CN108333492B - 绝缘检测电路及方法、电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种绝缘检测电路及方法、电池管理系统。该电路包括：第一隔离模块、分压模块、信号发生模块、第一采样点、第二采样点和处理器；第一隔离模块的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块的第二端与第二采样点连接；信号发生模块与第一采样点连接，信号发生模块被配置为向所述待测动力电池注入预定频率的交流信号，并为第一采样点提供预定频率的第一采样信号；分压模块的第一端与第一采样点连接，分压模块的第二端与第二采样点连接；处理器被配置为根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。采用本发明实施例中的技术方案，能够提高绝缘阻值的检测精度。

Description

绝缘检测电路及方法、电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种绝缘检测电路及方法、电池管理系统。
背景技术
动力电池负责存储和提供电能，在使用中，需要设计绝缘检测电路，以实时监测电动车辆的整个高压系统(包括动力电池包和整车的绝缘阻值)的绝缘阻值是否达到标准，从而避免因电动车辆的高压系统的绝缘阻值未达到标准而引起的高压安全问题。
为检测动力电池的绝缘阻值，现有技术中的绝缘检测电路需要直接向动力电池中注入高频交流信号，并将高频信号的一端连接地或车体，然后根据采集回来的信号计算绝缘阻值。
但是，本申请的发明人发现，当采用现有技术中的高频注入法时，绝缘阻值的检测结果容易受到待测动力电池寄生电容的影响，导致绝缘阻值的检测误差偏大。
发明内容
本发明实施例提供了一种绝缘检测电路及方法、电池管理系统，能够隔离待测动力电池寄生电容对绝缘阻值检测结果的影响，从而提高绝缘阻值的检测精度，并能够缩短绝缘检测时间。
第一方面，本发明实施例提供一种绝缘检测电路，该绝缘检测电路包括：第一隔离模块、分压模块、信号发生模块、第一采样点、第二采样点和处理器；
其中，第一隔离模块的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块的第二端与第二采样点连接；
信号发生模块与第一采样点连接，信号发生模块被配置为向待测动力电池注入预定频率的交流信号，并为第一采样点提供预定频率的第一采样信号；
分压模块的第一端与第一采样点连接，分压模块的第二端与第二采样点连接，分压模块被配置为为第二采样点提供第二采样信号；
处理器被配置为根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
在第一方面的一种实施例中，分压模块包括分压电阻，分压电阻的第一端与第一采样点连接，分压电阻的第二端与第二采样点连接。
在第一方面的一种实施例中，第一隔离模块包括隔离电容，隔离电容的第一端与待测动力电池的正极连接，隔离电容的第二端与第二采样点连接。
在第一方面的一种实施例中，绝缘检测电路还包括第一采样电路，第一采样电路的第一端与第一采样点连接，第一采样电路的第二端与处理器连接，第一采样电路被配置为从第一采样点采集第一采样信号。
在第一方面的一种可能的实施方式中，绝缘检测电路还包括第二隔离模块，第二隔离模块的第一端与第一采样点连接，第二隔离模块的第二端与第一采样电路连接，第二隔离模块被配置为隔离第一采样电路对第一采样点的信号干扰。
在第一方面的一种可能的实施方式中，第二隔离模块包括第一电压跟随器，第一电压跟随器的第一输入端与第一采样点连接，第一电压跟随器的第二输入端与第一电压跟随器的输出端连接。
在第一方面的一种可能的实施方式中，绝缘检测电路还包括第二采样电路，第二采样电路的第一端与第二采样点连接，第二采样电路的第二端与处理器连接，第二采样电路被配置为从第二采样点采集第二采样信号。
在第一方面的一种可能的实施方式中，绝缘检测电路还包括第三隔离模块，第三隔离模块的第一端与第二采样点连接，第三隔离模块的第二端与第二采样电路连接，第三隔离模块被配置为隔离第二采样电路对第二采样点的信号干扰。
在第一方面的一种可能的实施方式中，第三隔离模块包括第二电压跟随器，第二电压跟随器的第一输入端与第二采样点连接，第二电压跟随器的第二输入端与第二电压跟随器的输出端连接。
在第一方面的一种可能的实施方式中，绝缘检测电路还包括信号放大模块，信号放大模块的第一输入端与信号发生模块连接，信号放大模块的第二输入端与信号放大模块的输出端连接，信号放大模块的输出端与第一采样点连接，信号放大模块的第二输入端还与参考基准电压端连接。
在第一方面的一种可能的实施方式中，信号放大模块包括信号放大器、第一放大电阻、第二放大电阻和第三放大电阻；其中，信号放大器的第一输入端与信号发生模块连接，第一放大电阻位于信号放大器的第一输入端和信号发生模块之间的线路上；信号放大器的第二输入端与信号放大器的输出端连接，第二放大电阻位于信号放大器的第二输入端和信号放大器的输出端之间的线路上；信号放大器的输出端与第一采样点连接；信号放大模块的第二输入端还与参考基准电压端连接，第三放大电阻位于信号放大模块的第二输入端和参考基准电压端之间的线路上。
在第一方面的一种可能的实施方式中，绝缘检测电路还包括第一采样子电路和第二采样子电路；其中，第一采样子电路的第一端与第一采样点连接，第一采样子电路的第二端与处理器连接，第一采样子电路被配置为为处理器提供第一采样信号；第二采样子电路的第一端与第二采样点连接，第二采样子电路的第二端与处理器连接，第二采样电路被配置为为处理器提供第二采样信号。
在第一方面的一种可能的实施方式中，信号发生模块为DDS波形发生器。
在第一方面的一种可能的实施方式中，预定频率小于或者等于50kHz。
第二方面，本发明实施例提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括如上所述的绝缘检测电路。
第三方面，本发明实施例提供一种绝缘检测方法，用于如上所述的绝缘检测电路，该方法包括：根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值，包括：获取第一采样信号中的第一电压幅值和偏置电压，获取第二采样信号中的第二电压幅值，并获取同一时刻第一采样信号中的第一瞬态电压和第二采样信号的第二瞬态电压；根据第一电压幅值、偏置电压、第一瞬态电压、第二电压幅值和与第二瞬态电压，计算得到第二采样信号相对于第一采样信号的相移；根据相移、第一电压幅值和第二电压幅值，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，获取同一时刻第一采样信号中的第一瞬态电压和第二采样信号的第二瞬态电压，包括：获取同一时刻第一采样信号中波形处于上升沿时的第一瞬态电压和第二采样信号中波形处于上升沿时的第二瞬态电压。
在第三方面的一种可能的实施方式中，根据相移、第一电压幅值和第二电压幅值，计算得到待测动力电池的绝缘阻值，包括：根据相移、第一电压幅值、第二电压幅值、预定频率、第一隔离模块的容值和分压模块的阻值，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
如上所述，本发明实施例提供了一种绝缘检测电路。绝缘检测电路包括第一隔离模块、分压模块、信号发生模块、第一采样点和第二采样点。第一隔离模块的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块的第二端与分压模块的第二端连接，利用第一隔离模块能够隔离待测动力电池的高压信号对低压采样电路的影响，利用第一隔离模块能够隔离待测动力电池的高压信号(即待测动力电池的寄生电容的高压信号)对低压采样信号的影响，与现有技术中的直接向待测动力电池中注入高频交流信号，由于本发明实施例中能够隔离待测动力电池的高压信号对低压采样电路的影响，从而能够使得从第一采样点得到的第一采样信号和第二采样点得到的第二采样信号更加准确，进而能够提高绝缘阻值的检测精度。
另外，由于本发明实施例中的绝缘检测电路只需要增加第一隔离模块且具体实现形式可以是隔离电容，因此，具有成本低的优点。
此外，由于本发明实施例只需要检测第一采样点的交流电压信号和第二采样点的交流电压信号，就可以计算得到待测动力电池的绝缘阻值，具有计算速度快的优点，能够缩短绝缘阻值的检测时间，同时不会对系统的稳定性造成任何影响。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本发明第一实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图；
图3为本发明第三实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图；
图4为本发明第一实施例提供的绝缘检测方法的流程示意图；
图5为与图3对应的绝缘检测电路的等效电路示意图；
图6为本发明第二实施例提供的绝缘检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。
本发明实施例提供了一种绝缘检测电路及方法、电池管理系统。该绝缘检测电路采用向待测动力电池中注入交流信号的方法，通过对检测到的信号发生模块和隔离模块和分压模块之间的正弦波电压信号分别进行数据处理，得到待测动力电池的绝缘阻值，能够提高绝缘阻值的检测精度。
需要说明的是，本发明实施例中的待测动力电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池，在此不做限定。从规模而言，待测动力电池也可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此不做限定。
电池管理系统包括上述绝缘检测电路。示例性地，上述绝缘检测电路可集成于电池管理系统中。
图1为本发明第一实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图。如图1所示，绝缘检测电路包括第一隔离模块G1、分压模块F1、信号发生模块Y1、第一采样点S1、第二采样点S2和处理器P1。
其中，第一隔离模块G1的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块G1的第二端与第二采样点S2连接，第一隔离模块G1被配置为隔离待测动力电池的高压信号对低压采样信号的干扰。
信号发生模块Y1与第一采样点S1连接，信号发生模块Y1被配置为向待测动力电池注入预定频率的交流信号，并为第一采样点S1提供预定频率的第一采样信号。
分压模块F1的第一端与第一采样点S1连接，分压模块F1的第二端与第二采样点S2连接，分压模块F1被配置为为第二采样点S2提供第二采样信号，第二采样信号为第二采样点S2在分压模块F1处的采样信号。
处理器P1被配置为根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
图1中还示出了待测动力电池的正极电容Cp、负极电容Cn、正极绝缘电阻Rp和负极绝缘电阻Rn。
可以理解地是，正极电容Cp和负极电容Cn为待测动力电池相对于低压地的等效电容，正极绝缘电阻Rp为待测动力电池正极相对于低压地的绝缘阻值，负极绝缘电阻Rn为待测动力电池负极相对于低压地的绝缘阻值。
在本发明实施例中，从第一采样点S1能够采集到信号发生模块Y1注入的交流电压信号，从第二采样点S2能够采集分压模块F1和第一隔离模块G1之间的交流电压信号，由于分压模块F1和第一隔离模块G1之间的交流电压信号会受到与待测动力电池的绝缘阻值的影响，基于基尔霍夫定律，可以通过比较第一采样点S1的交流电压信号和第二采样点S2的交流电压信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
本发明实施例提供了一种绝缘检测电路。绝缘检测电路包括第一隔离模块G1、分压模块F1、信号发生模块Y1、第一采样点S1和第二采样点S2。第一隔离模块G1的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块G1的第二端与分压模块F1的第二端连接，利用第一隔离模块G1能够隔离待测动力电池的高压信号对低压采样信号的影响，与现有技术中的直接向待测动力电池中注入高频交流信号，由于本发明实施例中能够隔离待测动力电池的高压信号对低压采样电路的影响，从而能够使得从第一采样点S1得到的第一采样信号和第二采样点S2得到的第二采样信号更加准确，进而能够提高绝缘阻值的检测精度。
另外，由于本发明实施例中的绝缘检测电路只需要增加第一隔离模块G1且具体实现形式可以是隔离电容，因此，具有成本低的优点。
此外，由于本发明实施例只需要检测第一采样点S1的交流电压信号和第二采样点S2的交流电压信号，就可以计算得到待测动力电池的绝缘阻值，具有计算速度快的优点，且不会对系统的稳定性造成任何影响。
在一些实施例中，信号发生模块Y1可以为直接数字频率合成(Direct DigitalSynthesis，DDS)波形发生器。DDS波形发生器发出的信号的频率稳定度和准确度能够达到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态，可以对输出电平进行调节，也可以输出各种波形，比如，三角波和方波等。
在另一些实施例中，信号发生模块Y1生成的第一采样信号可以是低频交流信号，即向待测动力电池注入低频率的交流信号，比如，频率小于或者等于50kHz。与向待测动力电池注入高频率的交流信号相比，低频率的交流信号不容易受到待测动力电池的高压信号的影响，从而能够进一步提高绝缘检测电路的检测精度。
如图1所示，在一些实施例中，处理器P1还可以被配置为响应于对待测动力电池的检测需求，向信号发生模块Y1输出启动控制信号，以实现对绝缘检测电路的起停的自动控制。
图2为本发明第二实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图。图2与图1的不同之处在于，图2中的示出了分压模块F1和第一隔离模块G1的元器件组成。下面举例说明分压模块F1和第一隔离模块G1的具体结构。
其中，分压模块F1可以包括分压电阻R1，分压电阻R1的第一端与第一采样点S1连接，分压电阻R1的第二端与第二采样点S2连接。分压电阻R1能够起到分压作用，可通过调整分压电阻R1的阻值大小，调整第二采样点S2的采样信号的变化范围。
第一隔离模块G1可以包括隔离电容C1，隔离电容C1的第一端与待测动力电池的正极连接，第一隔离模块G1的第二端与第二采样点S2连接。隔离电容C1能够将待测动力电池侧的高压和低压采样信号隔离开来。此外，可通过调整隔离电容C1的容值大小，调整对将待测动力电池侧的高压和低压采样电路的隔离效果。
图3为本发明第三实施例提供的绝缘检测电路的结构示意图。图3与图2的不同之处在于，图3中示出的绝缘检测电路还包括第一采样电路D1和第二采样电路D2。在本发明实施例中，处理器P1可以直接从第一采样点S1或者第二采样点S2采集交流信号，也可以通过专用的采样电路从第一采样点S1或者第二采样点S2采集交流信号。
其中，第一采样电路D1的第一端与第一采样点S1连接，第一采样电路D1的第二端与处理器P1连接，第一采样电路D1被配置为从第一采样点S1采集第一采样信号。
第二采样电路D2的第一端与第二采样点S2连接，第二采样电路D2的第二端与处理器P1连接，第二采样电路D2被配置为从第二采样点S2采集第二采样信号。本领域技术人员可以按照实际需要选择合适的采样电路，此处不进行限定。
在图3的示例中，绝缘检测电路还包括第二隔离模块G2和第三隔离模块G3。
其中，第二隔离模块G2的第一端与第一采样点S1连接，第二隔离模块G2的第二端与第一采样电路D1连接，第二隔离模块G2被配置为隔离第一采样电路D1对第一采样点S1的信号干扰。
具体地，第二隔离模块G2可以包括第一电压跟随器A1，第一电压跟随器A1的第一输入端与第一采样点S1连接，第一电压跟随器A1的第二输入端与第一电压跟随器A1的输出端连接，通过第一电压跟随器A1来隔离第一采样电路D1对第一采样点S1的信号干扰。
其中，第三隔离模块G3的第一端与第二采样点S2连接，第三隔离模块G3的第二端与第二采样电路D2连接，第三隔离模块G3被配置为隔离第二采样电路D2对第二采样点S2的信号干扰。
具体地，第三隔离模块G3包括第二电压跟随器A2，第二电压跟随器A2的第一输入端与第二采样点S2连接，第二电压跟随器A2的第二输入端与第二电压跟随器A2的输出端连接，通过第二电压跟随器A2来隔离第二采样电路D2对第二采样点S2的信号干扰。
在图3的示例中，绝缘检测电路还包括信号放大模块K1，信号放大模块K1的第一输入端与信号发生模块Y1连接，信号放大模块K1的第二输入端与信号放大模块K1的输出端连接，信号放大模块K1的输出端与第一采样点S1连接，信号放大模块K1的第二输入端还与参考基准电压端GND连接。
在本发明实施例中，通过信号放大模块K1可以对信号发生模块Y1生成的交流信号的电压幅值进行调整，比如，当信号发生模块Y1生成的交流信号的电压幅值较小时，调高该电压幅值，避免因电压幅值过低造成的绝缘检测精度低的问题。
具体地，信号放大模块K1可以包括信号放大器B、第一放大电阻R2、第二放大电阻R3和第三放大电阻R4；其中，信号放大器B的第一输入端与信号发生模块Y1连接，第一放大电阻R2位于信号放大器B的第一输入端和信号发生模块Y1之间的线路上；信号放大器B的第二输入端与信号放大器B的输出端连接，第二放大电阻R3位于信号放大器B的第二输入端和信号放大器B的输出端之间的线路上；信号放大器B的输出端与第一采样点S1连接；信号放大模块K1的第二输入端还与参考基准电压端GND连接，第三放大电阻R4位于信号放大模块K1的第二输入端和参考基准电压端GND之间的线路上。
本发明实施例还提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括如上所述的绝缘检测电路。
在本发明实施例中，基于上述绝缘检测电路，可以根据第一采样信号和第二采样信号，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。下面对本发明实施例的基于上述绝缘检测电路的待测动力电池的绝缘阻值的计算过程进行详细说明。
图4为本发明第一实施例提供的绝缘检测方法的流程示意图，用于如图1-图3所述的绝缘检测电路。图4中示出的绝缘检测方法包括步骤401至步骤403。
在步骤401中，获取第一采样信号中的第一电压幅值和偏置电压，获取第二采样信号中的第二电压幅值，并获取同一时刻第一采样信号中的第一瞬态电压和第二采样信号的第二瞬态电压。
优选地，可以获取同一时刻所述第一采样信号中波形处于上升沿时的第一瞬态电压和所述第二采样信号中波形处于上升沿时的第二瞬态电压，来提高相移的计算精度，以提高绝缘检测精度。
在步骤402中，根据第一电压幅值、偏置电压、第一瞬态电压、第二电压幅值和与第二瞬态电压，计算得到第二采样信号相对于第一采样信号的相移。
在步骤403中，根据相移、第一电压幅值和第二电压幅值，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
具体地，可以根据相移、第一电压幅值、第二电压幅值、预定频率、第一隔离模块G1的容值和分压模块F1的阻值，计算得到待测动力电池的绝缘阻值。
为便于本领域技术人员理解，下面对本发明实施例的基于上述绝缘检测电路的待测动力电池的绝缘阻值的计算过程进行详细说明。
请参阅图5，由于待测动力电池的内阻很小，因此可以将直流电源等效成短路，即将图3等效成图5。
图5中，Rnp为正极绝缘电阻Rp和负极绝缘电阻Rn并联后的阻值，即Rnp＝Rn//Rp，Cnp为正极电容Cp和负极电容Cn并联后的容值，即Cnp＝Cn//Cp，等效后的绝缘阻值Rnp相对于Rn和Rp而言更小，在本发明实施例中，可以将绝缘阻值Rnp作为衡量绝缘性能的标准。
下面结合图5对绝缘检测电路的待测动力电池的绝缘阻值Rnp的推导过程进行详细说明。
根据串并联公式，待测动力电池的寄生电容Cnp和绝缘阻值Rnp的等效阻抗Z可以表示为：
Figure BDA0001566920550000101
其中，ZCnp为寄生电容Cnp的容抗，将等效阻抗Znp用向量形式可以表示为：
Figure BDA0001566920550000111
其中，w为信号发生模块Y1生成的正弦波交流信号的角频率，j为虚部符号。
假设寄生电容Cnp、绝缘阻值Rnp和隔离电容C1的等效阻抗为Znp1，根据基尔霍夫定律，隔离电容C1与分压电阻(也称为采样电阻)R1之间的正弦波交流信号和信号发生模块Y1生成的正弦波交流信号(即第二采样点S2提供的正弦波交流信号和第一采样点S1提供的正弦波交流信号)之间的电压幅值可以表示为：
Figure BDA0001566920550000112
其中，U为信号发生模块Y1生成的正弦波交流信号的幅值，u为隔离电容C1与分压电阻R1之间的正弦波交流信号的幅值。
根据基尔霍夫定律，寄生电容Cnp和绝缘阻值Rnp的等效阻抗Znp与寄生电容Cnp、绝缘阻值Rnp和隔离电容C1的等效阻抗Znp1之间的关系可以表示为：
Figure BDA0001566920550000113
假设隔离电容C1与分压电阻R1之间的正弦波交流信号相对信号发生模块Y1生成的正弦波交流信号的相移为θ，将隔离电容C1与分压电阻R1之间的正弦波交流信号用相量法形式可以表示为：
u＝u×cos(θ)+u×sin(θ)×j (5)
为消除相移θ，可以将相移θ转换为可测量值的表达式，比如：
可以假定信号发生模块Y1生成的正弦波交流信号的瞬时电压UA随时间的表达式为：
UA＝U×sin(w×t)+M (6)
可以假定同一时刻隔离电容C1与分压电阻R1之间的正弦波交流信号的瞬时电压UB随时间的表达式为：
UB＝u×sin(w×t+θ)+M (7)
其中，M为偏置电压，t为时间。为提高绝缘阻值的计算精度，可以获取同一时刻第一采样信号中波形处于上升沿时的第一瞬态电压作为UA和第二采样信号中波形处于上升沿时的第二瞬态电压作为UB。
结合公式(5)-公式(7)，可以得到相移θ的计算公式为：
Figure BDA0001566920550000121
联立公式(3)、公式(4)和公式(8)，简化后得到：
Figure BDA0001566920550000122
结合公式(2)和公式(9)，可以得到待测动力电池的绝缘阻值Rnp为：
Figure BDA0001566920550000123
如上所述，根据本发明的实施例，只需要测量同一时刻第一采样点S1和第二采样点S2的两组瞬态电压UA和UB，然后基于基尔霍夫定律，对第一采样点S1采集的正弦波信号和第二采样点S2采集的正弦波信号进行处理，就可以计算得到第二采样点S2相对于第一采样点S1的相移θ，进而可以根据公式(10)得到待测动力电池的绝缘阻值。
图6为本发明第二实施例提供的绝缘检测方法的流程示意图。图6中示出的基于上述绝缘检测电路的绝缘检测方法包括步骤601至步骤607。
在步骤601中，为绝缘检测电路上电。
在步骤602中，使能DDS波形发生器。
在步骤603中，判断DDS波形发生器是否生成正弦波。若DDS波形发生器生成正弦波，则执行步骤604；若DDS波形发生器未生成正弦波，则重新执行步骤603。
在步骤604中，从第一采样点S1采集第一电压信号及从第二采样点S2样点第二电压信号并存储。
在步骤605中，获取第一电压信号中的电压幅值u、偏置电压M和第二电压信号中的电压幅值U，并获取第一电压信号和第二电压信号中在同一时刻同为上升沿的瞬态电压UA和UB。
在步骤606中，将上述UA、UB、M、U和u代入公式(8)，得到相移θ。
在步骤607中，将上述U、u和θ代入公式(10)，得到待测动力电池的绝缘阻值Rnp。
需要说明的是，本发明实施例中的MCU可以是具有独立功能的处理器，也可以是集成在电池管理系统的处理器中，此处不进行限定。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于电路实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本发明实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明实施例的范围之中。

Claims (16)

1.一种绝缘检测电路，其特征在于，包括：第一隔离模块、分压模块、信号发生模块、第一采样点、第二采样点和处理器；
其中，所述第一隔离模块的第一端与待测动力电池的正极连接，所述第一隔离模块的第二端与所述第二采样点连接；
所述信号发生模块与所述第一采样点连接，所述信号发生模块被配置为向所述待测动力电池注入预定频率的交流信号，并为所述第一采样点提供预定频率的第一采样信号；
所述分压模块的第一端与所述第一采样点连接，所述分压模块的第二端与所述第二采样点连接，所述分压模块被配置为所述第二采样点提供第二采样信号；
所述处理器被配置为根据所述第一采样信号和所述第二采样信号，计算得到所述待测动力电池的绝缘阻值；
所述处理器被具体配置为获取所述第一采样信号中的第一电压幅值和偏置电压，获取所述第二采样信号中的第二电压幅值，并获取同一时刻所述第一采样信号中的第一瞬态电压和所述第二采样信号的第二瞬态电压；
根据所述第一电压幅值、所述偏置电压、所述第一瞬态电压、所述第二电压幅值和与所述第二瞬态电压，计算得到所述第二采样信号相对于所述第一采样信号的相移，具体为：
Figure FDA0002725675690000011
其中，θ为所述第二采样信号相对于所述第一采样信号的相移，UA为所述第一瞬态电压，UB为所述第二瞬态电压，M为所述偏置电压，U为所述第一电压幅值，u为所述第二电压幅值；
根据所述相移、所述第一电压幅值和所述第二电压幅值，计算得到所述待测动力电池的绝缘阻值，具体为：
Figure FDA0002725675690000012
其中，Rnp为所述待测动力电池的绝缘阻值，w为预定频率，C1为所述第一隔离模块的容值，R1为所述分压模块的阻值。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分压模块包括分压电阻，所述分压电阻的第一端与所述第一采样点连接，所述分压电阻的第二端与所述第二采样点连接。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一隔离模块包括隔离电容，所述隔离电容的第一端与所述待测动力电池的正极连接，所述隔离电容的第二端与所述第二采样点连接。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第一采样电路，所述第一采样电路的第一端与所述第一采样点连接，所述第一采样电路的第二端与所述处理器连接，所述第一采样电路被配置为从所述第一采样点采集所述第一采样信号。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二隔离模块，所述第二隔离模块的第一端与所述第一采样点连接，所述第二隔离模块的第二端与所述第一采样电路连接，所述第二隔离模块被配置为隔离所述第一采样电路对所述第一采样点的信号干扰。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二隔离模块包括第一电压跟随器，所述第一电压跟随器的第一输入端与所述第一采样点连接，所述第一电压跟随器的第二输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二采样电路，所述第二采样电路的第一端与所述第二采样点连接，所述第二采样电路的第二端与所述处理器连接，所述第二采样电路被配置为从所述第二采样点采集所述第二采样信号。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第三隔离模块，所述第三隔离模块的第一端与所述第二采样点连接，所述第三隔离模块的第二端与所述第二采样电路连接，所述第三隔离模块被配置为隔离所述第二采样电路对所述第二采样点的信号干扰。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第三隔离模块包括第二电压跟随器，所述第二电压跟随器的第一输入端与所述第二采样点连接，所述第二电压跟随器的第二输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接。
10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括信号放大模块，所述信号放大模块的第一输入端与所述信号发生模块连接，所述信号放大模块的第二输入端与所述信号放大模块的输出端连接，所述信号放大模块的输出端与所述第一采样点连接，所述信号放大模块的第二输入端还与参考基准电压端连接。
11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述信号放大模块包括信号放大器、第一放大电阻、第二放大电阻和第三放大电阻；其中，
所述信号放大器的第一输入端与所述信号发生模块连接，所述第一放大电阻位于所述信号放大器的第一输入端和所述信号发生模块之间的线路上；
所述信号放大器的第二输入端与所述信号放大器的输出端连接，所述第二放大电阻位于所述信号放大器的第二输入端和所述信号放大器的输出端之间的线路上；
所述信号放大器的输出端与所述第一采样点连接；
所述信号放大模块的第二输入端还与所述参考基准电压端连接，所述第三放大电阻位于所述信号放大模块的第二输入端和所述参考基准电压端之间的线路上。
12.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号发生模块为DDS波形发生器。
13.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述预定频率小于或者等于50kHz。
14.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-13任意一项所述的绝缘检测电路。
15.一种绝缘检测方法，用于如权利要求1-13任意一项所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述方法包括：
根据所述第一采样信号和所述第二采样信号，计算得到所述待测动力电池的绝缘阻值；
所述根据所述第一采样信号和所述第二采样信号，计算得到所述待测动力电池的绝缘阻值，包括：
获取所述第一采样信号中的第一电压幅值和偏置电压，获取所述第二采样信号中的第二电压幅值，并获取同一时刻所述第一采样信号中的第一瞬态电压和所述第二采样信号的第二瞬态电压；
根据所述第一电压幅值、所述偏置电压、所述第一瞬态电压、所述第二电压幅值和与所述第二瞬态电压，计算得到所述第二采样信号相对于所述第一采样信号的相移，具体为：
Figure FDA0002725675690000041
其中，θ为所述第二采样信号相对于所述第一采样信号的相移，UA为所述第一瞬态电压，UB为所述第二瞬态电压，M为所述偏置电压，U为所述第一电压幅值，u为所述第二电压幅值；
根据所述相移、所述第一电压幅值和所述第二电压幅值，计算得到所述待测动力电池的绝缘阻值，具体为：
Figure FDA0002725675690000042
其中，Rnp为所述待测动力电池的绝缘阻值，w为预定频率，C1为所述第一隔离模块的容值，R1为所述分压模块的阻值。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述获取同一时刻所述第一采样信号中的第一瞬态电压和所述第二采样信号的第二瞬态电压，包括：
获取同一时刻所述第一采样信号中波形处于上升沿时的第一瞬态电压和所述第二采样信号中波形处于上升沿时的第二瞬态电压。
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