CN104076254A - 一种交流激励绝缘检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流激励绝缘检测电路，包括供电电池组总正及总负端到电动车车身之间的正、负极绝缘电阻Rz和Rf，所述交流激励绝缘检测电路还包括交流信号源、采样模块、数据处理模块，用于检测检电动车车身和供电电池组之间的绝缘阻值以确定电动车车身的绝缘状态。相对于现有技术，本发明具有采用低压检测，信号不易受干扰，提高检测绝缘阻值的精度，且电路较简单，易于制造和使用的有益效果。

Description

一种交流激励绝缘检测电路

技术领域

本发明涉及一种电动车的绝缘检测电路，特别是一种采用交流激励的绝缘检测电路。

背景技术

电动汽车是一个复杂的机电装置，且电动汽车工作条件比较恶劣，振动、温度及湿度的急剧变化，都有可能造成动力电缆及其他绝缘材料迅速老化甚至绝缘破损，使设备绝缘性能下降，这不仅会影响车辆的正常控制，还会危及人身安全。

现阶段绝缘检测是通过电阻分压法或者直流注入法,这两种方法都需要通过接入电阻分压的方式来检测绝缘电阻值，都会给车体引入一个电压，车体有高压给汽车安全带来一定的隐患，且不能测试对称绝缘；而直流注入检测采用的电压也必须高于电池组电压，具有这种大电压的设备体积会较大，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较为安全且方便绝缘检测的电路。

为了解决上述问题，本发明提供一种交流激励绝缘检测电路，方案如下：

一种交流激励绝缘检测电路，用于检测电动车车身和供电电池组之间的绝缘阻值以确定电动车车身的绝缘状态, 所述绝缘阻值包括供电电池组总正及总负端到电动车车身之间的正极绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf，正绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf均接地；包括交流信号源Ui、采样模块、数据处理模块，所述交流信号源Ui一端通过采样模块接地，同时,与采样模块连接的一端也作为采样输出端连接数据处理模块,供电电池组总正、总负端分别通过限流电阻、隔离电容C连接交流信号源Ui另一端。

优选的，所述交流信号源Ui电压为36V。

优选的，所述限流电阻包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2，所述第一限流电阻R1与第二限流电阻R2分别接到电池组总正端、总负端，再通过同一隔离电容C与交流信号源Ui连接。

优选的，所述隔离电容C与交流信号源Ui之间设有开关S。

优选的，所述数据处理模块包括依次连接的有效值直流转换器和AD采样芯片，通过有效值直流转换器将所述采样电阻R3上的交流信号转化成直流信号供AD采样芯片采样，进而测算出所述采样电阻两端的电压值Vin。

优选的，根据测算出的所述采样模块两端的电压值Vin，通过下列公式

Rz//Rz=(UiR3/Vin)-R3-R1R2/(R1+R2)

计算得整车对地的绝缘阻值。

其中，Rz//Rf是整车对地的绝缘阻值，Ui是交流信号源电压，R1、R2分别为第一限流电阻值及第二限流电阻值，R3为采样模块电阻值。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

1.  采用36V低电压用于测试，信号不易受干扰，提高检测绝缘阻值的精度，且电路较简单，易于制造和使用；

2.  直流信号由于隔离电容的隔离，不会对交流模块电路产生影响，增加的产品的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种实施例的电路结构示意图；

图2为本发明图1所示实施例工作时的等效电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明内容作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种实施例的电路结构示意图，包括电池组及绝缘检测电路。

如图1所示，绝缘检测电路包括绝缘阻值检测模块以及数据处理单元，具体的，绝缘阻值检测模块包括正极绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf，正极绝缘电阻Rz接入到电池组的总正端，负极绝缘电阻Rf接入到电池组的总负端，两个绝缘电阻并联，而且另一端接地。

数据采样单元包括采样模块、交流信号源Ui以及数据处理模块，该采样模块为用于数据采样的采样电阻R3，该数据处理模块包括有效值直流转换器以及用于数据AD采样的AD采样芯片，交流信号源Ui一端与依次连接的有效值直流转换器及采样电阻R3连接，另一端与电池组连接；在与电池组连接的部分，中间还设有限流电阻R1与限流电阻R2，该限流电阻R1与R2并联且一端分别接到电池组的总正端及总负端，另一端与绝缘阻值检测模块连接，起到限流稳压的作用，有利于系统的稳定。而在限流电阻R1、R2与交流信号源Ui之间还设有用于隔离直流信号的隔离电容C以及用于控制该电路开闭的开关S，隔离电容C的增设，可以使得直流信号不会对使用交流信号的模块造成干扰，增加了系统的稳定性，而开关用于方便检测电路开闭的控制。

该实施例电路的采样模块、交流信号源Ui以及数据处理模块通过有效值直流转换器将采样模块中的采样电阻R3两端所流过的交流信号转换成直流信号供AD采样芯片（模数转换）进行AD采样，从而可计算出采样电阻R3两端的电压Vin。

图2为闭合开关S时，检测电路在工作时的等效电路图。

如图2所示，当启动电池组绝缘检测的时候，闭合开关S，交流激励信号通过电阻R1，R2，RZ,RF,R3形成一个闭合回路，该交流激励信号电压为36V。绝缘阻值检测模块中正极绝缘电阻Rz与负极绝缘电阻Rf并联的阻值为待测电阻，Vin可以通过AD采样芯片采样测量得到，利用以下公式：

Vin/R3=Iin                  （1）

Ui/Iin=R总                  （2）

R总=R3+R1//R2+RZ//RF        （3）

根据公式（1）（2）（3）可以得出：

RZ//RF=(UiR3/Vin)-R3-R1R2/(R1+R2)

正极绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf分别为总正端对车体的电阻和总负端对车体的电阻，且正极绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf分别接地，因此通过公式RZ//RF=(UiR3/Vin)-R3-R1R2/(R1+R2)可以测得整车对地的绝缘阻值。

由国标可得，当测得RZ//RF<100欧姆/伏特时，汽车绝缘处于严重故障；当测得100欧姆/伏特< Rz//Rz（整车绝缘阻值）<500欧姆/伏特时，汽车绝缘处于轻微故障，当测得Rz//Rz>500欧姆/伏特时，汽车绝缘性能在安全范围，这样系统就可以判断电池组对车体有无漏电，对车体漏电对人体造成危险情况的避免起到重要的作用。

本发明中未具体介绍的功能模块均可采用现有技术中成熟的功能模块,例如有效值直流转换器以及采样模块。

本发明采用36V低电压用于测试，信号不易受干扰，提高检测绝缘阻值的精度，且产生设备较简单，易于制造和使用；直流信号由于隔离电容的隔离，不会对交流模块电路产生影响，增加了产品的稳定性。

上述实施例仅为本发明的较优的实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种交流激励绝缘检测电路，用于检测电动车车身和供电电池组之间的绝缘阻值以确定电动车车身的绝缘状态, 所述绝缘阻值包括供电电池组总正及总负端到电动车车身之间的正极绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf，正绝缘电阻Rz和负极绝缘电阻Rf均接地；其特征在于，包括交流信号源Ui、采样模块、数据处理模块，所述交流信号源Ui一端通过采样模块接地，同时,与采样模块连接的一端也作为采样输出端连接数据处理模块,供电电池组总正、总负端分别通过限流电阻、隔离电容C连接交流信号源Ui另一端。

2.根据权利要求1所述的交流激励绝缘检测电路，其特征在于，所述交流信号源Ui电压为36V。

3.根据权利要求1所述的交流激励绝缘检测电路，其特征在于，所述限流电阻包括第一限流电阻R1和第二限流电阻R2，所述第一限流电阻R1与第二限流电阻R2分别接到电池组总正端、总负端，再通过同一隔离电容C与交流信号源Ui连接。

4.根据权利要求3所述的交流激励绝缘检测电路，其特征在于，所述隔离电容C与交流信号源Ui之间设有开关S。

5.根据权利要求1所述的交流激励绝缘检测电路，其特征在于，所述数据处理模块包括依次连接的有效值直流转换器和AD采样芯片，通过有效值直流转换器将所述采样模块上的交流信号转化成直流信号供AD采样芯片采样，进而测算出所述采样模块两端的电压值Vin。

6.根据权利要求5所述的交流激励绝缘检测电路，其特征在于，根据测算出的所述采样模块两端的电压值Vin，通过下列公式

Rz//Rz=(UiR3/Vin)-R3-R1R2/(R1+R2)

计算得整车对地的绝缘阻值；

其中，Rz//Rf是整车对地的绝缘阻值，Ui是交流信号源电压，R1、R2分别为第一限流电阻值及第二限流电阻值，R3为采样模块电阻值。