CN102156252A - 一种电动汽车用绝缘检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车用绝缘检测装置，属于汽车领域。所述装置包含以下部件：绝缘判断部，包括电池包、分压限流电路，运算比较电路；绝缘响应部，包括单片机控制电路、继电器驱动电路、继电器和整车控制器，可以判断汽车电池正负极绝缘情况，如果绝缘不佳，单片机控制电路发送信号给继电器驱动电路，从而继电器断开电池包的正负极。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种电动汽车用绝缘检测装置。
背景技术
在能源紧缺、环境恶化的双重因素的紧逼下，新能源汽车的发展如日中天。而目前的新能源汽车以动力电池为主要动力，电池的安全稳定性至关重要。
由于牵引汽车需要强大的功率，基于电池本身的原因，目前动力电池采用多节串联方式连接，来满足汽车需求的高功率。而采取多节串联的方式使电池体积大增，与车身的接触面积大大增加，车身与电池之间的绝缘检测将十分必要。由于电池串联会形成很高的电压，而此电压并不是人体的安全电压，而且如果绝缘不好，电池将长时间处于放电状态，不仅影响电池性能，而且当人体接触的时候就可能产生触电情况，造成人身伤害，损坏设备等严重后果，而现有的绝缘检测方法虽可以检测绝缘状况但其电路复杂，成本高，占用空间大，而汽车狭小的可用空间和成本方面的因素限制了其在汽车方面的应用。
因此，本领域急需一种简单、低成本、小体积的汽车用绝缘检测装置，可以快速响应汽车绝缘情况，而且稳定、可靠，保证电动汽车的安全。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过使用分压限流电路，将电池包正负极电压限压，并通过运算比较电路判断正负极绝缘情况，如果绝缘不佳，单片机控制电路发送信号给继电器驱动电路，从而继电器断开电池包的正负极。所述技术方案如下：
一种电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于，所述装置包含以下部件：绝缘判断部，包括电池包、分压限流电路，运算比较电路；绝缘响应部，包括单片机控制电路、继电器驱动电路、继电器和整车控制器；其中，电池包，其正负极分别接于分压限流电路；分压限流电路，由一个运算放大器和电阻电容组成，用于将电池包的大电压和大电流转化为小电压小电流，并具有电平转换功能；运算比较电路，由电压比较器和电阻电容等组成，主要用来对小电压小电流等检验，并把信号输出给单片机控制电路；单片机控制电路，用于接收绝缘判断输出的信号，以及控制继电器驱动电路；继电器驱动电路，用于驱动继电器；继电器，用于控制电池包的正极和负极回路，来控制电池包回路的闭合和断开。
优选地，单片机控制电路通过汽车通讯总线与整车控制器连接并进行通信。
优选地，电池包的正极对地电压，经过分压电路转换成小电压后，经过一个电压跟随器将信号送至运算比较电路。
优选地，电池包的负极对地电压，经过电阻和运算放大器组成的比例运算电路转换成小信号的正电压后，送至运算比较电路。
优选地，从电池包负极转换过来的小信号被送到比较器的管脚2和管脚5，从电池包正极转换过来的小信号经过电阻R511、R512、R513的分压被分别送到管脚3和管脚6，通过改变R511、R512、R513的值可以改变送到管脚3和管脚6的电压值；此比较器具有当管脚3和管脚5的电压值高于管脚2和管脚6的电压值的时候，比较器将输出高电平，此时定义为绝缘情况正常，当管脚2电压值大于管脚3电压值或者管脚6电压值大于管脚5电压值时或者管脚2电压值大于管脚3电压值且管脚6电压值大于管脚5电压值，比较器将输出低电平，此时定义为绝缘情况不良。
优选地，在电池包正极绝缘不良的情况下，此时电池包正极对地电压值降低，电池包负极对地电压值升高，相应的转换过去的电压值也降低和升高，于是就会出现进入比较器管脚2电压值大于管脚3电压值的情况，此时比较器将会输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
优选地，在电池包负极绝缘不良的情况下，此时电池包负极对地电压值降低，电池包正极对地电压值升高，相应的转换过去的电压值也降低和升高，于是就会出现进入比较器管脚6电压值大于管脚5电压值的情况，此时比较器将会输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
优选地，当正极负极都绝缘不良的情况下，将会出现比较器进入管脚2电压值大于管脚3电压值，管脚6电压值大于管脚5电压值的情况，此时比较器输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
本申请提出了一种电动汽车用绝缘检测装置，可以检测动力电池和车身之间的绝缘状况，本装置利用集成运算电路等相关电子元件设计，简单实用，只需少量的元器件就可实现，故成本低，体积小，经过实践检验，具有响应速度快，安全稳定可靠，易于维护，损坏只需更换某几个器件即可等诸多优点，可以满足电动汽车方面需求，提高使用动力电池的安全性，促进汽车产业的发展。
附图说明
图1是本发明所述电动汽车用绝缘检测装置的结构示意图；
图2是本发明所述电动汽车用绝缘检测装置的分压限流电路原理图；
图3是本发明所述电动汽车用绝缘检测装置的运算比较电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明实施例介绍了一种电动汽车用绝缘检测装置。其目的是为了检测动力电池和车身之间的绝缘状况，降低电动汽车成本，减少空间利用等功效。
一种电动汽车用绝缘检测装置，参见附图1，包括电池包111、分压限流电路112、运算比较电路113、单片机控制电路123、继电器驱动电路122、继电器121、整车控制器124等。
本发明的原理：为实现动力电池和车身之间绝缘的检测，本发明通过下述技术方案实现。一种电动汽车用绝缘检测装置，包括绝缘判断部11和绝缘响应部12两部分，绝缘判断用来检测动力电池和车身之间的绝缘状况，并把这种状况反馈给单片机，绝缘响应是单片机通过绝缘判断反馈的信号，来控制继电器121动作。
绝缘判断11，由分压限流电路112、运算比较电路113、电池包111等组成。
分压限流电路112由一个运算放大器和电阻电容组成，主要用来将电池包111的大电压和大电流转化为小电压小电流，并具有电平转换功能。
运算比较电路113由电压比较器和电阻电容等组成，主要用来对小电压小电流等检验，并把信号输出给单片机控制电路。
绝缘响应12，由单片机控制电路123、继电器驱动电路122、继电器121，整车控制器124等组成。
单片机控制电路123主要用来接收绝缘判断11输出的信号，以及控制继电器驱动电路122。
继电器驱动电路122由主要用来驱动继电器121。
继电器121主要用来控制电池包111的正极和负极回路，来控制电池包111回路的闭合和断开。
电池包111正负极连接分压限流电路112，分压限流电路112连接运算比较电路113，运算比较电路113连接单片机控制电路123，单片机控制电路123通过汽车通讯总线与整车控制器124连接并进行通信，同时控制继电器驱动电路122，继电器驱动电路122来控制继电器121断开和闭合。整车控制器124通过通讯总线与单片机控制电路123进行连接，整车控制器124负责整个汽车各个部件的控制。
在绝缘良好的情况下，电池包111正极对地电压是电池包111总电压的二分之一并为正值，电池包111负极对地电压是电池包111总电压的二分之一并为负值，当电池包111正极电压经过电阻R500、R501、R505根据基尔霍夫电流定理，加在R505上的电压很小，经过一个电压跟随器将信号送到运算比较电路113，可以通过改变R500、R501、R505的阻值改变此电压值。电池包111负极电压经过由电阻R502、R503、R507及运算放大器U600组成的比例运算电路将电池包111负极电压转换成小信号的正电压，我们可以通过改变R502、R503、R507的阻值改变此电压值，此电压值被送到运算比较电路113。从电池包111负极转换过来的小信号被送到比较器的管脚2和管脚5，从电池包111正极转换过来的小信号经过电阻R511、R512、R513的分压被分别送到管脚3和管脚6，通过改变R511、R512、R513的值可以改变送到管脚3和管脚6的电压值。此比较器具有当管脚3和管脚5的电压值高于管脚2和管脚6的电压值的时候，比较器将输出高电平，我们定义为绝缘情况正常，当管脚2电压值大于管脚3电压值或者管脚6电压值大于管脚5电压值时或者管脚2电压值大于管脚3电压值且管脚6电压值大于管脚5电压值比较器将输出低电平，我们定义为绝缘情况不良。此信号将被单片机控制电路123分析来接通和断开继电器121。
在电池包111正极绝缘不良的情况下，根据我们设置的电阻参数，此时电池包111正极对地电压值降低，电池包111负极对地电压值升高，相应的转换过去的电压值也降低和升高，于是就会出现进入比较器管脚2电压值大于管脚3电压值的情况，根据前述，此时比较器将会输出低电平，单片机控制电路123显示绝缘不良。
在电池包111负极绝缘不良的情况下，根据我们设置的电阻参数，此时电池包111负极对地电压值降低，电池包111正极对地电压值升高，相应的转换过去的电压值也降低和升高，于是就会出现进入比较器管脚6电压值大于管脚5电压值的情况，根据前述，此时比较器将会输出低电平，单片机控制电路123显示绝缘不良。
当正极负极都绝缘不良的情况下，根绝我们设置的参数达到我们设置的参数值将会出现比较器进入管脚2电压值大于管脚3电压值，管脚6电压值大于管脚5电压值的情况，根据前述，此时比较器输出低电平，单片机控制电路123显示绝缘不良。
本申请提出了一种电动汽车用绝缘检测装置，可以检测动力电池和车身之间的绝缘状况，本装置利用集成运算电路等相关电子元件设计，简单实用，只需少量的元器件就可实现，故成本低，体积小，经过实践检验，具有响应速度快，安全稳定可靠，易于维护，损坏只需更换某几个器件即可等诸多优点，可以满足电动汽车方面需求，提高使用动力电池的安全性，促进汽车产业的发展。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于，所述装置包含以下部件：
绝缘判断部，包括电池包、分压限流电路、和运算比较电路；
绝缘响应部，包括单片机控制电路、继电器驱动电路、继电器和整车控制器；
其中，
电池包的正极和负极分别接于分压限流电路；
分压限流电路，由一个运算放大器和电阻电容组成，用于将电池包的大电压和大电流转化为小电压和小电流，并具有电平转换功能；
运算比较电路，由电压比较器和电阻电容等组成，用于来对小电压和小电流等检验，并把信号输出给单片机控制电路；
单片机控制电路，用于接收绝缘判断部输出的信号，以及控制继电器驱动电路；
继电器驱动电路，用于驱动继电器；
继电器，用于控制电池包的正极和负极回路，来控制电池包回路的闭合和断开。
2.如权利要求1所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：单片机控制电路通过汽车通讯总线与整车控制器连接并进行通信。
3.如权利要求1所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：电池包的正极对地电压，经过分压电路转换成小电压后，经过一个电压跟随器将上述信号送至运算比较电路。
4.如权利要求1所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：电池包的负极对地电压，经过电阻和运算放大器组成的比例运算电路转换成小信号的正电压后，送至运算比较电路。
5.如权利要求1-4所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：从电池包负极转换过来的小信号被送到比较器的2端和5端，从电池包正极转换过来的小信号经过电阻R511、R512、R513的分压被分别送到比较器的3端和6端，通过改变R511、R512、R513的值可以改变送到3端和6端的电压值；该比较器具有当3端和5端的电压值高于2端和6端的电压值的时候，比较器将输出高电平，此时定义为绝缘情况正常，当2端电压值大于3端电压值或者6端电压值大于5端电压值时或者2端电压值大于3端电压值且6端电压值大于5端电压值比较器将输出低电平，此时定义为绝缘情况不良。
6.如权利要求5所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：在电池包正极绝缘不良的情况下，此时电池包正极对地电压值降低，电池包负极对地电压值升高，相应的电池包正极转换过去的电压值降低，电池包负极转换过去的电压值升高，如果进入比较器3端电压值小于2端电压值，比较器将会输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
7.如权利要求5所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：在电池包负极绝缘不良的情况下，此时电池包负极对地电压值降低，电池包正极对地电压值升高，相应的电池包负极转换过去的电压值降低，电池包正极转换过去的电压值升高，如果进入比较器6端电压值大于5端电压值，比较器将会输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
8.如权利要求5所述的电动汽车用绝缘检测装置，其特征在于：当正极负极都绝缘不良的情况下，使比较器进入3端电压值小于2端电压值，6端电压值大于5端电压值的情况，此时比较器输出低电平，单片机控制电路显示绝缘不良。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHERY NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAIC CHERY AUTOMOBILE CO., LTD. Effective date: 20150702 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150702 Address after: 241000 Yijiang, Anhui Province, Jin Hua Road, No. 226, South Road, No. Patentee after: New-energy automobile Technology Co., Ltd. of Cherry Address before: 241006 Wuhu economic and Technological Development Zone, Anhui, Changchun Road, No. 8, No. Patentee before: Saic Chery Automobile Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 241001 No. 226 Huajin South Road, Wuhu High-tech Industrial Development Zone, Wuhu City, Anhui Province Patentee after: Chery New Energy Automobile Co.,Ltd. Address before: 241000 No. 226 Hua Jin South Road, Yijiang District, Anhui, Wuhu Patentee before: CHERY NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |