CN109490632A - 一种电动汽车绝缘检测电路及其绝缘检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车绝缘检测电路及其绝缘检测方法，涉及新能源汽车BMS(电池管理系统)技术领域，包括电池、车身整车回路及其连接在电池与车身整车回路之间的导线组成，导线上连接有待检测的需要进行检测的等效绝缘电阻一Rp及其等效绝缘电阻二Rn，等效绝缘电阻一Rp的两端并联有通断电路一，等效绝缘电阻二Rn的两端并联有通断电路二，并利用公式进行推导，直接代入相应的数值，可快速的计算出Rp和Rn的数值，避免了目前绝缘检测方案的硬件复杂、算法复杂、初始速度慢、安全风险等缺陷的同时，可以快速、精确、安全的检测新能源整车动力系统的绝缘情况。

Description

一种电动汽车绝缘检测电路及其绝缘检测方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车BMS(电池管理系统)技术领域，具体地说，本发明涉及一种电动汽车绝缘检测电路及其绝缘检测方法。

背景技术

绝缘检测是新能源汽车BMS中的重要功能，负责实时监控动力电池PACK与车身整车回路之间的绝缘情况，在动力电池PACK的高压与车身整车回路之间发生漏电时向整车与驾驶仪表报警；在高压漏电时，高压电很容易造成车内人员与维修人员的安全，因此绝缘检测功能与乘车人员的安全相关，尤为重要。

目前BMS的绝缘检测方案主要有两种：

交流注入法：该方案向PACK母线与车身整车回路之间发射一个低频交流信号，通过回检该信号的峰值来计算母线与车身整车回路之间的等效绝缘电阻值。此方案在实际应用中限制很多：首先对硬件要求严苛，在整车环境中，EMC干扰严重，如果要低频信号可以有效注入，需要将信号的幅值升高到一定范围才能在回检时检测到该信号，升压电路将造成硬件成本增加，由于干扰严重，回检时对滤波电路的要求同样很高；另外需要复杂的软件算法，在回检交流信号时很容易引入整车的EMC干扰信号，干扰信号与注入信号大多频率相差不大，需要软件能够精确采集、分析、计算整个回检到的信号并软件滤波出实际需要的信息，这对软件算法的要求很大。并且，注入的信号为低频信号，在整车环境中有大量容性阻抗的回路中响应很慢，初始响应速度通常需要约10秒左右时间，此时车辆的驾驶员早已启动车辆进入驾驶状态，即使报出绝缘漏电故障也没有意义；

直流检测法：该方案原理为，通过向母线与整车之间并联相对较高的阻值，形成该阻值与等效绝缘电阻并联的效果，在通过计算并联后的阻值来得出绝缘电阻的大小。此方案理论简单，对软件算法要求不高，但是存在安全风险。绝缘检测的本意是检测动力电池与车身整车回路之间的等效绝缘电阻，但应用该方案检测绝缘电阻时就已经降低了系统的绝缘性能(在母线与车身整车回路之间并联了电阻)，实际电路中并联了电阻就已经造成了实际绝缘阻值降低，与绝缘检测的本意相违背；另外，电路中并联的电阻有安全风险，在失效的情况下必然引起整车绝缘漏电，虽然可以计算出绝缘电阻值，但是存在较大的安全风险。

发明内容

本发明提供一种电动汽车绝缘检测电路及其绝缘检测方法，已解决上述所存在的不足。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种电动汽车绝缘检测电路，包括电池、车身整车回路及其连接在电池与车身整车回路之间的导线组成，导线上连接有待检测的需要进行检测的等效绝缘电阻一Rp及其等效绝缘电阻二Rn，所述等效绝缘电阻一Rp的两端并联有通断电路一，所述通断电路一由电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1组成，且电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1串联在一起，所述等效绝缘电阻二Rn的两端并联有通断电路二，所述通断电路二由电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2组成，且电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2串联在一起。

优选的，所述电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3及其电阻四R4的电阻值相等，即R1＝R2＝R3＝R4＝R0。

优选的，所述电池的电压值为U,所述电阻一R1和电阻二R2的两端并联有电压表一，当开关一S1闭合时，电压表一的电压值为U1,所述电阻三R3和电阻四R4的两端并联有电压表二，当开关二S2闭合时，电压表二的电压值为U2。

一种电动汽车绝缘检测电路的绝缘检测方法，该绝缘检测方法包括以下步骤：

步骤一：闭合开关二S2，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

得到

步骤二：闭合开关一S1，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

将公式②到④中，得到：

由于R0、U2、U、U1均为已知数，所以能够计算出Rn的结果，然后将Rn的数值代入到公式②中，得到Rp的结果。

本发明的优点：本发明在直流检测法的基础上，集成了原理简单、软件要求不高的优势，通过高压开关对并联阻值的通断操作，只在需要检测时将该阻值并联到母线与整车回路，极大降低了安全风险；在避免了目前绝缘检测方案的硬件复杂、算法复杂、初始速度慢、安全风险等缺陷的同时，可以快速、精确、安全的检测新能源整车动力系统的绝缘情况。

附图说明

图1为本发明的一种电动汽车绝缘检测电路的示意图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，一种电动汽车绝缘检测电路，包括电池、车身整车回路及其连接在电池与车身整车回路之间的导线组成，导线上连接有待检测的需要进行检测的等效绝缘电阻一Rp及其等效绝缘电阻二Rn，所述等效绝缘电阻一Rp的两端并联有通断电路一，所述通断电路一由电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1组成，且电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1串联在一起，所述等效绝缘电阻二Rn的两端并联有通断电路二，所述通断电路二由电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2组成，且电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2串联在一起。

在本实施例中，所述电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3及其电阻四R4的电阻值相等，即R1＝R2＝R3＝R4＝R0。

在本实施例中，所述电池的电压值为U,所述电阻一R1和电阻二R2的两端并联有电压表一，当开关一S1闭合时，电压表一的电压值为U1,所述电阻三R3和电阻四R4的两端并联有电压表二，当开关二S2闭合时，电压表二的电压值为U2。

一种电动汽车绝缘检测电路的绝缘检测方法，该绝缘检测方法包括以下步骤：

步骤一：闭合开关二S2，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

得到

步骤二：闭合开关一S1，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

将公式②到④中，得到：

由于R0、U2、U、U1均为已知数，所以能够计算出Rn的结果，然后将Rn的数值代入到公式②中，得到Rp的结果。

本发明在直流检测法的基础上，集成了原理简单、软件要求不高的优势，通过高压开关对并联阻值的通断操作，只在需要检测时将该阻值并联到母线与整车回路，极大降低了安全风险；在避免了目前绝缘检测方案的硬件复杂、算法复杂、初始速度慢、安全风险等缺陷的同时，可以快速、精确、安全的检测新能源整车动力系统的绝缘情况。

以上对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动汽车绝缘检测电路，包括电池、车身整车回路及其连接在电池与车身整车回路之间的导线组成，导线上连接有待检测的需要进行检测的等效绝缘电阻一Rp及其等效绝缘电阻二Rn，其特征在于：所述等效绝缘电阻一Rp的两端并联有通断电路一，所述通断电路一由电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1组成，且电阻一R1、电阻二R2及其开关一S1串联在一起，所述等效绝缘电阻二Rn的两端并联有通断电路二，所述通断电路二由电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2组成，且电阻三R3、电阻四R4及其开关二S2串联在一起。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车绝缘检测电路，其特征在于：所述电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3及其电阻四R4的电阻值相等，即R1＝R2＝R3＝R4＝R0。

3.根据权利要求3所述的一种电动汽车绝缘检测电路，其特征在于：所述电池的电压值为U,所述电阻一R1和电阻二R2的两端并联有电压表一，当开关一S1闭合时，电压表一的电压值为U1,所述电阻三R3和电阻四R4的两端并联有电压表二，当开关二S2闭合时，电压表二的电压值为U2。

4.一种权利要求3所述的一种电动汽车绝缘检测电路的绝缘检测方法，其特征在于：该绝缘检测方法包括以下步骤：

步骤一：闭合开关二S2，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

得到

步骤二：闭合开关一S1，得到电压表二的电压值为U2，得到简单的电压与电阻比例关系：

将公式②到④中，得到：

由于R0、U2、U、U1均为已知数，所以能够计算出Rn的结果，然后将Rn的数值代入到公式②中，得到Rp的结果。