CN111273132B - 一种电池组绝缘检测电路及诊断方法 - Google Patents

一种电池组绝缘检测电路及诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池组绝缘检测电路，包括依次相连的光MOS管Q1、电阻R1、电阻R3、光MOS管Q3和电阻RS，所述光MOS管Q1的另一端与电池包总正相连，电阻RS的另一端与电池包总负相连，光MOS管Q7的一端与车身地相连，另一端位于电阻R1和电阻R3之间。一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，包括分别闭合或断开闭合光MOS管Q1、光MOS管Q2、光MOS管Q3和光MOS管Q7，并分别读取不同情况下电阻RS(8)上的电压比较判断，最终计算电阻RP和电阻RN的阻值并输出诊断结果。该方法在不增加额外的控制电路的基础上，利用绝缘检测电路的本身配合相应的逻辑控制方法，通过多种逻辑控制组合方式，实现对绝缘检测电路的诊断，节约了设计成本，确保诊断结果的可靠性。

Description

一种电池组绝缘检测电路及诊断方法
技术领域
本发明涉及电动汽车安全领域，尤其涉及一种电池组绝缘检测电路及诊断方法。
背景技术
有资料显示，随着绿色能源的不断发展，电动汽车的普及越来越广，人们对于电动汽车的安全等级要求也越来越高，尤其是高压部件的绝缘的性能的优劣程度更是关乎到广大驾乘人员的人生安全。因此在电动汽车中的电池管理系统中均需要配备绝缘监测电路，以实现对高压电池组的绝缘监测。目前大多数绝缘检测系统中均默认绝缘检测电路自身工作状态正常或者通过增加外接电阻的方式进行绝缘检测电路诊断。
中国专利文献CN109116281A公开了一种“电动汽车电池组绝缘电阻检测电路的诊断系统和方法”。包括第一已知测量电阻和第三已知测量电阻，分别与电池组正极端子的绝缘电阻并联；第二已知测量电阻和第四已知测量电阻，分别与电池组负极端子的绝缘电阻并联；第一开关，与第一已知测量电阻串联；第二开关，与第二已知测量电阻串联；第三开关，与第三已知测量电阻串联；第四开关，与第四已知测量电阻串联；第五已知测量电阻，与电池组正极端子的绝缘电阻并联；第五开关，与第五已知测量电阻串联；第六已知测量电阻，与电池组负极端子的绝缘电阻并联；第六开关，与第六已知测量电阻串联。上述绝缘电阻检测方法需要在绝缘检测电路基础上增加额外的辅助电阻和开关，增加了系统的复杂程度，提升了设计成本；同时判断方法相对简单，有可能会造成系统的无诊断。
发明内容
本发明主要解决原有的方法需要增加额外的电阻和开关导致系统复杂和判断方法单一简单的技术问题，提供一种电池组绝缘检测电路及诊断方法，在不增加额外的控制电路的基础上，利用绝缘检测电路的本身配合相应的逻辑控制方法，通过多种逻辑控制组合方式，实现对绝缘检测电路的诊断，节约了设计成本，确保诊断结果的可靠性。
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：一种电池组绝缘检测电路，包括依次相连的光MOS管Q1、电阻R1、电阻R3、光MOS管Q3和电阻RS，所述光MOS管Q1的另一端与电池包总正相连，电阻RS的另一端与电池包总负相连，光MOS管Q7的一端与车身地相连，另一端位于电阻R1和电阻R3之间。通过多种逻辑控制组合方式，检测电压并根据进行计算，实现对绝缘检测电路的诊断。
作为优选，所述的光MOS管Q2、电阻R2串联的同时与串联的光MOS管Q1、电阻R1并联。
一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过软件控制光MOS管Q3闭合,读取电阻RS上的电压记录为VN进行判断；将测得的电压VN作为对比数值与其他检测量比较以实现对绝缘检测电路的诊断。
(2)当VN＝0时执行步骤(3)，当VN不等于0时闭合光MOS管Q2(2)，读取RS上的电压VM，将VM与VN进行比较得出判断结果；
(3)闭合光MOS管Q1(1)，读取电阻RS(8)上的电压记录为VZ，如果VZ等于0则闭合光MOS管Q7(4)，采集电阻RS(8)上的电压记为VK，如果VZ等于VR则执行步骤(4)；
(4)闭合光MOS管Q7，采集电阻RS上的电压记录为VA,如果VA＝VZ,则在此处记标记位，计算电阻RP和电阻RN，根据最终结果判断光MOS管Q7是否开路；否则进行步骤(5)；
(5)闭合光MOS管Q2，采集电阻RS上的电压记录为VB，计算VA-VB的绝对值；
(6)判断VA-VB的绝对值是否小于1mV，如果小于1mV,则计算出电阻RP和电阻RN,执行步骤(10)，如果不小于1mV则执行步骤(7)；
(7)断开光MOS管Q7，判断VA是否等于VR,如果等于则输出光MOS管Q2或者电阻R2开路，如果不等于则执行步骤(8)；
(8)闭合光MOS管Q7，判断VZ-VZ的绝对值与VZ的比值，如果小于0.5则输出电阻RN或者电阻RP阻值异常，否则执行步骤(9)；
(9)判断VA是否大于VZ,如果VA大于VZ则输出电阻RP阻值异常，否则输出电阻RN阻值异常；
(10)计算电阻RP和电阻RN的阻值并输出诊断结果。
作为优选，所述的步骤(7)中的电压VR为基准比较电压，计算方法为：VR＝VBAT*RS/(R1+R3+RS)，所述VBAT为电池包总电压。
作为优选，所述的步骤(2)中判断VM是否等于VN，如果等于则输出光MOS管Q2(2)短路失效，否则则判断VM是否等于VR*3/4；如果等于则输出光MOS管Q1(1)短路失效，否则则输出光MOS管Q7(4)短路失效。
作为优选，所述的步骤(3)中如果VZ不等于0且VZ不等于VR则表示输出电阻R1(5)阻值异常。
作为优选，所述的步骤(3)中如果VK＝0则输出光MOS管Q3(3)或者电阻R3(7)开路，如果VK不等于0则输出光MOS管Q1(1)或者电阻R1(1)开路。
作为优选，所述的步骤(6)中的电阻RP为上支路绝缘电阻，即电池包总正到车身地的电阻，电阻RN为下支路绝缘电阻，即电池包总负到车身地的电阻。
本发明的有益效果是：在不增加额外的控制电路的基础上，利用绝缘检测电路的本身配合相应的逻辑控制方法，通过多种逻辑控制组合方式，实现对绝缘检测电路的诊断，节约了设计成本，确保诊断结果的可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构图。
图2是本发明的一种流程图。
图中1.光MOS管Q1，2.光MOS管Q2，3.光MOS管Q3,4.光MOS管Q7，5.电阻R1，6.电阻R2,7.电阻R3,8.电阻RS，9.车身地极，10.电池包总正极，11.电池包总负极。
具体实施方式
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：本实施例的一种电池组绝缘检测电路，如图1所示，包括依次相连的光MOS管Q11、电阻R15、电阻R37、光MOS管Q33和电阻RS8。光MOS管Q11的另一端与电池包总正极10相连，电阻RS8的另一端与电池包总负极11相连，光MOS管Q74的一端与车身地极9相连，另一端位于电阻R15和电阻R37之间。且光MOS管Q22、电阻R26串联的同时与串联的光MOS管Q11、电阻R15并联。无需添加电路元件以及增加额外的控制电路使得绝缘电阻电路复杂化。
本实施例的一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，如图2所示，包括以下步骤：
(1)通过软件控制光MOS管Q33闭合,读取电阻RS8上的电压记录为VN进行判断；
(2)当VN＝0时执行步骤3，当VN不等于0时闭合光MOS管Q22，读取RS上的电压VM，判断VM是否等于VN，如果等于则输出光MOS管Q22短路失效，否则则判断VM是否等于VR*3/4；如果等于则输出光MOS管Q11短路失效，否则则输出光MOS管Q74短路失效；
(3)闭合光MOS管Q11，读取电阻RS8上的电压记录为VZ，如果VZ不等于0且VZ不等于VR则表示输出电阻R15阻值异常；否则如果VZ等于0则闭合光MOS管Q74，采集电阻RS8上的电压记为VK，如果VK＝0则输出光MOS管Q33或者电阻R37开路，如果VK不等于0则输出光MOS管Q11或者电阻R11开路；否则如果VZ等于VR则执行步骤4；
(4)闭合光MOS管Q74，采集电阻RS8上的电压记录为VA,如果VA＝VZ,则在此处记标记位，计算电阻RP和电阻RN，电阻RP为上支路绝缘电阻，即电池包总正10到车身地9的电阻，电阻RN为下支路绝缘电阻，即电池包总负11到车身地9的电阻，根据最终结果判断光MOS管Q74是否开路，否则进行步骤5；
(5)闭合光MOS管Q22，采集电阻RS8上的电压记录为VB，计算VA-VB的绝对值；
(6)判断VA-VB的绝对值是否小于1mV，如果小于1mV,则计算出电阻RP和电阻RN,执行步骤10，如果不小于1mV则执行步骤7；
(7)断开光MOS管Q74，判断VA是否等于VR,电压VR即基准比较电压，计算方法为：VR＝VBAT*RS/(R1+R3+RS)，其中VBAT为电池包总电压，如果等于则输出光MOS管Q22或者电阻R22开路，如果不等于则执行步骤8；
(8)闭合光MOS管Q74，判断VZ-VZ的绝对值与VZ的比值，如果小于0.5则输出电阻RN或者电阻RP阻值异常，否则执行步骤9；
(9)判断VA是否大于VZ,如果VA大于VZ则输出电阻RP阻值异常，否则输出电阻RN阻值异常；
(10)计算电阻RP和电阻RN的阻值并输出诊断结果。

Claims (3)

1.一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1通过软件控制光MOS管Q3(3)闭合,读取电阻RS(8)上的电压记录为VN进行判断；
S2当VN＝0时执行步骤S3，当VN不等于0时闭合光MOS管Q2(2)，读取RS上的电压VM，将VM与VN进行比较得出判断结果,判断VM是否等于VN，如果等于则输出光MOS管Q2(2)短路失效，否则则判断VM是否等于VR*3/4；如果等于则输出光MOS管Q1(1)短路失效，否则则输出光MOS管Q7(4)短路失效；S3闭合光MOS管Q1(1)，读取电阻RS(8)上的电压记录为VZ，如果VZ等于0则闭合光MOS管Q7(4)，采集电阻RS(8)上的电压记为VK，如果VZ等于VR则执行步骤S4，电压VR为基准比较电压，计算方法为：VR＝VBAT*RS/(R1+R3+RS)，所述VBAT为电池包总电压；
S4闭合光MOS管Q7(4)，采集电阻RS(8)上的电压记录为VA,如果VA＝VZ,则在此处记标记位，计算电阻RP和电阻RN，所述电阻RP为上支路绝缘电阻，即电池包总正极(10)到车身地(9)的电阻，电阻RN为下支路绝缘电阻，即电池包总负极(11)到车身地(9)的电阻，根据最终结果判断光MOS管Q7(4)是否开路；否则进行步骤S5；
S5闭合光MOS管Q2(2)，采集电阻RS(8)上的电压记录为VB，计算VA-VB的绝对值；
S6判断VA-VB的绝对值是否小于1mV，如果小于1mV,则计算出电阻RP和电阻RN,执行步骤S10，如果不小于1mV则执行步骤S7；
S7断开光MOS管Q7(4)，判断VA是否等于VR,如果等于则输出光MOS管Q2(2)或者电阻R2(6)开路，如果不等于则执行步骤S8；
S8闭合光MOS管Q7(4)，判断VZ-VA的绝对值与VZ的比值，如果小于0.5则输出电阻RN或者电阻RP阻值异常，否则执行步骤S9；
S9判断VA是否大于VZ,如果VA大于VZ则输出电阻RP阻值异常，否则输出电阻RN阻值异常；
S10计算电阻RP和电阻RN的阻值并输出诊断结果；
电路包括依次相连的光MOS管Q1(1)、电阻R1(5)、电阻R3(7)、光MOS管Q3(3)和电阻RS(8)，所述光MOS管Q1(1)的另一端与电池包总正极(10)相连，电阻RS(8)的另一端与电池包总负极(11)相连，光MOS管Q7(4)的一端与车身地 (9)相连，另一端位于电阻R1(5)和电阻R3(7)之间，所述光MOS管Q2(2)、电阻R2(6)串联的同时与串联的光MOS管Q1(1)、电阻R1(5)并联。
2.根据权利要求1所述的一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，其特征在于，所述步骤S3中如果VZ不等于0且VZ不等于VR则表示输出电阻R1(5)阻值异常。
3.根据权利要求1所述的一种电池组绝缘检测电路的诊断方法，其特征在于，所述步骤S3中如果VK＝0则输出光MOS管Q3(3)或者电阻R3(7)开路，如果VK不等于0则输出光MOS管Q1(1)或者电阻R1(5)开路。
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