CN115407167A - 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆 - Google Patents

绝缘检测电路、电池管理系统及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN115407167A
CN115407167A CN202211104089.7A CN202211104089A CN115407167A CN 115407167 A CN115407167 A CN 115407167A CN 202211104089 A CN202211104089 A CN 202211104089A CN 115407167 A CN115407167 A CN 115407167A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
unit
voltage
bridge arm
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211104089.7A
Other languages
English (en)
Inventor
邓磊
郭洪江
谢哲锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
Priority to CN202211104089.7A priority Critical patent/CN115407167A/zh
Publication of CN115407167A publication Critical patent/CN115407167A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种绝缘检测电路、电池管理系统及车辆,其中,所述电路包括:第一桥臂单元、第二桥臂单元、开关单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元和控制单元,第二桥臂单元的一端与第一桥臂单元的另一端相连,且具有第一节点;待测总正绝缘电阻的另一端和待测总负绝缘电阻的一端相连,且具有第二节点;控制单元用于控制第一桥臂单元、第二桥臂单元和开关单元的通断,并根据开关单元导通且第一桥臂单元和第二桥臂单元中至少一个导通时,第一节点和第二节点的电压值确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值。该电路通过控制桥臂单元的导通,来获取不同测试状态下的节点电压,从而确定绝缘电阻的阻值,实现了电路的绝缘检测功能。

Description

绝缘检测电路、电池管理系统及车辆
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及一种绝缘检测电路、一种电池管理系统和一种车辆。
背景技术
新能源汽车的动力电池由大量电芯串并联组成,动力电池内部回路的高压连接和整车高压供电回路的高压连接复杂,易发生绝缘故障,甚至影响车辆和人身安全。
新能源汽车具备高压绝缘检测功能,通常由动力电池内部的电池管理系统对高压回路进行绝缘检测,在相关技术中,绝缘检测功能的实现方法为电桥法。但是,在800V及以上电压等级的动力电池上,为确保高压电气安全,电桥法需要采用多个高耐压开关来控制绝缘检测电路,高耐压开关价格较高,增大了具有电桥法的应用成本。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种绝缘检测电路,通过控制桥臂单元的导通,来获取不同测试状态下的节点电压,从而确定绝缘电阻的阻值,实现了电路绝缘检测功能。
本发明的第二个目的在于提出一种电池管理系统。
本发明的第三个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种绝缘检测电路,包括:第一桥臂单元、第二桥臂单元、开关单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元和控制单元,其中,第一桥臂单元的一端与电池组的正极和待测总正绝缘电阻的一端分别相连;第二桥臂单元的一端与第一桥臂单元的另一端相连,且具有第一节点;开关单元的一端与第一节点相连;开关单元的另一端与第一电压检测单元的一端相连;第一电压检测单元的另一端接地,且与待测总正绝缘电阻的另一端和待测总负绝缘电阻的一端之间的第二节点相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值;第二电压检测单元的一端与第二桥臂单元的另一端相连,第二电压检测单元的另一端与电池组的负极和待测总负绝缘电阻的另一端分别相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值;控制单元用于控制第一桥臂单元、第二桥臂单元和开关单元的通断,并根据开关单元导通且第一桥臂单元和第二桥臂单元中至少一个导通时,第一节点和第二节点的电压值确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值。
根据本发明实施例的绝缘检测电路,第一桥臂单元的一端与电池组的正极和待测总正绝缘电阻的一端分别相连,第二桥臂单元的一端与第一桥臂单元的另一端相连,且具有第一节点,开关单元的一端与第一节点相连,开关单元的另一端与第一电压检测单元的一端相连,第一电压检测单元的另一端接地,且与待测总正绝缘电阻的另一端和待测总负绝缘电阻的一端之间的第二节点相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值,第二电压检测单元的一端与第二桥臂单元的另一端相连,第二电压检测单元的另一端与电池组的负极和待测总负绝缘电阻的另一端分别相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值,控制单元用于控制第一桥臂单元、第二桥臂单元和开关单元的通断,并根据开关单元导通且第一桥臂单元和第二桥臂单元中至少一个导通时,第一节点和第二节点的电压值确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值。由此,该电路通过获取第一桥臂单元和第二桥臂单元不同导通状态下的第一节点和第二节点的电压,从而确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值,保证了绝缘检测功能的实现,提升了电路的绝缘检测效果。
另外,根据本发明上述实施例的绝缘检测电路,还可以具有如下的附加技术特征:
根据本发明的一个实施例,第一桥臂单元包括:第一分压电阻,第一分压电阻的一端与电池组的正极相连;第一可控开关,第一可控开关的一端与第一分压电阻的另一端相连,第一可控开关的另一端与第一节点相连,第一可控开关的控制端与控制单元相连。
根据本发明的一个实施例,第二桥臂单元包括:第二分压电阻,第二分压电阻的一端与第一节点相连;第二可控开关,第二可控开关的一端与第二分压电阻的另一端相连,第二可控开关的另一端与第二电压检测单元的一端相连,第二可控开关的控制端与控制单元相连。
根据本发明的一个实施例,开关单元包括:第一开关,第一开关的一端与第一节点相连,第一开关的另一端与第一电压检测单元相连。
根据本发明的一个实施例,控制单元还用于,控制第一可控开关、第二可控开关和第一开关均导通,并分别获取第一节点和第二节点相对于电池组负极的电压值,以及根据第一节点相对于电池组负极的电压值和第二节点相对于电池组负极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻之间的第一关系;或者控制第一可控开关和第一开关导通,控制第二可控开关关断,并分别获取第一节点和第二节点相对于电池组正极的电压值,以及根据第一节点相对于电池组正极的电压值和第二节点相对于电池组正极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻之间的第二关系;或者控制第二可控开关和第一开关导通,控制第一可控开关关断,并分别获取第一节点和第二节点相对于电池组负极的电压值,以及根据第一节点相对于电池组负极的电压值和第二节点相对于电池组负极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻之间的第三关系;根据第一关系、第二关系和第三关系中的任意两个确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的电阻值。
根据本发明的一个实施例,第一可控开关和第二可控开关为三极管,第一开关为耐高压开关。
根据本发明的一个实施例,第一电压检测单元包括:第一采样电阻,第一采样电阻的一端与开关单元相连,第一采样电阻的另一端与第二节点相连,其中,第一采样电阻远小于第一分压电阻。
根据本发明的一个实施例,第二电压检测单元包括:第二采样电阻,第二采样电阻的一端与第二桥臂单元相连,第二采样电阻的另一端与电池组的负极相连,其中,第二采样电阻远小于第二分压电阻。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种电池管理系统,包括上述的绝缘检测电路。
根据本发明实施例的电池管理系统,基于上述的绝缘检测电路,通过获取第一桥臂单元和第二桥臂单元不同导通状态下的第一节点和第二节点的电压,从而确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值,实现了绝缘检测功能,有效避免了绝缘故障的发生。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出的一种车辆,包括上述的电池管理系统。
根据本发明实施例的车辆,基于上述的电池管理系统,实现了对电池的绝缘检测功能,有效避免了绝缘故障的发生,保证了车辆及人身安全。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的绝缘检测电路的方框示意图;
图2为根据本发明一个实施例的绝缘检测电路拓扑图;
图3为根据本发明一个实施例的绝缘检测控制方法流程示意图;
图4为根据本发明一个实施例的电池管理系统的方框示意图;
图5为根据本发明一个实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的绝缘检测电路、电池管理系统和车辆。
图1是根据本发明实施例的绝缘检测电路的方框示意图。
如图1所示,本发明实施例的绝缘检测电路可包括:第一桥臂单元10、第二桥臂单元20、开关单元30、第一电压检测单元40、第二电压检测单元50和控制单元。
其中,第一桥臂单元10的一端与电池组60的正极和待测总正绝缘电阻70的一端分别相连。第二桥臂单元20的一端与第一桥臂单元10的另一端相连,且具有第一节点A。开关单元30的一端与第一节点A相连。开关单元30的另一端与第一电压检测单元40的一端相连。第一电压检测单元40的另一端接地,且与待测总正绝缘电阻70的另一端和待测总负绝缘电阻80的一端之间的第二节点B相连,用于采集第一节点A和/或第二节点B的电压值。第二电压检测单元50的一端与第二桥臂单元20的另一端相连,第二电压检测单元50的另一端与电池组60的负极和待测总负绝缘电阻80的另一端分别相连,用于采集第一节点A和/或第二节点B的电压值。控制单元用于控制第一桥臂单元10、第二桥臂单元20和开关单元40的通断,并根据开关单元40导通且第一桥臂单元10和第二桥臂单元20中至少一个导通时,第一节点A和第二节点B的电压值确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80的阻值。
具体地,参照图1所示,第一桥臂单元10、第二桥臂单元20和第二电压检测单元50依次串联形成第一支路,待测总正绝缘电阻70与待测总负绝缘电阻80串联形成的第二支路,第一支路和第二支路两端分别与电池组60的正极与负极之间,其中,电池组60的正极连接第一桥臂单元10的一端和待测总正绝缘电阻70的一端,电池组60的负极连接第二桥臂单元20的一端和待测总负绝缘电阻80的一端。第一桥臂开关单元30和第一电压检测单元40串联形成的支路连接在第一桥臂单元10和第二桥臂单元20连接形成的第一节点A和待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80连接形成的第二节点B之间,且第一电压检测单元40连接第二节点B的端部作接地处理。
在绝缘检测过程中,控制单元通过对第一桥臂单元10、第二桥臂单元20、开关单元30的通断控制,调节电路中的支路通断,从而构建不同的电路拓扑,使其进入不同的绝缘测试状态,然后根据不同绝缘测试状态下第一电压检测单元40、第二电压检测单元50所获取的电压值,并基于第一节点A和第二节点B的电压关系式,构建多个以待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80作为未知数的二元一次方程式,通过至少两个二元依次方程式的联立,计算获得待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80的阻值。由此,该电路可基于控制单元对开关单元30、第一桥臂单元10、第二桥臂单元20的通断控制,来实现绝缘检测功能,保证了电路的绝缘检测效果。
需要说明的是,上述电压关系式需要根据控制单元对第一桥臂单元10、第二桥臂单元20的导通状态进行设定。例如,当控制单元控制开关单元30、第一桥臂单元10、第二桥臂单元20均处于断开状态时,绝缘检测电路处于关闭绝缘检测功能状态;当控制单元控制开关单元30、第一桥臂单元10、第二桥臂单元20均处于导通状态时,绝缘检测电路处于快速绝缘检测状态,此时,可基于第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值大小关系,来建立电压关系式;当控制单元控制开关单元30和第一桥臂单元10导通,第二桥臂单元20断开时,绝缘检测电路处于电池正绝缘检测状态,此时,可基于第一节点A和第二节点B相对于电池组正极的电压值的大小,来建立电压关系式;当控制单元控制开关单元30和第二桥臂单元20导通,第一桥臂单元10断开时,电路处于电池负绝缘检测状态,此时,可基于第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值的大小关系,来建立电压关系式。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一桥臂单元10包括:第一分压电阻R1,第一分压电阻R1的一端与电池组60的正极相连;第一可控开关Q1,第一可控开关Q1的一端与第一分压电阻R1的另一端相连,第一可控开关Q1的另一端与第一节点A相连,第一可控开关Q1的控制端与控制单元相连。
也就是说,第一桥臂单元10由串联的第一分压电阻R1和第一可控开关Q1组成,当第一可控开关Q1闭合时,第一桥臂单元10导通,电池组60流出的电流流经第一分压电阻R1;当第一可控开关Q1断开时,第一桥臂单元10断路,第一分压电阻R1无电流通过。控制单元通过控制第一可控开关Q1的闭合或断开,来控制第一桥臂单元10的导通或截止。
继续参照图2,在本发明的一个实施例中,第二桥臂单元20包括:第二分压电阻R2,第二分压电阻R2的一端与第一节点A相连;第二可控开关Q2,第二可控开关Q2的一端与第二分压电阻R2的另一端相连,第二可控开关Q2的另一端与第二电压检测单元50相连,第二可控开关Q2的控制端与控制单元相连。
也就是说,第二桥臂单元20由串联的第二分压电阻R2和第二可控开关Q2组成,当第二可控开关Q2闭合时,第一桥臂单元10导通,电流流经第二分压电阻R2流入电池组60的负极;当第二可控开关Q2断开时,第二桥臂单元20处于断路状态,第二分压电阻R2无电流通过。控制单元通过控制第二可控开关Q2的闭合或断开,来控制第二桥臂单元20的导通或截止。
根据本发明的一个实施例,第一可控开关Q1和第二可控开关Q2为三极管,开关单元30包括:第一开关S1,第一开关S1的一端与第一节点A相连,第一开关S1的另一端与第一电压检测单元40相连。
具体地,参照图2所示,以PNP型三极管作为第一可控开关Q1和第二可控开关Q2为例,在第一桥臂单元10上,作为第一可控开关Q1的三极管的集电极c与第一分压电阻R1的另一端相连,发射极e连接第一节点,基极b作为第一可控开关Q1的控制端与控制单元相连。在第二桥臂单元20上,作为第二可控开关Q2的三极管的集电极c与第二分压电阻R2的另一端相连,发射极e连接第二电压检测单元50的一端,基极b作为第二可控开关Q2的控制端与控制单元相连。控制单元通过控制发送至三极管的基极b的电压电平,来控制第一可控开关Q1、第二可控开关Q2是否导通。基于PNP型三极管的导通原理可知,当控制单元向三极管的基极b输入低电平时,集电极c与发射极e闭合,对应的桥臂单元导通,反之,当控制单元向三极管的基极b输入高电平时,桥臂单元断开,具体可根据实际情况进行设定。
另外,本申请采用高耐压开关作为第一开关S1,当第一开关S1闭合时,若第一可控开关Q1导通,则电池组60的正极通过第一开关S1接地;若第二可控开关Q2导通,则电池组60的负极通过第一开关S1接地。由此,相对于相关技术中的基于多个高耐压开关的绝缘检测电路,本申请仅采用一个高耐压开关,就可以具备电池组60的正极和电池组60的负极对地耐高压能力,然后基于控制单元对第一可控开关Q1、第二可控开关Q2和第一开关S1的通断控制,根据第一节点A和第二节点B的电压值计算待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80的阻值。因此,该绝缘检测电路在保证绝缘检测功能和性能的基础上减少高耐压开关的用量,降低了电路成本。
根据本发明的一个实施例,第一电压检测单元40包括:第一采样电阻R3,第一采样电阻R3的一端与开关单元30相连,第一采样电阻R3的另一端与第二节点B相连,其中,第一采样电阻R3远小于第一分压电阻R1。也就是说,第一电压检测单元40中第一采样电阻R3的阻值远小于第一分压电阻R1的阻值,则第一采样电阻R3所分配的电压远小于第一分压电阻R1分配的电压,第一采样电阻R3所分配的电压相对于电池组60的总电压来说,可以忽略不计。
根据本发明的一个实施例,第二电压检测单元50包括:第二采样电阻R4,第二采样电阻R4的一端与第二桥臂单元20相连,第二采样电阻R4的另一端与电池组60的负极相连,其中,第二采样电阻R4远小于第二分压电阻R2。也就是说,第二电压检测单元50中第二采样电阻R4所分配的电压远小于第二分压电阻R2分配的电压,第二采样电阻R4所分配的电压相对于电池组60的总电压来说,可以忽略不计。
需要说明的是,上述第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一采样电阻R3、第二采样电阻R4的阻值可根据实际情况进行设定,例如,限定第一采样电阻R3的阻值小于第一分压电阻R1的阻值两个数量级以上,第二采样电阻R4的阻值小于第二分压电阻R2的阻值两个数量级以上,从而达到采样电阻远小于分压电阻阻值的要求,比如,第一分压电阻R1的阻值为33*10^5欧,第一采样电阻R3的阻值为33*10^2欧。
根据本发明的一个实施例,控制单元还用于,控制第一可控开关Q1、第二可控开关Q2和第一开关S1均导通,并分别获取第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值,以及根据第一节点A相对于电池组负极的电压值和第二节点B相对于电池组负极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80之间的第一关系;或者控制第一可控开关Q1和第一开关S1导通,控制第二可控开关Q2关断,并分别获取第一节点A和第二节点B相对于电池组正极的电压值,以及根据第一节点A相对于电池组正极的电压值和第二节点B相对于电池组正极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80之间的第二关系;或者控制第二可控开关Q2和第一开关S1导通,控制第一可控开关Q1关断,并分别获取第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值,以及根据第一节点A相对于电池组负极的电压值和第二节点B相对于电池组负极的电压值相等确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80之间的第三关系;根据第一关系、第二关系和第三关系中的任意两个确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80的电阻值。
具体而言,继续参照图2所示,以待测总正绝缘电阻70为电阻RP,待测总负绝缘电阻80为电阻RN为例,电压测量电路有两路:一路为通过第一电压检测单元40测量VS1-VS0电压,一路为通过第二电压检测单元50测量VS4-VS3电压。其中,VS0为第一电压检测单元40的接地端的电压,即VS0为GND,VS1为第一电压检测单元40连接第一开关S1端的电压,VS3为第二电压检测单元40与电池组60的负极相连的电压,即VS3为电池组负极的电压V-,VS4为第二电压检测单元40与第二桥臂单元20的连接端的电压。
下面以电池组60的总电压为UB,R1=R2,R3=R4为例,对绝缘检测电路的绝缘检测工作状态进行详细说明。其中,R3和R4远小于R1、R2。
工作状态1:控制单元控制第一可控开关Q1、第二可控开关Q2和第一开关S1均断开,绝缘检测电路处于关闭绝缘检测功能状态。
工作状态2:控制单元控制第一可控开关Q1、第二可控开关Q2和第一开关S1导通,第一桥臂单元10与待测总正绝缘电阻70并联,第二桥臂单元20与待测总负绝缘电阻80并联,绝缘检测电路处于快速绝缘检测状态。通过第一电压检测单元40测量VS1-VS0电压,通过第二电压检测单元50获取VS4-VS3电压。此时,由于第一采样电阻R3、第二采样电阻R4的阻值远小于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值,第一桥臂单元10的电阻可近似等于第一分压电阻R1,第二桥臂单元20的电阻近似等于第二分压电阻R2,第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值相等,由此可得到第一关系的公式:
Figure BDA0003840656280000071
工作状态3:控制单元控制第一可控开关Q1和第一开关S1导通,第二可控开关Q2断开,此时,第一桥臂单元10导通,第二桥臂单元20断开,电路处于电池正绝缘检测状态,通过第一电压检测单元40获取VS1-VS0电压,此时,第一节点A和第二节点B相对于电池组正极的电压值相等,获得第二关系的公式:
Figure BDA0003840656280000081
工作状态4:控制单元控制第二可控开关Q2和第一开关S1导通,第一可控开关Q1断开,此时,第二桥臂单元20导通,第一桥臂单元10断开,电路处于电池负绝缘检测状态,通过第二电压检测单元50获取VS4-VS3电压,此时,第一节点A和第二节点B相对于电池组负极的电压值相等,由此确定第三关系的公式:
Figure BDA0003840656280000082
由此,可选择上述工作状态2、工作状态3和工作状态4中任意两种作为单次绝缘检测过程的控制状态,并获取对应电压采样值,基于上述公式,得到两个二元一次方程,通过计算可得到电阻RP和电阻RN对应的电阻值,从而确定待测总正绝缘电阻70和待测总负绝缘电阻80的电阻值。
进一步地,如图3所示,控制单元的绝缘检测方法可包括检测方法1、检测方法2和检测方法3,下面参照图3对三种检测方法的控制流程进行说明。
检测方法1:控制单元先控制电路为工作状态1,延时一段时间后,再控制电路为工作状态2,并进行电压采样,延时一段时间后,再控制电路为工作状态3,并进行电压采样,最后根据工作状态2和工作状态3所成立的公式(1)和公式(2),计算出绝缘电阻RP和RN;
检测方法2:控制单元先控制电路为工作状态1,延时一段时间后,再控制电路为工作状态2,并进行电压采样,延时一段时间后,再控制电路为工作状态4,并进行电压采样,最后根据工作状态2和作状态4所成立的公式(1)和公式(3),计算出绝缘电阻RP和RN;
检测方法3:控制单元先控制电路为工作状态1,延时一段时间后,再控制电路为工作状态3,并进行电压采样,延时一段时间后,再控制电路为工作状态4,并进行电压采样,最后根据工作状态3和工作状态4所成立的公式(2)和公式(3),计算出绝缘电阻RP和RN.
另外需要说明的是,上述各工作状态之间的延时时间可根据实际情况进行设定,以保证检测数据的稳定性和绝缘检测性能。另外,在绝缘检测过程中,可根据电路状态选择其中一个或多个定时循环测试,从而实现对电池高压的绝缘状态监测。
综上,根据本发明实施例的绝缘检测电路,第一桥臂单元的一端与电池组的正极和待测总正绝缘电阻的一端分别相连,第二桥臂单元的一端与第一桥臂单元的另一端相连,且具有第一节点,开关单元的一端与第一节点相连,开关单元的另一端与第一电压检测单元的一端相连,第一电压检测单元的另一端接地,且与待测总正绝缘电阻的另一端和待测总负绝缘电阻的一端之间的第二节点相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值,第二电压检测单元的一端与第二桥臂单元的另一端相连,第二电压检测单元的另一端与电池组的负极和待测总负绝缘电阻的另一端分别相连,用于采集第一节点和/或第二节点的电压值,控制单元用于控制第一桥臂单元、第二桥臂单元和开关单元的通断,并根据开关单元导通且第一桥臂单元和第二桥臂单元中至少一个导通时,第一节点和第二节点的电压值确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值。由此,该电路通过获取第一桥臂单元和第二桥臂单元不同导通状态下的第一节点和第二节点的电压,从而确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值,保证了绝缘检测功能的实现,提升了电路的绝缘检测效果。对应上述实施例,本发明还提出了一种电池管理系统。
如图4所示,本发明实施例的电池管理系统100包括上述的绝缘检测电路110。
根据本发明实施例的电池管理系统,基于上述的绝缘检测电路,通过获取第一桥臂单元和第二桥臂单元不同导通状态下的第一节点和第二节点的电压,从而确定待测总正绝缘电阻和待测总负绝缘电阻的阻值,实现了绝缘检测功能,有效避免了绝缘故障的发生。
对应上述实施例,本发明还提出了一种车辆。
如图5所示,本发明实施例的车辆200包括上述的电池管理系统100。
根据本发明实施例的车辆,基于上述的电池管理系统,实现了对电池的绝缘检测功能,有效避免了绝缘故障的发生,保证了车辆及人身安全。
需要说明的是,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种绝缘检测电路,其特征在于,包括:第一桥臂单元、第二桥臂单元、开关单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元和控制单元,其中,
所述第一桥臂单元的一端与电池组的正极和待测总正绝缘电阻的一端分别相连;
所述第二桥臂单元的一端与所述第一桥臂单元的另一端相连,且具有第一节点;
所述开关单元的一端与所述第一节点相连;
所述开关单元的另一端与所述第一电压检测单元的一端相连;
所述第一电压检测单元的另一端接地,且与所述待测总正绝缘电阻的另一端和待测总负绝缘电阻的一端之间的第二节点相连,用于采集所述第一节点和/或所述第二节点的电压值;
所述第二电压检测单元的一端与所述第二桥臂单元的另一端相连,所述第二电压检测单元的另一端与所述电池组的负极和所述待测总负绝缘电阻的另一端分别相连,用于采集所述第一节点和/或所述第二节点的电压值;
所述控制单元用于控制所述第一桥臂单元、所述第二桥臂单元和所述开关单元的通断,并根据所述开关单元导通且所述第一桥臂单元和所述第二桥臂单元中至少一个导通时,所述第一节点和所述第二节点的电压值确定所述待测总正绝缘电阻和所述待测总负绝缘电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述第一桥臂单元包括:
第一分压电阻,所述第一分压电阻的一端与所述电池组的正极相连;
第一可控开关,所述第一可控开关的一端与所述第一分压电阻的另一端相连,所述第一可控开关的另一端与所述第一节点相连,所述第一可控开关的控制端与所述控制单元相连。
3.根据权利要求2所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述第二桥臂单元包括:
第二分压电阻,所述第二分压电阻的一端与所述第一节点相连;
第二可控开关,所述第二可控开关的一端与所述第二分压电阻的另一端相连,所述第二可控开关的另一端与所述第二电压检测单元的一端相连,所述第二可控开关的控制端与所述控制单元相连。
4.根据权利要求3所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述开关单元包括:
第一开关,所述第一开关的一端与所述第一节点相连,所述第一开关的另一端与所述第一电压检测单元相连。
5.根据权利要求4所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述控制单元还用于,
控制所述第一可控开关、所述第二可控开关和所述第一开关均导通,并分别获取所述第一节点和所述第二节点相对于所述电池组负极的电压值,以及根据所述第一节点相对于所述电池组负极的电压值和所述第二节点相对于所述电池组负极的电压值相等确定所述待测总正绝缘电阻和所述待测总负绝缘电阻之间的第一关系;或者
控制所述第一可控开关和所述第一开关导通,控制所述第二可控开关关断,并分别获取所述第一节点和所述第二节点相对于所述电池组正极的电压值,以及根据所述第一节点相对于所述电池组正极的电压值和所述第二节点相对于所述电池组正极的电压值相等确定所述待测总正绝缘电阻和所述待测总负绝缘电阻之间的第二关系;或者
控制所述第二可控开关和所述第一开关导通,控制所述第一可控开关关断,并分别获取所述第一节点和所述第二节点相对于所述电池组负极的电压值,以及根据所述第一节点相对于所述电池组负极的电压值和所述第二节点相对于所述电池组负极的电压值相等确定所述待测总正绝缘电阻和所述待测总负绝缘电阻之间的第三关系;
根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系中的任意两个确定所述待测总正绝缘电阻和所述待测总负绝缘电阻的电阻值。
6.根据权利要求4所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述第一可控开关和所述第二可控开关为三极管,所述第一开关为耐高压开关。
7.根据权利要求2所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述第一电压检测单元包括:
第一采样电阻,所述第一采样电阻的一端与所述开关单元相连,所述第一采样电阻的另一端与所述第二节点相连,其中,所述第一采样电阻远小于所述第一分压电阻。
8.根据权利要求3所述的绝缘检测电路,其特征在于,所述第二电压检测单元包括:
第二采样电阻,所述第二采样电阻的一端与所述第二桥臂单元相连,所述第二采样电阻的另一端与所述电池组的负极相连,其中,所述第二采样电阻远小于所述第二分压电阻。
9.一种电池管理系统,其特征在于,包括根据权利要求1-8中任一项所述的绝缘检测电路。
10.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求9所述的电池管理系统。
CN202211104089.7A 2022-09-09 2022-09-09 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆 Pending CN115407167A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211104089.7A CN115407167A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211104089.7A CN115407167A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115407167A true CN115407167A (zh) 2022-11-29

Family

ID=84166116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211104089.7A Pending CN115407167A (zh) 2022-09-09 2022-09-09 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115407167A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117890676A (zh) * 2024-03-18 2024-04-16 上海派能能源科技股份有限公司 一种绝缘电阻检测电路及其绝缘电阻检测方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117890676A (zh) * 2024-03-18 2024-04-16 上海派能能源科技股份有限公司 一种绝缘电阻检测电路及其绝缘电阻检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9933490B2 (en) Semiconductor device, battery state monitoring module, and vehicle system
KR101664641B1 (ko) 축전 디바이스 방전 장치
TWI460451B (zh) 具有自我診斷功能之多通道轉換器、電池管理系統及自我診斷方法
JP7463008B2 (ja) 電池セル診断装置および方法
US11152652B2 (en) Fast and precise detection of an internal short circuit on a lithium-ion battery
CN111537885B (zh) 一种串联电池组的多时间尺度短路电阻估计方法
US11567137B2 (en) Battery management system, battery management method, battery pack and electric vehicle
US20240044996A1 (en) Systems, methods, and devices for power rating estimation in energy storage systems
WO2021000520A1 (zh) 一种测量汽车电池包电荷状态的方法及汽车电池管理系统
KR20200097170A (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리팩
JP7219104B2 (ja) 診断装置及び診断方法
CN115407167A (zh) 绝缘检测电路、电池管理系统及车辆
KR20130112495A (ko) 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
CN106443498A (zh) 一种电池组检测方法和装置
CN201438209U (zh) 一种电池内阻测试装置
KR102465373B1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리팩
KR102005397B1 (ko) 고전압 이차전지의 퓨즈 진단 장치
US20230025900A1 (en) Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods
CN113544895B (zh) 估计电池充电状态的方法以及应用该方法的电池管理系统
US11296366B2 (en) Apparatus, method and battery pack for detecting fault of electrical conductor
JP2023511169A (ja) リレー診断装置、リレー診断方法、バッテリーシステム及び電気車両
CN111693878B (zh) 一种蓄电池开路电压检测电路和测量方法
KR20220000740A (ko) 배터리 모듈의 외부 및 내부 단락을 감지하기 위한 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN114545263A (zh) 一种基于可重构电路的电池状态评估系统及方法
CN115989420A (zh) 用于估计电池的充电状态和健康状态的方法及其系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination