电阻网络所能承受的最大电压；以及加速电阻网络r3的功率应小于加速电阻网络r3的额定功率。

继续参考图4，在一个实施例中，绝缘检测装置还可以包括处理器d1，所述处理器d1与采样模块f1连接；且处理器d1被配置为根据采样模块f1采集的正极采样信号和负极采样信号，计算得到储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在一个实施例中，绝缘检测装置还包括模数转换器(analogtodigitalconverter，adc)，模数转换器adc与采样模块f1和处理器d1连接，模数转换器adc被配置为将采样模块f1采集的模拟信号转换为数字信号。

如图4所示，在一个实施例中，处理器d1可以与绝缘检测采样点s1连接，在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第一切换状态时，通过采样点s1采集储能装置的正极采样信号，以及在正极切换装置om1和负极切换装置om2的第二切换状态时，通过绝缘检测采样点s1采集储能装置的负极采样信号。

并且，处理器d1被配置为根据正极采样信号和负极采样信号，计算得到待测动力电池组的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

为了更好的理解本发明，通过图5a和图5b描述绝缘检测电路中采样模块f1的采样电阻网络并联加速电阻网络前后的效果对比示意图。图5a示出了绝缘检测电路中未接入加速电阻网络时，绝缘检测电路的电压和时间的相互关系；图5b示出了绝缘检测电路中接入加速电阻网络时，绝缘检测电路的电压和时间的相互关系。

在图5a中，曲线1可以用于描述采样模块的采样电阻网络与加速电阻网络未进行并联连接时，绝缘检测电路高压正极对低压地的电压和时间的对应关系；曲线2可以用于描述采样模块的采样电阻网络未并联加速电阻网络时，绝缘检测电路高压负极对低压地的电压和时间的对应关系。

通过图5a可知，在该实施例中，采样模块f1的采样电阻网络与加速电阻网络未进行并联连接时，绝缘检测电路的电压稳定时间约为6.715秒。

在图5b中，曲线3可以用于描述采样模块的采样电阻网络与加速电阻网络并联连接时，绝缘检测电路高压正极对低压地的电压和时间的对应关系；曲线4可以用于描述采样模块的采样电阻网络与加速电阻网络并联连接时，绝缘检测电路高压负极对参考基准电压端低压地的电压和时间的对应关系。

通过图5b可知，在该实施例中，采样模块f1的采样电阻网络与加速电阻网络并联连接时，绝缘检测电路的电压稳定时间约为3.631秒，电压稳定所需时间小于采样模块的电阻网络未接入加速电阻网络时的电压稳定时间，从而绝缘采样速度更快，绝缘采样的效率更高，并避免了电压未稳定状态时的绝缘采样影响采样准确程度，提高了绝缘采样准确度，并缩短采样时间，提高了采样效率。

在本发明实施例中，通过对采样模块的采样电路并联加速电阻的方法，降低等效电容的充电放电时间，使绝缘检测电路尽快达到稳定电压状态，从而缩短采样时间，提高采样效率和绝缘电阻的灵敏度。

下面参考图6、图7和图8，通过具体实施例详细描述根据本发明实施例的绝缘检测装置实现储能系统的绝缘检测的方法和步骤。

图6示出了根据本发明示例性实施例的绝缘检测装置采集储能装置的电路图；图7示出了根据本发明实施例的绝缘检测装置采集储能装置的正极采样信号时的电路简易结构示意图，图8示出了根据本发明实施例的绝缘检测装置采集储能装置的负极采样信号时的电路简易结构示意图。

在一个实施例中，可以控制正极切换装置导通和控制负极切换装置的关断，通过绝缘检测装置采集第一正极采样信号；控制正极切换装置关断和控制负极切换装置导通，通过绝缘检测装置采集第一负极采样信号；根据该第一正极采样信号和该第一负极采样信号，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在该实施例中，通过adc可以将第一正极采样信号转换为第一正极采样电压；将第一负极采样信号转换为第一负极采样电压；根据第一正极采样电压和第一负极采样电压，确定储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

如图6所示，当om1导通、om2断开、om3导通并且om4断开，待电压稳定，处理器d1可以在采样点s1采集第一正极采样信号，确定正极切换装置和负极切换装置的第一切换状态下，储能装置的高压正极对低压地的第一正极采样电压uc1，此时储能系统中高压正极和高压负极之间的输入电压hv电压为ubat。基于高压正极电压对低压地的第一正极采样电压uc1以及高压正极和高压负极之间的输入电压ubat，得到下述表达式(5)所示的方程式：

uc1×(1/(r1+r2)+1/rp)＝(ubat-uc1)/rn(5)

在上述表达式(5)中，uc1为储能装置中该第一正极采样信号对应的高压正极对低压地的第一正极采样电压，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压。

继续参考图6，当om1断开、om2导通、om3导通并且om4断开，待电压稳定，处理器d1可以在采样点s1采集第一负极采样信号，确定正极切换装置和负极切换装置的第二切换状态下，储能装置的高压负极对低压地的第一负极采样电压ua1，即储能系统中的高压负极对低压地的电压为第一负极采样电压ua1，此时储能系统中高压正极和高压负极之间的输入电压hv为ubat。基于高压负极对低压地的第一负极采样电压ua1以及高压正极和高压负极之间的输入电压ubat，得到下述表达式(6)所示的方程式：

(ubat-|ua1|)/rp＝|ua1|×(1/(r1+r2)+1/rn)(6)

在上述表达式(6)中，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压，ua1为储能系统中第一负极采样信号对应的高压负极对低压地的第一负极采样电压，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值。

在一些实施例中，对上述联立表达式(5)和表达式(6)的方程式进行求解，得到如下表达式(7)所示的储能装置的正极绝缘阻值rp和储能装置的负极绝缘阻值rn。

在上述表达式(7)中，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压，uc1为储能装置中第一正极采样信号对应的高压正极对低压地的第一正极采样电压，ua1为储能系统中第一负极采样信号对应的高压负极对低压地的第一负极采样电压，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值。

继续参考图6，在一个实施例中，可以控制加速开关装置导通、正极切换装置导通以及负极切换装置关断，通过绝缘检测装置采集第二正极采样信号；控制加速开关装置导通、正极切换装置关断和负极切换装置导通，通过绝缘检测装置采集第二负极采样信号；根据该第二正极采样信号和该第二负极采样信号，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

在一个实施例中，可以该绝缘检测方法还包括：可以将第二正极采样信号转换为第二正极采样电压；将第二负极采样信号转换为第二负极采样电压；以及根据第二正极采样电压和第二负极采样电压，计算储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值。

具体地，在图6中，当om1导通、om2断开、om3导通并且om4导通时，可以得到如图7所示的绝缘检测装置采集第二正极采样信号的简易电路结构示意图。

如图6和图7所示，正极切换装置om1和负极切换装置om2为第一切换状态，加速电阻网络r3与采样模块f1的第一电阻网络和第二电阻网络并联。

待电压稳定后，处理器d1可以在采样点s1采集第二正极采样信号，确定第一切换状态下储能装置的高压正极对低压地的第二正极采样电压uc2，即储能系统中的高压正极对低压地的第二正极采样电压为uc2，此时储能系统中高压正极和高压负极之间的输入电压hv电压为ubat。基于该高压正极对低压地的第二正极采样电压uc2以及高压正极和高压负极之间的输入电压ubat，得到下述表达式(8)所示的方程式：

uc2×(1/(r1+r2)+1/r3+1/rp)＝(ubat-uc2)/rn(8)

在上述表达式(8)中，uc2为储能装置中第二正极采样信号对应的高压正极对低压地的第二正极采样电压，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值，r3为加速电阻网络的阻值，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压。

继续参考图6，当om1断开、om2导通、om3导通并且om4导通时时，可以得到如图8所示的绝缘检测装置采集第二负极采样信号的简易电路结构示意图。

如图6和图8所示，正极切换装置om1和负极切换装置om2为第二切换状态，加速电阻网络r3与采样模块f1的第一电阻网络和第二电阻网络并联。

待电压稳定后，处理器d1可以在采样点s1采集第二负极采样信号，确定第二切换状态下储能装置的高压负极对低压地的第二负极采样电压ua2，即储能系统中的高压负极对低压地的第二负极采样电压为ua2，此时储能系统中高压正极和高压负极之间的输入电压hv为ubat。基于高压负极对低压地的第二负极采样电压ua2以及高压正极和高压负极之间的输入电压ubat，得到下述表达式(9)所示的方程式：

(ubat-|ua2|)/rp＝|ua2|×(1/(r1+r2)+1/r3+1/rn)(9)

在上述表达式(9)中，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压，ua2为储能系统中第二负极采样信号对应的高压负极对低压地的第二负极采样电压，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值，r3为加速电阻网络的阻值。

在一些实施例中，对上述联立表达式(8)和表达式(9)的方程式进行求解，得到如下表达式(10)所示的储能装置的正极绝缘阻值rp和储能装置的负极绝缘阻值rn。

在上述表达式(10)中，rp为正极绝缘阻值，rn为负极绝缘阻值，ubat为高压正极和高压负极之间的输入电压，uc2为储能装置中第二正极采样信号对应的高压正极对低压地的第二正极采样电压，ua2为储能系统中第二负极采样信号对应的高压负极对低压地的第二负极采样电压，r1为第一电阻网络的阻值，r2为第二电阻网络的阻值，r3为加速电阻网络的阻值。

在一个实施例中，可以获取正极绝缘阻值和负极绝缘阻值中较小的电阻值，将该较小的电阻值作为储能系统的绝缘阻值，将储能系统的绝缘阻值与预设的绝缘阻值阈值进行比较，得到储能系统的绝缘阻值的对比结果；根据储能系统的绝缘阻值的对比结果，确定储能系统的绝缘状态。

在一个实施例中，如果储能系统的绝缘阻值大于预设的绝缘阻值阈值，确定储能系统的绝缘状态为告警状态，可以根据储能系统的绝缘阻值的告警状态输入告警信息。

在上述实施例中，通过实时监测储能系统的绝缘阻值是否达到标准，能够避免在储能系统正负极之间的绝缘阻值因未达到标准而引起的安全问题。

并且，在本发明实施例中，可以只通过一个采样模块实现绝缘检测，避免了多路ad采样差异性对绝缘检测的影响。并且，在采样模块上并联加速电阻时，可以实现快速绝缘采样，提高绝缘电阻的灵敏度。

需要说明的是，本发明实施例的处理器d1可以是专用于绝缘检测电路的处理器件，也可以为与其他的电路共用的处理器件。绝缘检测电路可以是独立的电路结构，也可以是整体电路结构的一部分。

示例性地，本发明实施例中的绝缘检测装置可以集成在新能源汽车的动力电池组等储能装置的电池管理系统中。将电池管理系统的整体电路结构中的一部分用作对储能装置进行绝缘检测，由电池管理系统的中央处理器对储能装置的正极绝缘阻值和负极绝缘阻值进行计算。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品或计算机可读存储介质的形式实现。所述计算机程序产品或计算机可读存储介质包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。