CN104823067A - 用于确定电池组的隔离电阻故障的高压服务断开组件和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种高压服务断开组件。电池组具有壳体、第一电池模块和第二电池模块、以及正电池组电压端和负电池组电压端。该组件包括：外壳，在其上紧固第一导电插脚和第二导电插脚。该第一导电插脚耦合到第一电池模块的负电压端。该第二导电插脚耦合到第二电池模块的正电压端。该组件进一步包括检测电路，其电耦合到第一导电插脚和第二导电插脚。当在负电池组电压端和壳体之间检测到第一隔离电阻故障时，该检测电路输出第一隔离电阻故障信号。

Description

用于确定电池组的隔离电阻故障的高压服务断开组件和方法
技术领域
本申请涉及一种用于确定电池组的隔离电阻故障的高压服务断开组件和方法。
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年12月3日在美国提交的美国专利申请No.13/692,705的优先权，其整体内容由此通过引用被并入在此。
当车辆电池服务人员或车辆应急响应者接近电动车辆时，它们当前不能容易地确定是否在该电动车辆中存在隔离电阻故障。因此，在此的发明人已经认识到对于高压服务断开组件的需要，该高压服务断开组件当在电动车辆中存在隔离电阻故障时提供可视的指示。
发明内容
提供了根据示例性实施例的用于确定电池组的隔离电阻故障的高压服务断开组件。所述电池组具有壳体、第一电池模块、第二电池模块、正电池组电压端和负电池组电压端。所述高压服务断开组件包括外壳，所述外壳被配置为在其上紧固第一导电插脚和第二导电插脚。所述第一导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第一电池模块的负电压端。所述第二导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第二电池模块的正电压端。所述高压服务断开组件进一步包括检测电路，所述检测电路被布置在所述外壳中，并且电耦合到所述第一导电插脚和第二导电插脚。所述检测电路被配置为当在所述负电池组电压端和所述壳体之间检测到第一隔离电阻故障时输出第一隔离电阻故障信号。所述高压服务断开组件进一步包括第一发光器件，所述第一发光器件电耦合到所述检测电路。所述第一发光器件被配置为响应于所述第一隔离电阻故障信号来发光。
提供了根据另一个示例性实施例的用于利用高压服务断开组件来确定电池组的隔离电阻故障的方法。所述电池组具有壳体、第一电池模块、第二电池模块、正电池组电压端和负电池组电压端。所述高压服务断开组件具有外壳、检测电路和第一发光器件。所述外壳被配置为在其上紧固第一导电插脚和第二导电插脚。所述第一导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第一电池模块的负电压端。所述第二导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第二电池模块的正电压端。所述方法包括：当在所述负电池组电压端和所述壳体之间检测到第一隔离电阻故障时，从所述检测电路输出第一隔离电阻故障信号。所述检测电路电耦合到所述第一导电插脚和第二导电插脚。所述方法进一步包括：响应于所述第一隔离电阻故障信号而从电耦合到所述检测电路的所述第一发光器件发光。
附图说明
图1是根据示例性实施例的、具有电池组和高压服务断开组件的电动车辆的示意图；
图2是在替代的高压服务断开组件中利用的发光器件的示意图；
图3是根据另一个示例性实施例的、用于利用图1的高压服务断开组件来确定电池组的隔离电阻故障的方法的流程图；以及
图4是在用于确定电池组的隔离电阻故障的替代方法中利用的方法步骤的流程图。
具体实施方式
参见图1和2，提供了根据示例性实施例的一种电动车辆电力系统10，其具有电池组20和高压服务断开组件30。高压服务断开组件30的优点是组件30可以有效地和迅速地确定在电动车辆中的隔离电阻故障，并且提供该隔离电阻故障的可视指示。
为了理解的目的，以欧姆/伏特来测量隔离电阻。当在两个位置之间的隔离电阻小于阈值隔离电阻时，隔离电阻故障出现。
电池组20被提供来产生用于电动车辆10的操作电压。电池组20包括壳体40、第一电池模块42、第二电池模块43、接触器45、46、正电池组电压端52和负电池组电压端54。正电池组电压端52和负电池组电压端54从外壳向外部延伸。壳体40可以物理地耦合到车辆底盘(未示出)。第一电池模块42具有正电压端55和负电压端56。当接触器45具有封闭的操作位置时，正电压端55通过接触器45电耦合到正电池组电压端。第二电池模块43具有正电压端57和负电压端58。当接触器46具有封闭的操作位置时，负电压端58通过接触器46电耦合到负电池组电压端54。
在替代实施例中，电池组20可以具有在接触器45和第一电池模块42之间串联地电耦合的多个附加电池模块。而且，电池组20可以具有在接触器46和第二电池模块43之间串联地电耦合的多个附加电池模块。
高压服务断开组件30被配置为可拆卸地将第一电池模块42经由保险丝66电耦合到第二电池模块43。高压服务断开组件30进一步被配置为确定在正电池组电压端52和壳体40之间是否存在隔离电阻故障，以及在负电池组电压端54和壳体40之间是否存在隔离电阻故障。高压服务断开组件30包括外壳60、第一和第二导电插脚62、63、检测电路64、发光器件65和保险丝66。在替代实施例中，组件30不利用保险丝66，并且在第一和第二导电插脚63、63之间存在电短路电路。
外壳60被配置为在其上紧固第一和第二导电插脚62、63。第一导电插脚62被配置为可拆卸地电耦合到第一电池模块42的负电压端56。第二导电插脚63被配置为可拆卸地电耦合到第二电池模块43的正电压端57。
检测电路64被布置在外壳60中，并且电耦合到第一和第二导电插脚62、63。检测电路64被配置为当在负电池组电压端54和壳体40之间检测到第一隔离电阻故障时输出第一隔离电阻故障信号。检测电路64进一步被配置为当在正电池组电压端52和壳体40之间已经检测到第二隔离电阻故障时，输出第二隔离电阻故障信号。检测电路64包括第一比较器电路68和第二比较器电路70。
第一比较器电路68被配置为确定在负电池组电压端54和壳体40之间是否存在隔离电阻故障。第一比较器电路68包括第一比较器80、第一分压器电路82和电阻器84。第一比较器80包括同相输入端90、反相输入端92和输出端94。同相输入端90通过第一分压器电路82电耦合到第一电池模块42的负电压端56。具体地说，第一分压器电路82包括在负电压端56和电节点205之间串联地电耦合的电阻器100、102。第一分压器电路82进一步包括在电阻器100、102之间电耦合的电节点104。电节点104进一步电耦合到同相输入端90，使得同相输入端90通过第一分压器电路82电耦合到负电压端56。反相输入端92电耦合到壳体40。反相输入端92进一步通过电阻器84电耦合到负电压端56。第一比较器80被配置为当在同相输入端90上的第一电压大于在反相输入端92上的第二电压以指示在负电池组电压端54和壳体40之间已经检测到第一隔离电阻故障时，在输出端94上输出第一隔离电阻故障信号。在一个示例性实施例中，电阻器100、102每一个具有100千欧的电阻，并且电阻器84具有100兆欧的电阻。
发光器件65电耦合到第一比较器80的输出端94。发光器件65被配置为响应于第一隔离电阻故障信号而发光。在一个示例性实施例中，发光器件65是发光二极管(LED)。然而，在替代实施例中，可以利用对于本领域内的技术人员已知的其它发光设备。
第二比较器电路70被配置为确定在正电池组电压端52和壳体40之间是否存在隔离电阻故障。第二比较器电路70具有第二比较器180、第二分压器电路182和电阻器184。第二比较器180具有同相输入端190、反相输入端192和输出端194。反相输入端192通过第二分压器电路182电耦合第二电池模块43的正电压端57。具体地说，第二分压器电路182包括在第二电池模块43的正电压端57和电节点205之间串联地电耦合的电阻器200、202。第二分压器电路182进一步包括在电阻器200、202之间电耦合的电节点204。电节点204电耦合到反相输入端192，使得反相输入端192通过第二分压器电路182电耦合到正电压端57。同相输入端190电耦合到壳体40。同相输入端190进一步通过电阻器184电耦合电节点205。第二比较器180被配置为当在同相输入端190上的第三电压大于在反相输入端192上的第四电压以指示在正电池组电压端52和壳体40之间已经检测到第二隔离电阻故障时，在输出端194上输出第二隔离电阻故障信号。在一个示例性实施例中，电阻器200、202每一个具有100千欧的电阻，并且电阻器184具有100兆欧的电阻。
发光器件65进一步电耦合到第二比较器180的输出端194。发光器件65进一步被配置为响应于第二隔离电阻故障信号而发光。
参见图1和3，现在说明根据另一个示例性实施例的、一种用于利用高压服务断开组件30来确定电池组20的隔离电阻故障的方法的流程图。
在步骤220处，用户提供电池组20，该电池组20具有壳体40、第一电池模块42、第二电池模块43、正电池组电压端52和负电池组电压端54。
在步骤222处，用户提供高压服务断开组件30，该高压服务断开组件30具有外壳60、检测电路64和第一发光器件65。外壳60在其上紧固第一和第二导电插脚62、63。第一导电插脚62可拆卸地电耦合到第一电池模块42的负电压端56。第二导电插脚63可拆卸地电耦合到第二电池模块43的正电压端57。
在步骤224处，当在负电池组电压端54和壳体40之间检测到第一隔离电阻故障时，检测电路64输出第一隔离电阻故障信号。检测电路64被布置在外壳60中，并且电耦合到第一和第二导电插脚62、63。
在步骤226处，第一发光器件65响应于第一隔离电阻故障信号而发光。第一发光器件65电耦合到检测电路64。
在步骤228处，当在正电池组电压端52和壳体40之间已经检测到第二隔离电阻故障时，检测电路64输出第二隔离电阻故障信号。
在步骤230处，第一发光器件65响应于第二隔离电阻故障信号而发光。
参见图1、2和4，在替代实施例中，电动车辆电力系统10另外具有发光器件250，其电耦合到第二比较器180的输出端194。因此，在该替代实施例中，输出端194电耦合到发光器件250而不是发光器件65。参见图4，在这个替代实施例中的运行期间，实施步骤240，使得发光器件250而不是发光器件65响应于第二隔离电阻故障信号而发光。而且，发光器件250可以被配置为发出具有第一颜色的光，并且发光器件65可以被配置为发出具有不同于第一颜色的第二颜色的光。
高压服务断开组件30和用于确定在电池组20中的隔离电阻故障的方法相对于其它组件和方法提供了实质优点。具体地说，高压服务断开组件30和该方法提供了下述技术效果：有效地和迅速地确定在电动车辆的电池组中的隔离电阻故障，并且提供隔离电阻故障存在的可视指示。
虽然已经仅与有限数量的实施例相关地详细描述了所要求保护的发明，但是应当容易明白，本发明不限于这样的公开的实施例。而是，可以修改所要求保护的发明以包含迄今未描述但是与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。另外，虽然已经描述了所要求保护的发明的各个实施例，但是应当明白，本发明的方面可以仅包括所述实施例的一些。因此，所要求保护的发明不被看作被上述说明限制。

Claims (15)

1.一种用于确定电池组的隔离电阻故障的高压服务断开组件，所述电池组具有壳体、第一电池模块、第二电池模块、正电池组电压端和负电池组电压端，所述高压服务断开组件包括：
外壳，所述外壳被配置为在其上紧固第一导电插脚和第二导电插脚，所述第一导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第一电池模块的负电压端，所述第二导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第二电池模块的正电压端；
检测电路，所述检测电路被布置在所述外壳中，并且电耦合到所述第一导电插脚和所述第二导电插脚，所述检测电路被配置为当在所述负电池组电压端和所述壳体之间检测到第一隔离电阻故障时输出第一隔离电阻故障信号；以及
第一发光器件，所述第一发光器件电耦合到所述检测电路，所述第一发光器件被配置为响应于所述第一隔离电阻故障信号来发光。
2.根据权利要求1所述的高压服务断开组件，其中，所述检测电路包括第一比较器电路，所述第一比较器电路具有第一比较器、第一分压器电路和第一电阻器；所述第一比较器具有第一同相输入端、第一反相输入端和第一输出端；
所述第一同相输入端通过所述第一分压器电路而被电耦合到所述第一电池模块的负电压端，所述第一反相输入端被电耦合到所述壳体，所述第一反相输入端通过所述第一电阻器而进一步被电耦合到所述第一电池模块的负电压端，所述第一比较器被配置为当在所述第一同相输入端上的第一电压大于在所述第一反相输入端上的第二电压以指示在所述负电池组电压端和所述壳体之间已经检测到所述第一隔离电阻故障时，在所述第一输出端上输出所述第一隔离电阻故障信号；并且
所述第一发光器件被电耦合到所述第一输出端。
3.根据权利要求2所述的高压服务断开组件，其中，所述第一分压器电路包括第二电阻器和第三电阻器以及在所述第二电阻器和所述第三电阻器之间电耦合的第一电节点，所述第二电阻器和所述第三电阻器被串联地电耦合在所述第一电池模块的负电压端和第二电节点之间，所述第一电节点被电耦合到所述第一同相输入端，使得所述第一同相输入端通过所述第一分压器电路而被电耦合到所述第一电池模块的负电压端。
4.根据权利要求1所述的高压服务断开组件，其中，所述检测电路被进一步配置为当在所述正电池组电压端和所述壳体之间已经检测到第二隔离电阻故障时，输出第二隔离电阻故障信号。
5.根据权利要求4所述的高压服务断开组件，其中，所述检测电路进一步包括第二比较器电路，所述第二比较器电路具有第二比较器、第二分压器电路和第二电阻器；所述第二比较器具有第二同相输入端、第二反相输入端和第二输出端；所述第二反相输入端通过所述第二分压器电路而被电耦合到所述第二电池模块的正电压端，所述第二同相输入端被电耦合到所述壳体，所述第二同相输入端通过所述第二电阻器而进一步被电耦合到第一电节点，所述第二比较器被配置为当在所述第二同相输入端上的第一电压大于在所述第二反相输入端上的第二电压以指示在所述正电池组电压端和所述壳体之间已经检测到所述第二隔离电阻故障时，在所述第二输出端上输出所述第二隔离电阻故障信号。
6.根据权利要求5所述的高压服务断开组件，其中，所述第二分压器电路包括第二电阻器和第三电阻器以及在所述第二电阻器和所述第三电阻器之间电耦合的第二电节点，所述第二电阻器和所述第三电阻器被串联地电耦合在所述第二电池模块的正电压端和所述第一电节点之间，所述第二电节点进一步被电耦合到所述第二反相输入端，使得所述第二反相输入端通过所述第二分压器电路而被电耦合到所述第二电池模块的正电压端。
7.根据权利要求5所述的高压服务断开组件，其中，所述第一发光器件进一步被电耦合到所述第二输出端，所述第一发光器件进一步被配置为响应于所述第二隔离电阻故障信号而发光。
8.根据权利要求5所述的高压服务断开组件，进一步包括第二发光器件，所述第二发光器件被电耦合到所述第二输出端，所述第二发光器件进一步被配置为响应于所述第二隔离电阻故障信号而发光。
9.根据权利要求1所述的高压服务断开组件，其中，所述第一发光器件被布置在所述壳体的外表面上。
10.根据权利要求1所述的高压服务断开组件，进一步包括保险丝，所述保险丝被串联地电耦合在所述第一导电插脚和所述第二导电插脚之间。
11.根据权利要求1所述的高压服务断开组件，其中，在所述第一导电插脚和所述第二导电插脚之间存在电短路电路。
12.一种用于利用高压服务断开组件来确定电池组的隔离电阻故障的方法，所述电池组具有壳体、第一电池模块、第二电池模块、正电池组电压端、负电池组电压端；所述高压服务断开组件具有外壳、检测电路和第一发光器件；所述外壳被配置为在其上紧固第一导电插脚和第二导电插脚，所述第一导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第一电池模块的负电压端，所述第二导电插脚被配置为可拆卸地电耦合到所述第二电池模块的正电压端；所述方法包括：
当在所述负电池组电压端和所述壳体之间检测到第一隔离电阻故障时，从所述检测电路输出第一隔离电阻故障信号，所述检测电路被电耦合到所述第一导电插脚和所述第二导电插脚；以及
响应于所述第一隔离电阻故障信号而从电耦合到所述检测电路的所述第一发光器件发光。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：当在所述正电池组电压端和所述壳体之间已经检测到第二隔离电阻故障时，从所述检测电路输出第二隔离电阻故障信号。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：响应于所述第二隔离电阻故障信号而从所述第一发光器件发光。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：响应于所述第二隔离电阻故障信号从第二发光器件发光。
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