CN111505380A - 一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车，涉及电动汽车技术领域。该检测装置包括：包括：采样模块、绝缘检测模块和微控制单元MCU。绝缘检测模块获取不同检测状态下动力电池包的一端的电压采集信号并发送至采样模块，动力电池包的一端为动力电池包的正极端或负极端。采样模块通过AD模数转换芯片将电压采集信号转换为电压采集值后传输给MCU，AD转换芯片的精度高于MCU进行模数转换时的精度。MCU用于获取动力电池包的总电压值，以及控制绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用总电压值和不同检测状态下动力电池包的一端的电压采集值获取动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。利用该检测装置能够实提升车辆绝缘检测的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。电动汽车是一种依靠车载的动力电池提供的电源为动力，利用电机驱动车轮行驶，并符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
目前，电动汽车需要能够实现检测动力电池包的正极端和负极端对车身地的绝缘电阻值并进行上报，以防止人员发生触电危险。但目前的车辆绝缘电阻的检测装置或是引入电容隔离进行检测，或是采用多路AD采集进行检测，往往绝缘检测的误差较大，导致车辆绝缘检测结果的准确性低，导致存在人员触电的潜在风险。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车，能够实提升车辆绝缘检测的准确性。
本申请实施例提供了一种车辆绝缘电阻的检测装置，用于检测所述车辆的动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗，所述装置包括：采样模块、绝缘检测模块和微控制单元MCU；所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端；所述采样模块用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，所述AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度；所述MCU，用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的负极端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述绝缘检测模块具体包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关和第三开关；
所述动力电池包的正极端通过串联连接的所述第一电阻和第一开关连接第一端点，所述动力电池包的正极端还通过所述第三电阻连接所述第一端点；
所述动力电池包的负极端通过串联连接的所述第二电阻和第二开关连接所述第一端点，所述动力电池包的负极端还通过串联连接的所述第四电阻和第五电阻连接所述第一端点；
所述第一端点通过所述第三开关接地；
所述动力电池包的负极端的电压采集信号为所述第四电阻和第五电阻之间的电压采集信号。
可选的，所述采样模块用于通过AD转换芯片将所述负极端的电压采集信号转换为负极端的电压采集值后传输给所述MCU；
所述MCU，具体用于：
通过控制第一开关、第二开关和第三开关的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态；
利用所述总电压值和不同检测状态下的所述负极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
可选的，所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述绝缘检测模块具体包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关和第三开关；
所述动力电池包的正极端通过串联连接的所述第一电阻和第一开关连接第一端点，所述动力电池包的正极端还通过串联的所述第三电阻和第四电阻连接所述第一端点；
所述动力电池包的负极端通过串联连接的所述第二电阻和第二开关连接所述第一端点，所述动力电池包的负极端还通过所述第五电阻连接所述第一端点；
所述第一端点通过所述第三开关接地；
所述动力电池包的正极端的电压采集信号为所述第三电阻和第四电阻之间的电压采集信号。
可选的，所述采样模块用于通过AD转换芯片将所述正极端的电压采集信号转换为正极端的电压采集值后传输给所述MCU；
所述MCU，具体用于：
通过控制第一开关、第二开关和第三开关的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态；
利用所述总电压值和不同检测状态下的所述正极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
可选的于，所述MCU根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗，具体包括：
所述MCU根据所述正极端和负极端的电压值，以及所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻的电阻值，利用电阻分压原理获取方程组，求解所述方程组以获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
可选的，所述第一开关和所述第二开关为光耦合器。
可选的，所述第三开关为干簧继电器。
本申请实施例还提供了一种车辆绝缘电阻的检测系统，包括以上所述的车辆绝缘电阻的检测装置，还包括：动力电池包电压检测模块；
所述动力电池包电压检测模块用于获取所述动力电池包的总电压值，并将所述动力电池包的总电压值发送给所述MCU。
本申请实施例还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括以上所述的车辆绝缘电阻的检测系统。
本申请提供的方案至少具有以下优点：
本申请提供的装置包括：采样模块、绝缘检测模块和微控制单元MCU。其中，绝缘检测模块获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端；采样模块用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度；MCU用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。该装置利用了车辆上均具有的电池包总电压检测模块获取电池包的总电压，减少了一路的AD采集，因此只需要使用一路AD采集即可，简化了AD采集电路，另外采用了高精度的AD转换芯片，提升了绝缘阻抗的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为采用直流法检测车辆绝缘阻抗时的电路示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车辆绝缘电阻的检测装置的示意图；
图3为本申请实施例提供的检测装置测量原理示意图一；
图4为本申请实施例提供的检测装置测量原理示意图二；
图5A为本申请实施例提供的采样模块的示意图；
图5B为本申请实施例提供的动力电池包电压检测模块的示意图；
图5C为本申请实施例提供的绝缘检测模块的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种车辆绝缘电阻的检测系统的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面首先说明电动汽车绝缘阻抗检测的原理。
目前车辆绝缘阻抗检测一般采用直流法和交流法两种。其中，交流法需要在整车高低压之间引入电容隔离，在整车动态时检测出的阻值波动较大，同时交流注入电流从整车其它回路流动，易造成绝缘阻值误差大，还有可能引起其他功能回路的异常。
下面具体说明直流法。
参见图1，该图为采用直流法检测车辆绝缘阻抗时的电路示意图。
其中，K1、K2和K3为开关光耦，利用K1和K2将电阻Ra和R1作为一路并联在高压(HV+)和整车地之间，将电阻R2和Rc作为一路并联在低压(HV-)和整车地之间。
首先通过车辆的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)进行电压采样获取AD1与AD2，利用电阻的分压原理进一步确定上桥臂电压(动力电池包的正极对地电压)与下桥臂电压(动力电池包的负极对地电压)。
利用K2将Rb并入HV+与整车地之间后，MCU通过电压采样再次获取到AD1与AD2的值，并再次算出两桥臂的电压，再利用串联电阻与分压值成正比，并联电阻与分压值成反比的关系得出两个含有两个未知数的方程计算出Rp与Rn。其中，Rp为HV+与整车地之间的电阻，Rn为HV-与整车地之间的电阻。
此种方法的高低压与车身地之间的耐压能力受限于开关光耦的耐压，如果要达到几千伏的耐压难以实现，应用场景受限。而且在绝缘检测回路用了两路AD采集，增加了成本与复杂性。并且由于通常用车辆的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)采集AD值，而车辆的MCU的AD采样有效位数一般为12位，采集精度不是很高，导致检测结果精确度较低。
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车，在绝缘检测回路只使用一路AD采集，减少了一路的AD采集，并且AD采集不直接使用车辆的MCU，而是使用外部高精确度的AD转换芯片，将采集的高精确度的电压值转换为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)信号传输给车辆的MCU，因此能够实提升车辆绝缘检测的准确性，进而降低人员触电的潜在风险。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
可以理解的是，本申请中的“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等用词仅是为了方便说明，并不构成对于本申请的限定。
实施例一：
本申请实施例提供了一种车辆绝缘电阻的检测装置，下面结合附图具体说明。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种车辆绝缘电阻的检测装置的示意图。
其中，该装置包括：采样模块201、绝缘检测模块202和微控制单元MCU203。
其中，绝缘检测模块202，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块201，动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端。即可以获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端的电压采集信号或负极端的电压采集信号。
采样模块201用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，所述AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度。
该AD转换芯片为高精度的AD转换芯片，对于5V的供电系统而言，车辆的MCU的AD采集位数一般为12位，在一些实施例中，本申请的AD转换芯片的精度可以为15位，因此能够提升绝缘阻抗的检测精度。
MCU203，用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
该装置利用了车辆上均具有的电池包总电压检测模块获取电池包的总电压，减少了一路的AD采集，因此只需要使用一路AD采集即可，简化了AD采集电路，另外采用了高精度的AD转换芯片，提升了绝缘阻抗的检测精度。
实施例二：
下面结合附图所示的具体电路实现方式的说明该车辆绝缘电阻的检测装置的工作原理。
绝缘检测模块用于获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块。下面分别说明绝缘检测模块获取动力电池包负极端和正极端的电压采集信号时，该车辆绝缘电阻的检测装置的工作原理。
下面首先说明绝缘检测模块获取动力电池包的负极端的电压采集信号时的工作原理。
参见图3，该图为本申请实施例提供的检测装置测量原理示意图一。
此时，绝缘检测模块具体包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第一开关K1、第二开关K1和第三开关K3。
其中，动力电池包的正极端(HV+)通过串联连接的所述第一电阻R1和第一开关K1连接第一端点A，所述动力电池包的正极端还通过所述第三电阻R3连接所述第一端点A。
所述动力电池包的负极端(HV-)通过串联连接的所述第二电阻R2和第二开关K2连接所述第一端点A，所述动力电池包的负极端还通过串联连接的所述第四电阻R4和第五电阻R5连接所述第一端点A。
其中，第一端点A通过所述第三开关K3接地，即连接车身地。
动力电池包的负极端的电压采集信号为第四电阻R4和第五电阻R5之间的电压采集信号。
此时，采样模块用于通过AD转换芯片将所述负极端的电压采集信号转换为负极端的电压采集值后传输给所述MCU。
所述MCU，通过控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，并利用所述总电压值和不同检测状态下的所述负极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
具体的，MCU根据所述正极端和负极端的电压值，以及所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5的电阻值，利用电阻分压原理获取方程组，求解所述方程组以获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗，下面具体说明。
MCU首先获取所述动力电池包的总电压值U1。目前的车辆上一般存在动力电池包的总电压检测模块，该MCU可以直接获取动力电池包的总电压检测模块提供的电池包的总电压值。
此时，绝缘检测模块采集第四电阻R4和第五电阻R5之间的电压采集信号作为动力电池包的负极端的电压采集信号，该路信号通过AD1接口传输至采样模块的AD转换芯片，图中以ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)表示，AD转换芯片，将采集的高精确度的电压值转换为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)信号传输给车辆的MCU。
MCU采集到AD1值，由电阻分压公式得出车辆的动力电池包的负极端的对地电压U3为：
进而由动力电池包的总电压值U1和U3获取车辆的动力电池包的正极端的对地电压U2为
U2＝U1-U3 (2)
当U2<U3时，控制器1控制断开K1，吸合K2。
再次通过相同的方式获取此时的动力电池包的总电压值U1’、动力电池包的负极端的对地电压U3’、动力电池包的正极端的对地电压U2’。
列出两个含有动力电池包的正极端对地绝缘阻抗Rp和负极端对地绝缘阻抗Rn的方程：
设Rpx＝R3//Rp，Rnx＝(R4+R5)//Rn，得到如下方程：
解出
解出
因此根据式(7)即可获取正极端对地绝缘阻抗Rp和负极端对地绝缘阻抗Rn的检测值。
当U2≥U3时，MCU控制断开K2，吸合K1。
再次通过相同的方式获取此时的动力电池包的总电压值U1”、动力电池包的负极端的对地电压U3”、动力电池包的正极端的对地电压U2”。
列出两个含有动力电池包的正极端对地绝缘阻抗Rp和负极端对地绝缘阻抗Rn的方程：
设Rpx＝R3//Rp，Rnx＝(R4+R5)//Rn
解出
进而解出
因此根据式(10)即可获取正极端对地绝缘阻抗Rp和负极端对地绝缘阻抗Rn的检测值。
其中，第一开关K1和所述第二开关K2为光耦合器，第三开关K3为干簧继电器。此时干簧继电器在断开时耐压值可以达到3KV，耐压值要与一般的光耦合器，因此提升了应用的兼容性，能够应用于电池包电压较大的车辆。
下面说明绝缘检测模块获取动力电池包的正极端的电压采集信号时的工作原理。
参见图4，该图为本申请实施例提供的检测装置测量原理示意图二。
此时，绝缘检测模块具体包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。
动力电池包的正极端(HV+)通过串联连接的所述第一电阻R1和第一开关K1连接第一端点A，所述动力电池包的正极端还通过串联的所述第三电阻R3和第四电阻R4连接所述第一端点A。
所述动力电池包的负极端(HV-)通过串联连接的所述第二电阻R2和第二开关K2连接所述第一端点A，所述动力电池包的负极端还通过所述第五电阻R5连接所述第一端点A。
所述第一端点A通过所述第三开关K3接地。
所述动力电池包的正极端的电压采集信号为所述第三电阻R3和第四电阻R4之间的电压采集信号。
此时，采样模块用于通过AD转换芯片将所述正极端的电压采集信号转换为正极端的电压采集值后传输给所述MCU。
MCU通过控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，并利用所述总电压值和不同检测状态下的所述正极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
具体的，MCU根据所述正极端和负极端的电压值，以及所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5的电阻值，利用电阻分压原理获取方程组，求解所述方程组以获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
其中，第一开关K1和所述第二开关K2可以为光耦合器，第三开关可以为干簧继电器。
此时MCU的具体检测过程可以参见以上实施例中的说明，原理类似，本申请实施例不作具体限定。可以理解为图4所示的实现方式与图3所示的实现方式的区别在于，车辆的动力电池包与绝缘阻抗检测模块进行连接时，动力电池包的极性相反，即图4所示的实现方式与图3所示的实现方式的车辆绝缘电阻的检测装置的结构对称，原理类似。
一并参见图5A-图5C，其中，图5A为本申请实施例提供的采样模块的示意图；图4为本申请实施例提供的动力电池包电压检测模块的示意图；图5为该图为本申请实施例提供的绝缘检测模块的示意图。
综上所述，由于车辆上总是存在动力电池包的电压检测模块，本申请实施例提供的检测装置利用动力电池包的电压检测模块协助检测绝缘电阻，减少了一路AD采集，简化了AD采集电路，还采用了高精度的AD转换芯片，提升了绝缘阻抗的检测精度。另外使用了干簧继电器作为开关器件，直接能承受3KV的电压，显著增加了耐电压能力。
实施例三：
基于以上实施例提供的车辆绝缘电阻的检测装置，本申请实施例还提供了一种车辆绝缘电阻的检测系统，下面具体说明。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种车辆绝缘电阻的检测系统的示意图。
其中，该车辆绝缘电阻的检测系统300包括以上实施例提供的车辆绝缘电阻的检测装置，和动力电池包电压检测模块303。
其中，动力电池包电压检测模块303用于获取所述动力电池包的总电压值，并将所述动力电池包的总电压值发送给所述MCU203。
其中，车辆绝缘电阻的检测装置包括采样模块201、绝缘检测模块202和微控制单元MCU203。
关于车辆绝缘电阻的检测装置的具体说明可以参见以上实施例，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，车辆绝缘电阻的检测系统包括了绝缘电阻的检测装置，该检测装置的绝缘检测模块获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端；采样模块用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度；MCU用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。该装置利用了车辆上均具有的电池包总电压检测模块获取电池包的总电压，减少了一路的AD采集，因此只需要使用一路AD采集即可，简化了AD采集电路，另外采用了高精度的AD转换芯片，提升了绝缘阻抗的检测精度。
实施例四：
基于以上实施例提供的车辆绝缘电阻的检测系统，本申请实施例还提供了一种电动汽车，下面结合附图具体说明。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。
该电动汽车400包括了车辆绝缘电阻的检测系统300。
其中，该车辆绝缘电阻的检测系统300具体包括车辆绝缘电阻的检测装置和动力电池包电压检测模块。
关于车辆绝缘电阻的检测装置的具体说明可以参见以上实施例，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，该车辆包括以上实施例所述的绝缘电阻的检测装置，该检测装置的绝缘检测模块获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端；采样模块用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度；MCU用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。该装置利用了车辆上均具有的电池包总电压检测模块获取电池包的总电压，减少了一路的AD采集，因此只需要使用一路AD采集即可，简化了AD采集电路，另外采用了高精度的AD转换芯片，提升了绝缘阻抗的检测精度，进而降低了人员触电的潜在风险，提升了安全性。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和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劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种车辆绝缘电阻的检测装置，其特征在于，用于检测所述车辆的动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗，所述装置包括：采样模块、绝缘检测模块和微控制单元MCU；
所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述动力电池包的一端为所述动力电池包的正极端或负极端；
所述采样模块用于通过AD模数转换芯片将所述电压采集信号转换为电压采集值后传输给所述MCU，所述AD转换芯片的精度高于所述MCU进行模数转换时的精度；
所述MCU，用于获取所述动力电池包的总电压值，以及控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态，利用所述总电压值和不同检测状态下所述动力电池包的一端的电压采集值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的负极端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述绝缘检测模块具体包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关和第三开关；
所述动力电池包的正极端通过串联连接的所述第一电阻和第一开关连接第一端点，所述动力电池包的正极端还通过所述第三电阻连接所述第一端点；
所述动力电池包的负极端通过串联连接的所述第二电阻和第二开关连接所述第一端点，所述动力电池包的负极端还通过串联连接的所述第四电阻和第五电阻连接所述第一端点；
所述第一端点通过所述第三开关接地；
所述动力电池包的负极端的电压采集信号为所述第四电阻和第五电阻之间的电压采集信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采样模块用于通过AD转换芯片将所述负极端的电压采集信号转换为负极端的电压采集值后传输给所述MCU；
所述MCU，具体用于：
通过控制第一开关、第二开关和第三开关的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态；
利用所述总电压值和不同检测状态下的所述负极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其特征在于，所述绝缘检测模块，用于获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端的电压采集信号并发送至所述采样模块，所述绝缘检测模块具体包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关、第二开关和第三开关；
所述动力电池包的正极端通过串联连接的所述第一电阻和第一开关连接第一端点，所述动力电池包的正极端还通过串联的所述第三电阻和第四电阻连接所述第一端点；
所述动力电池包的负极端通过串联连接的所述第二电阻和第二开关连接所述第一端点，所述动力电池包的负极端还通过所述第五电阻连接所述第一端点；
所述第一端点通过所述第三开关接地；
所述动力电池包的正极端的电压采集信号为所述第三电阻和第四电阻之间的电压采集信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述采样模块用于通过AD转换芯片将所述正极端的电压采集信号转换为正极端的电压采集值后传输给所述MCU；
所述MCU，具体用于：
通过控制第一开关、第二开关和第三开关的通断状态以控制所述绝缘检测模块切换不同的检测状态；
利用所述总电压值和不同检测状态下的所述正极端的电压采集值获取不同检测状态下所述动力电池包的正极端和负极端的电压值，并根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
6.根据权利要求3或5所述的装置，其特征在于，所述MCU根据所述正极端和负极端的电压值获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗，具体包括：
所述MCU根据所述正极端和负极端的电压值，以及所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻的电阻值，利用电阻分压原理获取方程组，求解所述方程组以获取所述动力电池包的正极端和负极端的对地绝缘阻抗。
7.根据权利要求2-7所述的装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为光耦合器。
8.根据权利要求2-7所述的装置，其特征在于，所述第三开关为干簧继电器。
9.一种车辆绝缘电阻的检测系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的车辆绝缘电阻的检测装置，还包括：动力电池包电压检测模块；
所述动力电池包电压检测模块用于获取所述动力电池包的总电压值，并将所述动力电池包的总电压值发送给所述MCU。
10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求9所述的车辆绝缘电阻的检测系统。
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|---|---|---|---|
| CN202010331706.1A CN111505380A (zh) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | 一种车辆绝缘电阻的检测装置、系统与电动汽车 |
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| CN111505380A true CN111505380A (zh) | 2020-08-07 |
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