CN106291112B - 绝缘电阻检测电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种绝缘电阻检测电路及方法。本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路,包括:电池、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路,电池的正极连接第一支路的第一端,第一支路设置有第一电压输出点,第二支路中设置有第一开关,且第二支路的第一端连接第一支路的第一端,第一支路的第二端和第二支路的第二端均接地,电池的负极连接第三支路的第一端,第三支路设置有第二电压输出点,第四支路中设置有第二开关,且第四支路的第一端连接第三支路的第一端,第三支路的第二端和第四支路的第二端均接地。本发明的技术方案提高了绝缘电阻的检测范围,提高了绝缘电阻的检测效率。

Description

绝缘电阻检测电路及方法
技术领域
本发明涉及电路技术领域,尤其涉及一种绝缘电阻检测电路及方法。
背景技术
在使用电能作为动力的电动汽车中,为电动汽车提供动力的系统由电池和电池管理系统等组成,其中,电池管理系统控制电池的运行。随着电池汽车的使用过程中,车内的环境的变化、外界气候的变化、线路老化等,会直接导致出现绝缘故障。
出现绝缘故障后,会使得系统的功能运行错误,例如信号装置出现错误信号、继电器装置误操作等情况。由于电池的电压较高,严重时还会对车内用户的生命安全构成威胁。因此,在系统中设计绝缘电阻检测电路,通过绝缘电阻检测电路检测绝缘电阻的阻值,进而判断系统是否出现绝缘故障。
现有技术中的绝缘电阻检测电路,采用对正极绝缘电阻电路、负极绝缘电阻电路分别检测的方式来确定正极绝缘电阻、负极绝缘电阻的阻值,当正极绝缘电阻的阻值与负极绝缘电阻的阻值相等时,无法进行检测。
发明内容
本发明实施例提供一种绝缘电阻检测电路及方法,不会受到正极绝缘电阻阻值与负极绝缘电阻阻值的影响,提高绝缘电阻检测范围。
本发明实施例提供一种绝缘电阻检测电路,包括:电池、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路;
所述电池的正极连接所述第一支路的第一端,所述第一支路设置有第一电压输出点;
所述第二支路中设置有第一开关,且所述第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端;
所述第一支路的第二端和所述第二支路的第二端均接地;
所述电池的负极连接所述第三支路的第一端,所述第三支路设置有第二电压输出点;
所述第四支路中设置有第二开关,且所述第四支路的第一端连接所述第三支路的第一端;
所述第三支路的第二端和所述第四支路的第二端均接地。
进一步地,上述电路中,所述第一支路包括:第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的第一端连接所述电池的正极;
所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端;
所述第二电阻的第二端接地。
进一步地,上述电路中,所述第一支路还包括:第三开关;
所述第三开关的第一端连接所述第一电阻的第二端;
所述第三开关的第二端连接所述第二电阻的第一端。
进一步地,上述电路中,所述第二支路还包括:第一定值电阻;
所述第一开关和所述第一定值电阻串联。
进一步地,上述电路中,所述第三支路包括:第三电阻和第四电阻;
所述第四电阻的第一端连接所述电池的负极;
所述第四电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端;
所述第三电阻的第二端接地。
进一步地,上述电路中,所述第三电阻的阻值与所述第一电阻的阻值相等。
进一步地,上述电路中,所述第四支路还包括:第二定值电阻;
所述第二开关和所述第二定值电阻串联。
进一步地,上述电路中,所述第三支路还包括:第四开关;
所述第四开关的第一端连接所述第四电阻的第二端;
所述第四开关的第二端连接所述第三电阻的第一端。
进一步地,上述电路中,还包括:正极电容和负极电容;
所述正极电容的第一端连接所述电池的正极;
所述负极电容的第一端连接所述电池的负极;
所述正极电容的第二端和所述负极电容的第二端均接地。
本发明实施例还提供一种绝缘电阻检测方法,应用与上述绝缘电阻检测电路中,包括:
分别采集第一电压输出点的第一电压与第二电压输出点的第一电压;
根据所述第一电压输出点的第一电压确定第一支路的电压以及根据所述第二电压输出点的第一电压确定第三支路的第一电压;
比较第一支路的第一电压与第三支路的第一电压;
若所述第一支路的第一电压大于或者等于所述第三电路的第一电压,关闭第一开关,采集第一电压输出点的第二电压后确定第一支路的第二电压;根据所述第一支路的第一电压与第一支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值;
若所述第一支路的第一电压小于所述第三电路的第一电压,关闭第二开关;采集第二电压输出点的第二电压后确定第三支路的第二电压;根据所述第三支路的第一电压与第三支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值。
本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路及方法,通过在绝缘电阻检测电路中设置四条支路,分别为第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路,首先闭合第一支路与第三支路,根据第一支路中的第一电压输出点的电压确定第一支路的电压,根据第三支路的第二电压输出点的电压确定第三支路的电压,然后比较第一支路的电压与第三支路的电压,根据相应的比较结果来控制第二支路或第四支路的闭合,然后根据闭合前、闭合后的电路关系计算正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,采用本发明实施例提供的技术方案,可以同时检测正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,且不会受到二者阻值的影响,提高了绝缘电阻的检测范围,提高了绝缘电阻的检测效率,避免了现有技术中的检测电路,当正极绝缘电阻的阻值与负极绝缘电阻的阻值相等时,无法进行检测的问题的出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的一种可能的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的另一种可能的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的再一种可能的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的绝缘电阻检测方法实施例二的流程图。
附图标记:
1—电池
2—第一支路
21—第一电压输出点
22—第一电阻
23—第二电阻
24—第三开关
3—第二支路
31—第一开关
32—第一定值电阻
4—第三支路
41—第二电压输出点
42—第三电阻
43—第四电阻
44—第四开关
5—第四支路
51—第二开关
52—第二定值电阻
6—正极电容
7—负极电容
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的一种可能的结构示意图,如图1所示,本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路中,可以包括:电池1、第一支路2、第二支路3、第三支路4、第四支路5。
如图1所示,电池1的正极连接第一支路2的第一端,第二支路3的第一端连接第一支路2的第一端。其中,第一支路2设置有第一电压输出点21,第二支路3中设置有第一开关31,以及,第一支路2的第二端和第二支路3的第二端均接地。
如图1所示,电池1的负极连接第三支路4的第一端,第四支路5的第一端连接第三支路4的第一端。其中,第三支路4设置有第二电压输出点41,第四支路5中设置有第二开关51,以及第三支路4的第二端和第四支路5的第二端均接地。
图2为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的另一种可能的结构示意图,如图2所示,在该结构中,第一支路2可以包括:第一电阻22和第二电阻23。具体地,第一电阻22的第一端连接电池1的正极,第一电阻22的第二端连接第二电阻23的第一端,第二电阻23的第二端接地。其中,第一电压输出点21可以是第一电阻22两端的电压,也可以是第二电阻23两端的电压。
如图2所示,在该结构中,第一支路2中还可以包括:第三开关24。具体地,第三开关24的第一端连接第一电阻22的第二端,第三开关24的第二端连接第二电22阻的第一端,通过将第三开关24同第一电阻22与第二电阻23串联的方式,使得当需要进行绝缘电阻检测时,关闭第三开关24,当不需要进行绝缘电阻检测时,打开第三开关24,提高了绝缘电阻检测电路的使用灵活性。
如图2所示,在该结构中,第二支路3除了包括第一开关31外,还可以包括:第一定值电阻32。具体地,第一开关31和第一定值电阻32串联。
由此,在本发明实施例中,通过电池1、第一支路2、第二支路3的结合来进行正极绝缘电阻的阻值的检测。
如图2所示,在该结构中,第三支路4可以包括:第三电阻4和第四电阻43。具体地,第四电阻43的第一端连接电池1的负极,第四电阻43的第二端连接第三电阻42的第一端,第三电阻42的第二端接地。其中,第二电压输出点41可以是第三电阻42两端的电压,也可以是第四电阻43两端的电压。
如图2所示,在该结构中,第三支路3中还可以包括:第四开关44。具体地,第四开关44的第一端连接第四电阻43的第二端,第四开关44的第二端连接第三电阻42的第一端,通过将第四开关44同第三电阻42与第四电阻43串联的方式,使得当需要进行绝缘电阻检测时,关闭第四开关44,当不需要进行绝缘电阻检测时,打开第四开关44,提高了绝缘电阻检测电路的使用灵活性。
如图2所示,在该结构中,第四支路4除了包括第二开关51外,还可以包括:第二定值电阻52。具体地,第二开关51和第二定值电阻52串联。
由此,在本发明实施例中,通过电池1、第三支路4、第四支路5的结合来进行负极绝缘电阻的阻值的检测。
需要说明的是,在本发明实施例中,第一电阻的阻值与第三电阻的阻值即可以是相等的,也可以是不相等的,其可以根据实际需要进行选择。
图3为本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路的再一种可能的结构示意图,如图3所示,本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路中,还包括:正极电容6和负极电容7。具体地,正极电容6的第一端连接电池1的正极,负极电容7的第一端连接电池1的负极,正极电容6的第二端和负极电容7的第二端均接地。
此外,对于绝缘电阻检测电路的检测方法,可以应用实施例二中的绝缘电阻检测方法,在本发明实施例中,仅描述绝缘电阻检测电阻的结构。
需要说明的是,本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路可以应用在电动汽车的绝缘电阻检测过程中,还可以应用在其他领域的绝缘电阻检测过程中。
本发明实施例提供的绝缘电阻检测电路,通过在绝缘电阻检测电路中设置四条支路,分别为第一支路2、第二支路3、第三支路4以及第四支路5,首先闭合第一支路2与第三支路4,根据第一支路2中的第一电压输出点21的电压确定第一支路2的电压,根据第三支路4的第二电压输出点41的电压确定第三支路4的电压,然后比较第一支路2的电压与第三支路4的电压,根据相应的比较结果来控制第二支路3或第四支路5的闭合,然后根据闭合前、闭合后的电路关系计算正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,采用本发明实施例提供的技术方案,可以同时检测正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,且不会受到二者阻值的影响,提高了绝缘电阻的检测范围,提高了绝缘电阻的检测效率,避免了现有技术中的检测电路,当正极绝缘电阻的阻值与负极绝缘电阻的阻值相等时,无法进行检测的问题的出现。
实施例二
结合图1~图3所示结构及前述相关描述,本发明实施例在此还提供了一种绝缘电阻的检测方法,如图4所示,该图为本发明实施例提供的绝缘电阻检测方法实施例二的流程图,本发明实施例提供的绝缘电阻检测方法,具体可以包括如下步骤:
201、分别采集第一电压输出点的第一电压与第二电压输出点的第一电压。
在本发明实施例中,设定第一支路中包括第一电阻与第二电阻,第二支路中包括第一定值电阻,第三电路中包括第三电阻与第四电阻,第四支路中包括第二定值电阻。设定第一电压输出点用来输出检测到的第一电阻的电压Va,第一电阻的阻值为R1,第二电阻的阻值为R2,第二电压输出点用来输出检测到的第四电阻的电压Vb,第三电阻的阻值为R3,第四电阻的阻值为R4。所以,采集第一电压输出点的第一电压即为采集第一电阻两端的电压Va,采集第二电压输出点的第一电压即为采集第四电阻两端的电压Vd。
202、根据第一电压输出点的第一电压确定第一支路的第一电压以及根据第二电压输出点的第一电压确定第三支路的第一电压。
具体地,设定第一支路的第一电流为I1,第三支路的第一电流为I2,第一支路的第一电压为Vp,设定第三支路的第一电压为Vn。由于第一电阻R1的阻值是已知的,则根据欧姆定律,I1=Va/R1,第一支路的第一电压Vp为第一电阻两端的电压Va与第二电阻两端的电压之和,即Vp=I1*(R1+R2)=Va*(R1+R2)/R1。同理,Vn=I2*(R3+R4)=Vd*(R3+R4)/R4
203、比较第一支路的第一电压与第三支路的第一电压,若第一支路的第一电压大于或者等于第三电路的第一电压,执行步骤204,若第一支路的第一电压小于第三电路的第一电压,执行步骤205。
具体地,比较Vp与Vn的数量关系来确定执行的步骤,若Vp≥Vn,则执行步骤204,若Vp<Vn,则执行步骤205。
204、关闭第一开关,采集第一电压输出点的第二电压后确定第一支路的第二电压,执行步骤206。
具体地,设定第三电路中包括第一定值电阻R0、第一电阻的第二电压为Va'、第一支路的第一电流为I1'、第一支路的第二电压为Vp',关闭第一开关后,第三支路连通,第三支路与第一支路形成并联电路,由于第一电阻R1的阻值是已知的,则根据欧姆定律,I1'=Va'/R1,第一支路的第二电压Vp'=I1'*(R1+R2)=Va'*(R1+R2)/R1
205、关闭第二开关,采集第二电压输出点的第二电压后确定第三支路的第二电压,执行步骤207。
具体地,设定第四电路中包括第二定值电阻R0、第四电阻的第二电压为Vd'、第三支路的第二电流为I2'、第三支路的第二电压为Vn',关闭第er开关后,第四支路连通,第四支路与第三支路形成并联电路,由于第四电阻R4的阻值是已知的,则根据欧姆定律,I2'=Vd'/R4,第一支路的第二电压Vn'=I2'*(R3+R4)=Vd'*(R3+R4)/R4
206、根据第一支路的第一电压与第一支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值。
具体地,设定正极绝缘电阻的阻值为Rp,负极绝缘电阻的阻值为Rn。关闭第一开关前,电池的正极与地之间的总阻值为Rp∪(R1+R2),电池的负极与地之间的总阻值为Rn∪(R3+R4)。关闭第一开关后,电池的正极与地之间的总阻值为Rp∪R0∪(R1+R2),电池的负极与地之间的总阻值为Rn∪(R3+R4)。
然后,根据欧姆定律可以进行计算,闭合第一开关前,Vp/[Rp∪(R1+R2)]=Vn/[Rn∪(R3+R4)],闭合第一开关后,Vp'/[Rp∪R0∪(R1+R2)]=Vn'/[Rn∪(R3+R4)]。计算得到Rp与Rn。
例如,当R0=600KΩ,R1=1530KΩ,R2=40KΩ,R3=1530KΩ,R4=20KΩ,计算得到Vp=100.0386V,Vn=99.96138V,比较Vp与Vn,得出Vp>Vn,关闭第一开关,然后计算得到Vp'=92.77326,Vn'=107.2267V,最后计算得出Rp=100KΩ,Rn=100KΩ。
207、根据第三支路的第一电压与第三支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值。
具体地,设定正极绝缘电阻的阻值为Rp,负极绝缘电阻的阻值为Rn。关闭第二开关前,电池的正极与地之间的总阻值为Rp∪(R1+R2),电池的负极与地之间的总阻值为Rn∪(R3+R4)。关闭第二开关后,电池的正极与地之间的总阻值为Rp∪(R1+R2),电池的负极与地之间的总阻值为Rn∪R0∪(R3+R4)。
然后,根据欧姆定律可以进行计算,闭合第一开关前,Vp/[Rp∪(R1+R2)]=Vn/[Rn∪(R3+R4)],闭合第一开关后,Vp/[Rp∪(R1+R2)]=Vn'/[Rn∪R0∪(R3+R4)]。计算得到Rp与Rn。
在本发明实施例中,本步骤中的计算方式与步骤206中的计算方式相同,此处不再赘述。
本发明实施例提供的绝缘电阻检测方法,通过在绝缘电阻检测电路中设置四条支路,分别为第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路,首先闭合第一支路与第三支路,根据第一支路中的第一电压输出点的电压确定第一支路的电压,根据第三支路的第二电压输出点的电压确定第三支路的电压,然后比较第一支路的电压与第三支路的电压,根据相应的比较结果来控制第二支路或第四支路的闭合,然后根据闭合前、闭合后的电路关系计算正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,采用本发明实施例提供的技术方案,可以同时检测正极绝缘电阻的阻值和负极绝缘电阻的阻值,且不会受到二者阻值的影响,提高了绝缘电阻的检测范围,提高了绝缘电阻的检测效率,避免了现有技术中的检测电路,当正极绝缘电阻的阻值与负极绝缘电阻的阻值相等时,无法进行检测的问题的出现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种绝缘电阻检测电路,其特征在于,包括:电池、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路;
所述电池的正极连接所述第一支路的第一端,所述第一支路设置有第一电压输出点;
所述第二支路中设置有第一开关,且所述第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端;
所述第一支路的第二端和所述第二支路的第二端均接地;
所述电池的负极连接所述第三支路的第一端,所述第三支路设置有第二电压输出点;
所述第四支路中设置有第二开关,且所述第四支路的第一端连接所述第三支路的第一端;
所述第三支路的第二端和所述第四支路的第二端均接地;
所述第一支路包括:第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的第一端连接所述电池的正极;
所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端;
所述第二电阻的第二端接地;
所述第一支路还包括:第三开关;
所述第三开关的第一端连接所述第一电阻的第二端;
所述第三开关的第二端连接所述第二电阻的第一端;
所述第三支路包括:第三电阻和第四电阻;
所述第四电阻的第一端连接所述电池的负极;
所述第四电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端;
所述第三电阻的第二端接地;
所述第三支路还包括:第四开关;
所述第四开关的第一端连接所述第四电阻的第二端;
所述第四开关的第二端连接所述第三电阻的第一端。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述第二支路还包括:第一定值电阻;
所述第一开关和所述第一定值电阻串联。
3.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述第三电阻的阻值与所述第一电阻的阻值相等。
4.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述第四支路还包括:第二定值电阻;
所述第二开关和所述第二定值电阻串联。
5.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,还包括:正极电容和负极电容;
所述正极电容的第一端连接所述电池的正极;
所述负极电容的第一端连接所述电池的负极;
所述正极电容的第二端和所述负极电容的第二端均接地。
6.一种绝缘电阻检测方法,应用于上述权利要求1-5中任一项所述的绝缘电阻检测电路,其特征在于,包括:
分别采集第一电压输出点的第一电压与第二电压输出点的第一电压;
根据所述第一电压输出点的第一电压确定第一支路的第一电压以及根据所述第二电压输出点的第一电压确定第三支路的第一电压;
比较第一支路的第一电压与第三支路的第一电压;
若所述第一支路的第一电压大于或者等于所述第三电路的第一电压,关闭第一开关,采集第一电压输出点的第二电压后确定第一支路的第二电压;根据所述第一支路的第一电压与所述第一支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值;
若所述第一支路的第一电压小于所述第三电路的第一电压,关闭第二开关;采集第二电压输出点的第二电压后确定第三支路的第二电压;根据所述第三支路的第一电压与所述第三支路的第二电压,计算正极绝缘阻值与负极绝缘阻值。
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