具体实施方式

在下文中，将通过示例性附图来详细描述本发明的一些实施方式。应当注意，在将附图标记分配给每幅附图的组件时，尽管组件被显示在不同的附图上，但是相同的附图标记指代相同的组件。另外，在描述发明构思时，如果确定公知的构造或功能的详细描述使发明构思的主题模糊，则将省略公知的构造或功能的详细描述。

首先，将参照图1简要描述电池架的构造。图1是示出电池架的构造的框图。

如图1所示，例如，可以应用于高压电池系统的电池架R包括：电池C，所述电池C能够充电和放电，在所述电池C中，一个或更多个电池模块(例如，电池组)串联或并联连接；开关单元2，所述开关单元2串联连接到电池C的+端子(正极)侧或-端子(负极)侧以控制电池C的充电/放电电流流动；以及电池管理系统3(以下也称为BMS)，所述电池管理系统3监测电池的电压、电流、温度等，并且控制和管理电池的电压、电流、温度等以防止过充电和过放电。

在此，开关单元2是用于控制用于对电池C进行充电或放电的电流流动的开关元件，并且可以是本质上为电池架R的操作而设置的构造。

另外，BMS 3可以监测电压、电流、温度等作为电池C的状态。BMS 3可以包括接收通过测量诸如电压、电流和温度的各种参数而获得的值并对接收到的值进行处理的电路。

另外，电池架R的这种构造被设置在作为壳体的底盘4中，并且底盘4接地。电池架R的每个组件(即，电池C、开关单元2、BMS 3和底盘4)被设计成在它们之间绝缘，使得在电池与底盘之间存在绝缘电阻。

由于电池架R和BMS 3的构造是已知构造，因此将省略其更详细的描述。

接下来，将参照图2至图4描述根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量装置。图2是示出根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量装置的构造的框图。图3是示意性地示出根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量装置的电路构造的图。图4是图3的等效电路。

如图2所示，根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量装置可以包括第一电阻单元10、第二电阻单元20、电压测量单元30和绝缘电阻计算单元40。

第一电阻单元10具有一端连接到电池C的正极并且另一端接地的构造，并且所述第一电阻单元10可以在控制下可选地具有第一电阻值或第二电阻值，所述第二电阻值大于所述第一电阻值。

例如，如图3所示，第一电阻单元10可以具有如下电路构造：在所述电路构造中，第一电阻值单元和第二电阻值单元并联连接在电池C的正极与地之间，所述第一电阻值单元由第一开关11控制接通/断开，所述第二电阻值单元由第二开关13控制接通/断开。例如，第一开关11和第二开关13可以由绝缘电阻计算单元40控制。这样，通过第一开关11和第二开关13的接通/断开控制，第一电阻单元10可以选择性地具有第一电阻值或第二电阻值。

这里，第一电阻值单元可以是具有第一电阻值的电阻单元，并且可以包括例如串联连接的多个电阻器(五个R1)和第一开关11。以相同的方式，第二电阻值单元可以是具有第二电阻值的电阻单元，并且可以包括例如串联连接的多个电阻器(五个R1和两个R2)和第二开关13。第一电阻值和第二电阻值是假设实际绝缘电阻值高或低而设置的值。尽管图3例示了第一电阻值单元和第二电阻值单元共享多个电阻(五个R1)，但是只要第一电阻值单元和第二电阻值单元分别具有第一电阻值和第二电阻值即可，它们可能不会被共享，并可能设计有不同的电阻器。另外，尽管第一电阻值单元和第二电阻值单元被示出为由多个电阻器形成，但是这些电阻器可以被设计为一个或更多个电阻器，只要它们具有设置的电阻值即可。

例如，当第一电阻单元10的第一开关11或第二开关13被控制为接通时，第二电阻单元20的第三开关21和第四开关23被控制为断开。

另外，在第二电阻单元20中，一端连接到电池C的负极，而另一端接地，并且可以可选地具有第三电阻值或第四电阻值，所述第四电阻值大于第三电阻值。

例如，如图3所示，第二电阻单元20可以具有如下电路构造：在所述电路构造中，第三电阻值单元和第四电阻值单元并联连接在电池C的负极与地之间，所述第三电阻值单元由第三开关21控制接通/断开，所述第四电阻值单元由第四开关23控制接通/断开。例如，第三开关21和第四开关23可以由绝缘电阻计算单元40控制。这样，通过第三开关21和第四开关23的接通/断开控制，第二电阻单元20可以选择性地具有第三电阻值或第四电阻值。

这里，第三电阻值单元可以是具有第三电阻值的电阻单元，并且可以包括例如串联连接的多个电阻器(五个R1)和第三开关21。以相同的方式，第四电阻值单元可以是具有第四电阻值的电阻单元，并且可以包括例如串联连接的多个电阻器(五个R1和两个R2)和第四开关23。第三电阻值和第四电阻值是假设实际绝缘电阻值高或低而设置的值，并且可以分别与第一电阻值和第二电阻值相同。尽管图3例示了第三电阻值单元和第四电阻值单元共享多个电阻器(五个R1)，但是只要第三电阻值单元和第四电阻值单元分别具有第三电阻值和第四电阻值即可，它们可能不会被共享，并可能设计有不同的电阻器。另外，尽管第三电阻值单元和第四电阻值单元被示出为由多个电阻器形成，但是这些电阻器可以被设计为一个或更多个电阻器，只要它们具有设置的电阻值即可。

例如，当第二电阻单元20的第三开关21或第四开关23被控制为接通时，第一电阻单元10的第一开关11和第二开关13被控制为断开。

这里，第一电阻值至第四电阻值可以根据电池C或安装有电池C的设备而改变。

作为一个实施方式，电池C可以是电池架，而地可以是电池架的底盘。

电压测量单元30是用于测量电路的每个部分的电压的构造，并且可以测量与第一电阻单元10或第二电阻单元20的两端有关的电压。具体地，为了测量电池的绝缘电阻，例如，可以根据稍后描述的电压分配单元50的一些电阻来测量电压。

另外，绝缘电阻计算单元40被配置为使用第一电阻值至第四电阻值以及由电压测量单元30测量的电压来计算电池的绝缘电阻，并且例如可以计算电池C的正极与地之间的第一绝缘电阻值以及电池C的负极与地之间的第二绝缘电阻值。在一个示例中，绝缘电阻计算单元40可以例如被实现为微控制器单元(MCU)。

电压分配单元50被配置为在绝缘电阻测量期间以预定的电压分配比分配电压，并且例如如图3所示，所述电压分配单元50可以与第二电阻单元20并联连接，并且所述电压分配单元50可以包括串联连接的多个电阻器(四个R3和一个R4)。此时，电压测量单元30可以测量来自电阻器R4的两端的电压。此外，电压分配比由串联连接的多个电阻器之间的电阻比确定，并且被设置为便于电压测量。

另外，电压分配单元50与图3中的第二电阻单元20并联连接，但是也可以设计为与第一电阻单元10并联连接。另外，如图3所示，为了与电路分离，电压分配单元50还可以包括第五开关55，所述第五开关55与要进行接通/断开控制的多个电阻器(四个R3和一个R4)串联连接。另外，如图3所示，还可以在电压分配单元50与绝缘电阻计算单元40之间设置用于诸如去除噪声的电路保护的电阻器R5和电容器C1，并且另外，还可以在第一电阻单元10和第二电阻单元20与地之间设置开关65。

例如，图3中的绝缘电阻测量装置的电路构造可以由如图4所示的等效电路表示。即，在第一电阻单元10中，第一电阻值可以由Rg表示，而第二电阻值可以由RG表示，并且在第二电阻单元20中，第三电阻值可以由Rf表示，而第四电阻值可以由RF表示。另外，电压分配单元50的多个电阻器可以由Re1和Re2表示，并且多个电阻器的总和可以由RE表示。

因此，绝缘电阻计算单元40可以使用由电压测量单元30从电压分配单元50的一些电阻器Re2测量的电压来计算电池C的正极与地之间的第一绝缘电阻值RP以及电池C的负极与地之间的第二绝缘电阻值RN。

例如，绝缘电阻计算单元40被设置有在不同的测量范围内具有相对低的误差率的多个绝缘电阻测量模式(例如，第一绝缘电阻测量模式和第二绝缘电阻测量模式)，以使得绝缘电阻计算单元40在第一绝缘电阻测量模式下使用第一电阻值Rg和第三电阻值Rf计算第一绝缘电阻值RP和第二绝缘电阻值RN，并且在第二绝缘电阻测量模式下使用第二电阻RG和第四电阻值RF计算第一绝缘电阻值RP和第二绝缘电阻值RN。

具体地，在第一绝缘电阻测量模式的情况下，通过使用在第一开关11被控制为接通并且第二开关13、第三开关21和第四开关23被控制为断开时从电压分配单元50的一些电阻器Re2测量的电压以及在第三开关21被控制为接通并且第一开关11、第二开关13和第四开关23被控制为断开时从电压分配单元50的一些电阻器Re2测量的电压，可以计算第一绝缘电阻值RP和第二绝缘电阻值RN。

以类似的方式，在第二绝缘电阻测量模式的情况下，通过使用在第二开关13被控制为接通并且第一开关11、第三开关21和第四开关23被控制为断开时从电压分配单元50的一些电阻器Re2测量的电压以及在第四开关23被控制为接通并且第一开关11、第二开关13和第三开关21被控制为断开时从电压分配单元50的一些电阻器Re2测量的电压，可以计算第一绝缘电阻值RP和第二绝缘电阻值RN。

这样，绝缘电阻计算单元40可以分别在多个绝缘电阻测量模式下计算第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值。

这里，当测量绝缘电阻时，多个绝缘电阻测量模式是通过改变一端连接到电池的正极而另一端接地的第一电阻单元10的电阻值以及一端连接到电池的负极而另一端接地的第二电阻单元20的电阻值而改变的模式，并且例如，当实际绝缘电阻低时，第一绝缘电阻测量模式的测量范围具有相对低的误差率，而当实际绝缘电阻高时，第二绝缘电阻测量模式的测量范围具有相对低的误差率。

另外，绝缘电阻计算单元40将计算出的绝缘电阻值当中的一个绝缘电阻值确定为实际绝缘电阻值。

例如，对于第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值中的每一个，确定与在第一绝缘电阻测量模式下计算出的绝缘电阻值和在第二绝缘电阻测量模式下计算出的绝缘电阻值相对应的测量范围，并且将第一绝缘电阻测量模式和第二绝缘电阻测量模式当中的在所确定的测定范围内具有相对低的误差率的测量模式下计算出的绝缘电阻值确定为实际绝缘电阻值。

在一个示例中，根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量装置可以被实现为电池架的电池管理系统的一部分功能，或者可以被实现为单独的设备。

根据如上所述的本发明，当测量电池的绝缘电阻时，通过在与实际绝缘电阻值相对应的误差范围内的测量范围内(即，具有相对低的误差率的测量范围内)计算绝缘电阻，可以防止测量精度降低。这允许在诊断电池系统时测量和报告更精确的绝缘电阻值。

接下来，将参照图5至图7描述根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量方法。图5是示出根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量方法的流程图。图6的(a)和图6的(b)是用于说明根据本发明的实施方式的在第二绝缘电阻测量模式下计算绝缘电阻值的方法的图。图7的(a)和图7的(b)是用于说明根据本发明的实施方式的在第一绝缘电阻测量模式下计算绝缘电阻值的方法的图。

如图5所示，首先，为了测量电池C的绝缘电阻，根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量方法设置在不同的测量范围内具有相对低的误差率的多个绝缘电阻测量模式(S10)。

如上所述，当测量绝缘电阻时，多个绝缘电阻测量模式是通过改变第一电阻单元10的电阻值和第二电阻单元20的电阻值而改变的模式，所述第一电阻单元10的一端连接到电池C的正极，而另一端接地，所述第二电阻单元20的一端连接到电池C的负极，而另一端接地。

例如，多个绝缘电阻测量模式可以包括当在实际绝缘电阻具有低值的测量范围时具有相对低的误差率的第一绝缘电阻测量模式以及当在实际绝缘电阻值具有高值的测量范围时具有相对低的误差率的第二绝缘电阻测量模式。

接下来，通过各自的绝缘电阻测量模式来计算电池C的正极与地之间的第一绝缘电阻值RP和电池C的负极与地之间的第二绝缘电阻值RN(S20)。

例如，作为第二绝缘电阻测量模式，如图6的(a)所示，当第一电阻单元10具有第二电阻值RG时(即，当第二开关13被控制为接通并且第一开关11、第三开关21和第四开关23被控制为断开时)，可以从等效电路中得出被测电压A的等式1。

[等式1]

这里，RN是第二绝缘电阻值，RE是电压分配单元的电阻值的和，RP是第一绝缘电阻值，C是电池的电压值，D是用于测量电压分配单元的电压分配率。这里，被测电压A例如是从电压分配单元的电阻器Re2测量的电压。

另外，作为第二绝缘电阻测量模式，如图6的(b)所示，当第二电阻单元20具有第四电阻值RG时(即，当第四开关23被控制为接通并且第一开关11、第二开关13和第三开关21被控制为断开时)，可以从等效电路中得出被测电压B的等式2。

[等式2]

在这种情况下，当(RN//RE)为X时，等式1可以表示为等式3，并且等式2可以表示为等式4。

[等式3]

[等式4]

这里，如果等式3被概括为X，则等式3可以被表示为等式5，并且如果等式4被概括为X，则等式4可以被表示为等式6。

[等式5]

[等式6]

因此，通过将等式5和6用作联立方程式，可以消除X以得出第一绝缘电阻值RP，如等式7所示。

[等式7]

随后，通过将X＝(RN//RE)代入等式5，可以如等式8那样得出第二绝缘电阻值RN。

[等式8]

以这种方式，可以在第二绝缘电阻测量模式下计算第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值。

以与第一绝缘电阻测量模式相同的方式，如图7的(a)所示，当第一电阻单元10具有第一电阻值Rg时(即，当第一开关11被控制为接通并且第二开关13、第三开关21和第四开关23被控制为断开时)，推导从等效电路测得的电压的等式，并且如图7的(b)所示，当第二电阻单元20具有第三电阻值Rf时(即，当第三开关21被控制为导通并且第一开关11、第二开关13和第四开关23被控制为断开时)，可以从等效电路推导被测电压的等式，以计算第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值。

回到图5，针对计算出的第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值中的每一个，确定与在每个绝缘电阻测量模式下计算出的绝缘电阻值相对应的测量范围(S30)。

随后，将在所确定的测量范围内具有相对低的误差率的测量模式下计算出的绝缘电阻值确定为实际绝缘电阻值(S40)。

可以通过重复实验来获得每个绝缘电阻测量模式下的测量误差，如图8所示。

例如，图8的(a)是示出第一绝缘电阻测量模式下测量误差(％)相对于绝缘电阻值的表，并且图8的(b)是示出在第二绝缘电阻测量模式下测量误差相对于绝缘电阻值的表。

如图8的(a)所示，可以看出，在第一绝缘电阻测量模式下，相对小的绝缘电阻值的误差低于相对大的绝缘电阻值的误差。因此，第一绝缘电阻测量模式的测量范围可以被设置为具有相对低的误差率的范围，例如，10,000k欧姆或更小的范围。

另外，如图8的(b)所示，可以看出，在第二绝缘电阻测量模式下，相对大的绝缘电阻值的误差低于相对小的绝缘电阻值的误差。因此，第二绝缘电阻测量模式的测量范围可以被设置为具有相对低的误差率的范围，例如，10,000k欧姆或更大的范围。

例如，当在第一绝缘电阻测量模式和第二绝缘电阻测量模式下计算出的第一绝缘电阻值或第二绝缘电阻值全部为10,000k欧姆或更小时，在图5的操作S30中可以确定对应的测量范围对应于相对低的第一绝缘电阻测量模式的测量范围，并且在图5的操作S40中可以将在第一绝缘电阻测量模式下计算出的绝缘电阻值确定为实际绝缘电阻值。

因此，为了精确地测量相对低的绝缘电阻值，使用第一绝缘电阻测量模式，并且为了精确地测量相对高的绝缘电阻值，使用第二绝缘电阻测量模式。

当以这种方式测量电池C的绝缘电阻时，通过在与实际绝缘电阻值相对应的测量范围内计算绝缘电阻，可以防止测量精度降低。

另一方面，在以上描述中描述了绝缘电阻测量装置的第一电阻单元10和第二电阻单元20具有使用多个开关和多个电阻器的并联电路结构，以便具有如图3所示的多个电阻值，但是例如如图9所示，它们可以使用可变电阻器来设计。

图9是示意性地示出根据本发明的另一实施方式的绝缘电阻测量装置的电路构造的图。

如图9所示，在根据本发明的另一实施方式的绝缘电阻测量装置中，第一电阻单元10a可以包括第一可变电阻单元R1a，所述第一可变电阻单元R1a由第一开关11控制接通/断开，并且可以在电池C的正极与地之间转换为第一电阻值或第二电阻值，并且同样，第二电阻单元20a可以包括第二可变电阻单元R2a，所述第二可变电阻单元R2a由第三开关21a控制接通/断开，并且可以在电池的负极与地之间转换为第三电阻值或第四电阻值。其他构造如上所述。

在上述描述中，如图2所示，绝缘电阻测量装置的电压分配单元50与第二电阻单元20并联连接，但是例如，如图10所示，绝缘电阻测量装置的电压分配单元50可以被设计成与第一电阻单元10并联连接。

图10是示出根据本发明的另一实施方式的绝缘电阻测量装置的构造的框图。

如图10所示，电压分配单元50a可以被设计成在电池C的正极与地之间与第一电阻单元10具有并联结构。其他构造如上所述。

作为另一实施方式，上述根据本发明的实施方式的绝缘电阻测量方法可以被实现为存储在用于执行每个操作的记录介质中的程序，并且相应的程序被存储在电池架的BMS的存储器中并且可以由MCU执行。换句话说，本发明的方法可以用计算机程序编写。而且，本领域的计算机程序员可以容易地推断出构成程序的代码和代码段。此外，所创建的程序被存储在计算机可读记录介质(信息存储介质)中，并且可以由计算机读取并执行，以实现本发明的方法。然后，记录介质可以包括任何类型的计算机可读记录介质。记录介质可以与MCU分开提供，也可以与MCU集成地配置。

例如，本发明的电池架的BMS可以如图11所示地实施。图11是例示根据本发明的实施方式的电池管理系统(BMS)的硬件构造的框图。

如图11所示，电池管理系统300可以包括：MCU 310，其用于控制各种处理和各个配置；存储器320，其用于记录操作系统程序和各种程序(例如，电池的绝缘电阻测量程序)；输入/输出接口330，其提供电池和/或开关单元之间的输入接口和输出接口；以及通信接口340，其能够通过有线或无线通信网络与外部通信。如上所述，根据本发明的计算机程序可以被记录在存储器320中并且由微控制器310处理，以被实现为用于执行图2中所示的各个功能块的模块。

尽管上面已经通过有限的实施方式和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本发明的技术精神和下面将描述的权利要求的等效范围内以各种方式来实现本发明。