CN108983105B - 一种电池绝缘检测电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池绝缘检测电路及其控制方法，其特征在于：包括电池包、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可控开关、第二可控开关，其中：正绝缘电阻与第一电阻、第一可控开关及负载电阻一端相连，其公共端与电池包正端相连；第一电阻另一端与第一可控开关另一端相连，其公共端与第三电阻一端相连；正绝缘电阻另一端与第三电阻另一端、负绝缘电阻一端、第四电阻一端相连，其公共端接地；负绝缘电阻另一端与第二电阻、第二可控开关一端及负载电阻另一端相连，其公共端与电池包负端相连；第二电阻另一端与第二可控开关另一端相连，其公共端与第四电阻另一端相连。本发明结构简单，实时性好，检测精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘检测领域，尤其是涉及一种电池绝缘检测电路。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，电动汽车的绝缘性能也越来越受到重视。目前通常使用高频注入法来检测整车的绝缘电阻(电池组负极与车身之间的电阻)。高频注入法是将高频交流信号注入到电气系统中，再通过计算其幅值或相位来推算绝缘电阻值。然而，由于向直流系统注入交流信号，实际上是给直流系统引入了一个干扰源，影响直流系统的正常工作且电路复杂、成本高、稳定性较差，此外，因受分布电容的影响检测精度较低。
由于采用直流电对电动力车辆进行充电，相比于采用交流电的交流充电，直流充电提供的电压和电流更大，因此如何做好直流充电的绝缘是重中之重。现有对于直流充电的绝缘检测时，通常对正绝缘电阻的检测精度较高、误差较小，而对负绝缘电阻的检测精度较低、误差较大，同时现有技术的计算复杂、繁琐、数据处理时间较长，实际使用情况不好。
鉴于此，实有必要提供一种新的电池绝缘检测电路以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，实时性好，检测精度较高的电池绝缘检测电路及其控制方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电池绝缘检测电路，其特征在于：包括电池包、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、负载电阻、第一可控开关、第二可控开关，其中：所述正绝缘电阻的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第一可控开关的一端以及所述负载电阻的一端相连，其公共端与所述电池包的输出正端相连；所述第一电阻的另一端与所述第一可控开关的另一端相连，其公共端与所述第三电阻的一端相连；所述正绝缘电阻的另一端与所述第三电阻的另一端、所述负绝缘电阻的一端、所述第四电阻的一端相连，其公共端接地；所述负绝缘电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第二可控开关的一端以及所述负载电阻的另一端相连，其公共端与所述电池包的输出负端相连；所述第二电阻的另一端与所述第二可控开关的另一端相连，其公共端与所述第四电阻的另一端相连。
在使用时，先保持第一可控开关和第二可控开关开启，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值；再保持第一可控开关打开，第二可控开关闭合，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值；接着使第一可控开关闭合，第二可控开关打开，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值。在知晓第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值的情况下，可以分别计算出正绝缘电阻和负绝缘电阻的阻值。
作为优选，所述正绝缘电阻与所述负载电阻的连接点和所述第一电阻与所述第一可控开关的连接点之间设有第一保护电阻；所述负绝缘电阻与所述负载电阻的连接点和所述第二电阻与所述第二可控开关的连接点之间设有第二保护电阻。在使用时，方便计算。
作为优选，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相同，所述第三电阻与所述第四电阻的阻值相同。
作为优选，所述第一可控开关、所述第二可控开关均为继电器。
作为优选，所述第一可控开关、所述第二可控开关均为IGBT。
所述的一种电池绝缘检测电路的控制方法，其特征在于该控制方法包括如下过程：
1)所述绝缘检测电路与一个CPU相连；
2)遇到下列情况，所述CPU获得信号，控制所述绝缘检测电路开始工作：
i.汽车启动时；
ii. 在待检测部位设有温度传感器，所述温度传感器与所述CPU相连，当温度超过所述CPU里限制的阈值时；
iii. 在待检测部位设有湿度传感器，所述湿度传感器与所述CPU相连，当湿度超过所述CPU里限制的阈值时；
iv. 汽车熄火断电后，当所述电池包的静置电流超过所述CPU里限制的阈值时；
3)保持所述第一可控开关和第二可控开关开启，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP0和VN0，设；
4)再保持所述第一可控开关打开和第二可控开关闭合，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP1和VN1，设；
5)接着使第一可控开关闭合和第二可控开关打开，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP2和VN2，设；
6)设正绝缘电阻值为,负绝缘电阻值为/>，第一电阻值为/>，第二电阻值为，第三电阻值为/>，第四电阻值为/>，第一保护电阻值为/>，第二保护电阻值为，求得正绝缘电阻值/> ,负绝缘电阻值；
7)所述电池绝缘检测电路把计算出的正/负绝缘电阻值反馈给所述CPU，所述CPU做出相应反应。
本发明带来的有益效果是，检测电路所使用的元器件比较少，只需6个电阻和2个开关，相比其他发明硬件成本低。只需检测三组电压值，程序控制简便，编制程序容易，计算过程比较简单，搭配一般的CPU即可达到很快的运算速度，实时性好。本身电路结构比较简单，因此自身的精度比较高。并在实际的计算过程中，串联电阻的大小并不影响最终的计算结果，因此可以获得较高的精度。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种绝缘检测电路的结构示意图；
图2为图1所述的电池绝缘检测电路的一种等效电路的结构示意图；
图3为图1所述的电池绝缘检测电路的另一种等效电路的结构示意图；
图4为图1所述的电池绝缘检测电路的另一种等效电路的结构示意图；
图5为所述的电池绝缘检测电路与所述CPU相连的结构示意图。
具体实施方式
正常情况下，正/负绝缘电阻的阻值大小在原则上应为正无穷，即只有在正无穷的阻值情况下才说明处于真正的绝缘状态，但在实际应用中，由于可能存在的正/负端对地漏电或其它不明原因产生的异常现象，导致了正/负绝缘电阻的阻值并非为无穷的，即计算结果表示正/负绝缘电阻是可数的，而非是无穷的、不可数的，则可以判定绝缘已经失效。在实际操作过程中，可以将原则上应为无穷的阻值认定为一个非常大的阻值，并将其设定为绝缘阈值，当然，该绝缘阈值是拥有绝缘状态判断能力的，并非可以随意设定。一旦在实际情况下计算得到的实际阻值小于该绝缘阈值，则可以判定绝缘已处于失效状态，反之，则绝缘状态正常。
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
如图1—5所示，本发明是一种电池绝缘检测电路，其特征在于：包括电池包1、正绝缘电阻2、负绝缘电阻3、第一电阻11、第二电阻12、第三电阻13、第四电阻14、负载电阻5、第一可控开关21、第二可控开关22，其中：所述正绝缘电阻2的一端分别与所述第一电阻11的一端、所述第一可控开关21的一端以及所述负载电阻5的一端相连，其公共端与所述电池包1的输出正端相连；所述第一电阻11的另一端与所述第一可控开关21的另一端相连，其公共端与所述第三电阻13的一端相连；所述正绝缘电阻2的另一端与所述第三电阻13的另一端、所述负绝缘电阻3的一端、所述第四电阻14的一端相连，其公共端接地；所述负绝缘电阻3的另一端分别与所述第二电阻12的一端、所述第二可控开关22的一端以及所述负载电阻3的另一端相连，其公共端与所述电池包1的输出负端相连；所述第二电阻12的另一端与所述第二可控开关22的另一端相连，其公共端与所述第四电阻14的另一端相连。所述正绝缘电阻2与所述负载电阻5的连接点和所述第一电阻11与所述第一可控开关21的连接点之间设有第一保护电阻15；所述负绝缘电阻3与所述负载电阻5的连接点和所述第二电阻12与所述第二可控开关22的连接点之间设有第二保护电阻16。所述第一电阻11与所述第二电阻12的阻值相同，所述第三电阻13与所述第四电阻14的阻值相同。所述第一可控开关21、所述第二可控开关22均为继电器。
先保持第一可控开关21和第二可控开关22开启，分别检测出此时第三电阻13和第四电阻14两端的电压值为VP0和VN0；再保持第一可控开关21打开，第二可控开关22闭合，分别检测出此时第三电阻13和第四电阻14两端的电压值为VP1和VN1；接着使第一可控开关21闭合，第二可控开关22打开，分别检测出此时第三电阻13和第四电阻14两端的电压值为VP2和VN2。在知晓第一电阻11、第二电阻12、第三电阻13、第四电阻14的阻值的情况下，可以分别计算出正绝缘电阻2和负绝缘电阻3的阻值。
所述的一种电池绝缘检测电路的控制方法，其特征在于该控制方法包括如下过程：
1)所述绝缘检测电路与一个CPU相连；
2)遇到下列情况，所述CPU获得信号，控制所述绝缘检测电路开始工作：
i.汽车启动时；
ii. 在待检测部位设有温度传感器，所述温度传感器与所述CPU相连，当温度超过所述CPU里限制的阈值时；
iii. 在待检测部位设有湿度传感器，所述湿度传感器与所述CPU相连，当湿度超过所述CPU里限制的阈值时；
iv. 汽车熄火断电后，当所述电池包的静置电流超过所述CPU里限制的阈值时；
3)保持所述第一可控开关和第二可控开关开启，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP0和VN0，设；
4)再保持所述第一可控开关打开和第二可控开关闭合，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP1和VN1，设；
5)接着使第一可控开关闭合和第二可控开关打开，分别检测出此时第三电阻和第四电阻两端的电压值为VP2和VN2，设；
6)设正绝缘电阻值为,负绝缘电阻值为/>，第一电阻值为/>，第二电阻值为，第三电阻值为/>，第四电阻值为/>，第一保护电阻值为/>，第二保护电阻值为，求得正绝缘电阻值/> ,负绝缘电阻值/>；
7)所述电池绝缘检测电路把计算出的正/负绝缘电阻值反馈给所述CPU，所述CPU做出相应反应。
本发明检测电路所使用的元器件比较少，只需6个电阻和2个开关，相比其他发明硬件成本低。只需检测三组电压值，程序控制简便，编制程序容易，计算过程比较简单，搭配一般的CPU即可达到很快的运算速度，实时性好。本身电路结构比较简单，因此自身的精度比较高。并在实际的计算过程中，串联电阻的大小并不影响最终的计算结果，因此可以获得较高的精度。
Claims (4)
1.一种电池绝缘检测电路，其特征在于：包括电池包、正绝缘电阻、负绝缘电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、负载电阻、第一可控开关、第二可控开关，其中：所述正绝缘电阻的一端分别与所述第一电阻的一端、所述第一可控开关的一端以及所述负载电阻的一端相连，其公共端与所述电池包的输出正端相连；所述第一电阻的另一端与所述第一可控开关的另一端相连，其公共端与所述第三电阻的一端相连；所述正绝缘电阻的另一端与所述第三电阻的另一端、所述负绝缘电阻的一端、所述第四电阻的一端相连，其公共端接地；所述负绝缘电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第二可控开关的一端以及所述负载电阻的另一端相连，其公共端与所述电池包的输出负端相连；所述第二电阻的另一端与所述第二可控开关的另一端相连，其公共端与所述第四电阻的另一端相连；
所述正绝缘电阻与所述负载电阻的连接点和所述第一电阻与所述第一可控开关的连接点之间设有第一保护电阻；所述负绝缘电阻与所述负载电阻的连接点和所述第二电阻与所述第二可控开关的连接点之间设有第二保护电阻；
该电池绝缘检测电路的控制方法包括如下过程：
1)所述绝缘检测电路与一个CPU相连；
2)遇到下列情况，所述CPU获得信号，控制所述绝缘检测电路开始工作：
i汽车启动时；
ii在待检测部位设有温度传感器，所述温度传感器与所述CPU相连，当温度超过所述CPU里限制的阈值时；
iii在待检测部位设有湿度传感器，所述湿度传感器与所述CPU相连，当湿度超过所述CPU里限制的阈值时；
iv汽车熄火断电后，当所述电池包的静置电流超过所述CPU里限制的阈值时；
3)保持所述第一可控开关和第二可控开关开启，分别检测出此时第三电阻和第四电阻
两端的电压值为VP0和VN0，设
4)再保持所述第一可控开关打开和第二可控开关闭合，分别检测出此时第三电阻和
第四电阻两端的电压值为VP1和VN1，设
5)接着使第一可控开关闭合和第二可控开关打开，分别检测出此时第三电阻和第四
电阻两端的电压值为VP2和VN2，设
6)设正绝缘电阻值为R2,负绝缘电阻值为R3，第一电阻值为R11，第二电阻值为R12，第三电阻值为R13，第四电阻值为R14，第一保护电阻值为R15，第二保护电阻值为R16，求得
正绝缘电阻值负绝缘电阻值/>
7)所述电池绝缘检测电路把计算出的正/负绝缘电阻值反馈给所述CPU，所述CPU做出相应反应。
2.根据权利要求1所述的一种电池绝缘检测电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相同，所述第三电阻与所述第四电阻的阻值相同。
3.根据权利要求2所述的一种电池绝缘检测电路，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关均为继电器。
4.根据权利要求3所述的一种电池绝缘检测电路，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关均为IGBT。
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