CN103138025A - 一种漏电检测电路及电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池系统，包括：电池组、外壳、第一电阻、第二电阻、第一电压检测模块、第二电压检测模块以及比较模块。第一电阻包括第一端和第二端，第一端与电池组的正极连接。第二电阻包括第三端和第四端，第三端与第一电阻的第二端连接，第四端与电池组的负极连接，第二端和第三端与外壳连接。第一电压检测模块检测第一电阻两端的第一电压。第二电压检测模块检测第二电阻两端的第二电压。若第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值之间的比值不等于第一电压与第二电压之间的比值，则判定电池组与外壳之间存在短接。本发明进一步提供一种漏电检测电路。通过以上方式，本发明具有安全、操作方便的优点。

Description

一种漏电检测电路及电池系统

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种漏电检测电路及电池系统。

背景技术

在电池系统中，往往需要将多个电池单元进行串联来形成电池串。而电池串可能会与周围的物体(例如，电池外壳)发生短接。此时，可能会导致能量损失或对接触的人体造成伤害。

现有的漏电检测方式是通过霍尔元件检测电池串的两端的输入输出电流是否相同，当输入输出电流不同时，则认为电池串存在漏电现象。

然而，上述方式需要电池串的两端存在输入输出电流才能进行正常检测，电池串的两端悬空时则无法进行正常检测。因此，上述检测方式会给用户造成不便，且存在一定的安全隐患。

因此，亟需提供一种漏电检测电路及电池系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种漏电检测电路及电池系统，以解决现有技术不安全、且操作不便的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池系统，包括：电池组，包括串联连接的多个电池；外壳，电池组设置于外壳内；第一电阻，包括第一端和第二端，第一端与电池组的正极连接；第二电阻，包括第三端和第四端，第三端与第一电阻的第二端连接，第四端与电池组的负极连接，第二端和第三端与外壳连接；第一电压检测模块，与第一电阻并联设置，用于检测第一电阻两端的第一电压；第二电压检测模块，与第二电阻并联设置，用于检测第二电阻两端的第二电压；比较模块，用于判断第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值之间的比值是否等于第一电压与第二电压之间的比值，若第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值之间的比值不等于第一电压与第二电压之间的比值，则判定电池组与外壳之间存在短接。

其中，电池的数量为奇数。

其中，外壳连接一参考电压。

其中，参考电压为地电压。

其中，第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值相等，比较模块判定第一电压是否等于第二电压，若第一电压不等于第二电压，则判定电池组与外壳之间存在短接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另外一个技术方案是：提供一种漏电检测电路，用于对包括有多个电池的电池组进行漏电检测，漏电检测电路包括：外壳，电池组设置于外壳内；第一电阻，包括第一端和第二端，第一端与电池组的正极连接；第二电阻，包括第三端和第四端，第三端与第一电阻的第二端连接，第四端与电池组的负极连接，第二端和第三端与外壳连接；第一电压检测模块，与第一电阻并联设置，用于检测第一电阻所两端的第一电压；第二电压检测模块，与第二电阻并联设置，用于检测第二电阻两端的第二电压；比较模块，用于判断第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值之间的比值是否等于第一电压与第二电压之间的比值，若第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值之间的比值不等于第一电压与第二电压之间的比值，则判定电池组与外壳之间存在短接。

其中，电池的数量为奇数。

其中，外壳连接一参考电压。

其中，参考电压为地电压。

其中，第一电阻的电阻值与第二电阻的电阻值相等，比较模块判定第一电压是否等于第二电压，若第一电压不等于第二电压，则判定电池组与外壳之间存在短接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明所提供的漏电检测电路及电池系统在电池处于工作或非工作状态下均能正常检测电池组是否漏电，具有安全、操作方便的优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电池系统的电路结构示意图；

具体实施方式

请参见图1，图1是根据本发明实施例的电池系统的电路结构示意图。

如图1所示，本发明所揭示的电池系统包括：电池组101、外壳102、第一电阻103、第二电阻104、第一电压检测模块105、第二电压检测模块106以及比较模块107。

其中，电池组101包括串联连接的多个电池，电池组101设置于外壳102内，第一电阻103包括第一端1031和第二端1032，第一端1031与电池组101的正极连接，第二电阻104包括第三端1041和第四端1042，第三端1041与第一电阻103的第二端1032连接，第四端1042与电池组101的负极连接，第二端1032和第三端1041与外壳102连接。

值得注意的是，第二端1032和第三端1041与外壳102连接更可包括：将第二端1032、第三端1041以及外壳102连接至相同的参考电压，例如地电压。

第一电压检测模块105与第一电阻103并联设置，用于检测第一电阻103两端的第一电压，第二电压检测模块106与第二电阻104并联设置，用于检测第二电阻104两端的第二电压。在实际使用中，第一电压检测模块105与第二电压检测模块106可优选为电压计。

并且，比较模块107分别从第一电压检测模块105获取第一电压，从第二电压检测模块106获取第二电压，并进一步判定第一电阻103的电阻值与第二电阻104的电阻值之间的比值是否等于第一电压与第二电压之间的比值，若第一电阻103的电阻值与第二电阻104的电阻值之间的比值不等于第一电压与第二电压之间的比值，则判定电池组101与外壳102之间存在短接，若第一电阻103的电阻值与第二电阻104的电阻值之间的比值等于第一电压与第二电压之间的比值，则判定电池组101与外壳102之间不存在短接。

其中，比较模块107在实际应用中可优选为单片机，也可利用各种具有运算能力的处理模块实现，本发明对此不作具体限定。

另外，更可根据需要将负载108设置于电池组101的正极与负极之间，其中负载108可在电池组101的驱动下工作。

以下将详细说明本发明所揭示的电池系统的工作原理，首先设定第一电阻103的电阻值为R1，第二电阻104的电阻值为R2，并设定第一电压检测模块105所检测到的第一电压的值为V1，第二电压检测模块106所检测到的第二电压的值为V2。其中，第一电阻和第二电阻均采用大电阻值电阻。

如图1所示，当电池组101中的电池未与外壳102接触时，为正常工作状态，在正常状态中，第一电阻103与第二电阻104组成分压电路，串接在电池组101的正极与负极之间，对电池组101的两端进行分压，此时，根据分压原理，可知：

$\frac{R1}{R2}=\frac{V1}{V2}---\left(1\right)$

因此，比较模块107在判断到第一电压与第二电压之间的比值等于第一电阻103的电阻值与第二电阻104值之间的比值时，即可判定电池组101中的电池未与外壳102接触，电池组101与外壳102之间不存在短接。

而当电池组101中的电池与外壳102接触时，为漏电状态，在漏电状态中，第一电阻103两端的电压等于短接位置与电池组101的正端之间的电压差，第二电阻104两端的电压等于短接位置与电池组101的负端之间的电压差，此时：

$\frac{R1}{R2}\≠\frac{V1}{V2}---\left(2\right)$

因此，比较模块107在判断到第一电压与第二电压之间的比值不等于第一电阻103的电阻值与第二电阻104值之间的比值时，即可判定电池组101中的电池与外壳102接触，电池组101与外壳102之间存在短接。

在以上判断过程中，可进一步将第一电阻103以及第二电阻104的电阻值设置为相等，根据等式(1)，在第一电阻103以及第二电阻104的电阻值设置为相等的情况下，比较模块107只需判定第一电压是否等于第二电压，若第一电压不等于第二电压，则判定电池组101与外壳102之间存在短接，反之，则判定电池组101与外壳102之间不存在短接。

值得注意的是，在电池组101与外壳102之间存在短接的情况下，若电池组101包括偶数个电池，且短接点刚好位于电池组101中间的两个电池之间时，在这种情况下，第一电压与第二电压之间的比值会等于第一电阻103与第二电阻104之间的比值，就不能判断出电池组101与外壳102之间存在短接，因此，在优选实施例中，可将电池组101的电池的数量设置为奇数个，使得短接点不可能发生在位于电池组101中间的两个电池之间，或者不要采用相等的第一电阻和第二电阻，都可避免特殊误差值之产生。

因此，当组成电池组的数量为偶数时，则不能选择第一电阻和第二电阻的比值为一，即两个电阻阻值相等。

本发明进一步提供一种漏电检测电路，其包括上述第一电阻103、第二电阻104、第一电压检测模块105、第二电压检测模块106以及比较模块107，其连接关系与上文所描述一致，该漏电检测电路可对电池组101和外壳102进行漏电检测。

基于上述原理，在本发明实施例中，当接入负载108，且负载108在电池组101的驱动下工作时，本发明所揭示的漏电检测电路仍可正确判断出电池组101是否与外壳102短接，而当电池组101停止对负载108进行供电时(如可在电池组101与负载108之间设置一开关，断开开关时则可停止对负载108进行供电)，本发明所揭示的漏电检测电路及电池系统也能正常工作，即：本发明所揭示的漏电检测电路及包括该漏电检测电路的电池系统不会受负载108的影响，在接入负载108或在电池组101的正极和负极悬空时均能有效检测出电池组101与外壳102是否存在漏电。

因此，本发明提供的漏电检测电路及电池系统在电池处于工作或非工作状态下均能正常检测电池组是否漏电，具有安全、操作方便的优点。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：

电池组，包括串联连接的多个电池；

外壳，所述电池组设置于所述外壳内；

第一电阻，包括第一端和第二端，所述第一端与所述电池组的正极连接；

第二电阻，包括第三端和第四端，所述第三端与所述第一电阻的所述第二端连接，所述第四端与所述电池组的负极连接，所述第二端和所述第三端与所述外壳连接；

第一电压检测模块，与所述第一电阻并联设置，用于检测所述第一电阻两端的第一电压；

第二电压检测模块，与所述第二电阻并联设置，用于检测所述第二电阻两端的第二电压；

比较模块，用于判断所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值之间的比值是否等于所述第一电压与所述第二电压之间的比值，若所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值之间的比值不等于所述第一电压与所述第二电压之间的比值，则判定所述电池组与所述外壳之间存在短接。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池的数量为奇数。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述外壳连接一参考电压。

4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述参考电压为地电压。

5.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值相等，所述比较模块判定所述第一电压是否等于所述第二电压，若所述第一电压不等于所述第二电压，则判定所述电池组与所述外壳之间存在短接。

6.一种漏电检测电路，用于对包括有多个电池的电池组进行漏电检测，其特征在于，所述漏电检测电路包括：

外壳，所述电池组设置于所述外壳内；

第一电阻，包括第一端和第二端，所述第一端与所述电池组的正极连接；

第二电阻，包括第三端和第四端，所述第三端与所述第一电阻的所述第二端连接，所述第四端与所述电池组的负极连接，所述第二端和所述第三端与所述外壳连接；

第一电压检测模块，与所述第一电阻并联设置，用于检测所述第一电阻所两端的第一电压；

第二电压检测模块，与所述第二电阻并联设置，用于检测所述第二电阻两端的第二电压；

比较模块，用于判断所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值之间的比值是否等于所述第一电压与所述第二电压之间的比值，若所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值之间的比值不等于所述第一电压与所述第二电压之间的比值，则判定所述电池组与所述外壳之间存在短接。

7.根据权利要求6所述的漏电检测电路，其特征在于，所述电池的数量为奇数。

8.根据权利要求6所述的漏电检测电路，其特征在于，所述外壳连接一参考电压。

9.根据权利要求8所述的漏电检测电路，其特征在于，所述参考电压为地电压。

10.根据权利要求6所述的漏电检测电路，其特征在于，所述第一电阻的电阻值与所述第二电阻的电阻值相等，所述比较模块判定所述第一电压是否等于所述第二电压，若所述第一电压不等于所述第二电压，则判定所述电池组与所述外壳之间存在短接。

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