CN202614852U - 一种动力电池绝缘检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动力电池绝缘检测系统，包括：与动力电池正负极连接的限流电阻；采样电阻，所述采样电阻与限流电阻连接；用于控制动力电池正负极与车身地之间连通或隔断的开关电路，所述开关电路与采样电阻连接；采样电路，所述采样电路分别与采样电阻和开关电路连接；以及，控制单元；所述控制单元与采样电路连接。本实用新型能够通过控制单元控制开关电路的通断，进而实现动力电池正负极对车身地的电气导通和隔离，有效地避免了现有技术中降低高压电气系统的绝缘电阻的缺陷；避免了绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高动力电池绝缘检测的安全性。

Description

一种动力电池绝缘检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种动力电池检测系统，尤其涉及一种能够避免漏电风险的动力电池绝缘检测系统。

背景技术

电动汽车是一个复杂的机电一体化产品，其中的很多部件包括动力电池、电机及其控制器、车载充电机、DC/DC等都会涉及高压电器绝缘问题；而由于空气的潮湿、绝缘介质的老化以及车内恶劣的工作环境等，都可能导致绝缘材料的老化或损坏，进而导致动力电池系统的工作性能降低，情况严重的时候还会危及车内人员的安全。

在现有的技术中，大部分动力电池的绝缘检测装置都是利用在电池正负母线上引入几个电阻，通过电阻电压采样来间接获得绝缘电阻的，这种方法会人为的降低绝缘等级，增大漏电风险。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要避免绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，进而提供一种动力电池绝缘检测系统。

对此，本实用新型提供一种动力电池绝缘检测系统，包括：

与动力电池正负极连接的限流电阻；

采样电阻，所述采样电阻与限流电阻连接；

用于控制动力电池正负极与车身地之间连通或隔断的开关电路，所述开关电路与采样电阻连接；

采样电路，所述采样电路分别与采样电阻和开关电路连接；以及，

控制单元；所述控制单元与采样电路连接。

其中，所述限流电阻用于限制动力电池的正负极对车身地的导通电流，所述限流电阻与动力电池的正负极相连接，所述动力电池为电池组；所述动力电池的正负极通过限流电阻连接至采样电阻，所述采样电阻通过开关电路连接至车身地；所述开关电路用于连通或切断电池组正负极对车身地的电气连接，即用于连通或切断动力电池的正负极对车身地的电气连接；所述采样电阻用于实现电阻分压；所述采样电路用于采集采样电阻上的电压，并传递给控制单元；控制单元用于计算采样电阻上面的电压，从而根据限流电阻、采样电阻的阻值来计算动力电池的绝缘电阻，并控制开关电路的通断。

当需要检测动力电池的绝缘电阻时，控制单元控制开关电路，使开关电路导通，动力电池的电池组正负极通过限流电阻、采样电阻连接到车身地，绝缘检测回路正常工作，进而能够得到绝缘电阻；当不需要检测动力电池的绝缘电阻时，控制单元控制开关电路，使开关电路断开，动力电池的电池组正负极不能通过限流电阻、采样电阻连接到车身地，避免了电池组对车身地绝缘电阻的减小。

本实用新型中，对动力电池的绝缘检测可在车辆上电自检后进行，如果自检不通过，则报警；如果自检通过，则进行下一步操作，并在车辆正常运行过程周周期性的进行绝缘检测。

与现有技术相比，本实用新型能够通过控制单元控制开关电路的通断，进而实现动力电池正负极对车身地的电气导通和隔离，有效地避免了现有技术中降低高压电气系统的绝缘电阻的缺陷；倘若所述开关电路常闭，那么便可以始终在线检测绝缘电阻；倘若通过周期性的检测，即周期性关闭或切断开关电路的开关，既可以保证绝缘检测的实时性，又能够快速断开动力电池与车身地之间的电气连接，提高动力电池绝缘检测的安全性。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制单元为单片机。

所述单片机用于接收采样电路发送的采样电阻上的电压，单片机通过处理该采样电阻上的分压，进而根据限流电阻和采样电阻的阻值来得到动力电池的绝缘电阻，并控制开关电路的通断。

本实用新型的进一步改进在于，所述采样电阻包括两个精密电阻，所述限流电阻通过精密电阻的中点连接至开关电路。

所述动力电池的正负极通过限流电阻连接至采样电阻，所述采样电阻为两个精密电阻，这两个精密电阻的中点通过开关电路连接至车身地；进而实现控制开关的通断，有效地避免了绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高安全性。

本实用新型的进一步改进在于，所述采样电路包括线性光耦或差分运算放大单元。

所述采样电路可采用线性光耦或差分运算放大等实现对采样电阻上电压的采样，并且能够不局限于线性光耦和差分运算放大单元，所述差分运算放大单元可以采用差分运算放大器，实现对采样电压的采样，以便实时、准确得出对动力电池的绝缘检测结果。其中，线性光耦是一种用于模拟信号隔离的光耦器件，和普通光耦一样，线性光耦真正隔离的是电流。

本实用新型的进一步改进在于，所述开关电路包括继电器。

本实用新型的进一步改进在于，所述限流电阻的阻值为1MΩ至10MΩ。所述限流电阻选用阻值为1MΩ至10MΩ的大电阻，能够更进一步避免绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高动力电池绝缘检测的安全性。

本实用新型的有益效果在于，能够实时检测动力电池的绝缘性能，通过控制单元控制开关电路的通断，进而实现动力电池正负极对车身地的电气导通和隔离，有效地避免了绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高安全性，本发明适用于大部分新能源汽车高压系统的绝缘检测，通过检测故障判断其内部节点电压的变化，进而动态实时检测动力电池和车身地之间的绝缘状态，以便及时做出相应的处理，保障人车安全。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图中标记：100-动力电池；210-限流电阻；220-开关电路；230-采样电阻；240-采样电路；250-控制单元；300-车身地。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1：

如图1所示，本例提供一种动力电池100绝缘检测系统，包括：

与动力电池100正负极连接的限流电阻210；

采样电阻230，所述采样电阻230与限流电阻210连接；

用于控制动力电池100正负极与车身地300之间连通或隔断的开关电路220，所述开关电路220与采样电阻230连接；

采样电路240，所述采样电路240分别与采样电阻230和开关电路220连接；以及，

控制单元250；所述控制单元250与采样电路240连接。

其中，所述限流电阻210用于限制动力电池100的正负极对车身地300的导通电流，所述限流电阻210与动力电池100的正负极相连接，所述动力电池100为电池组；所述动力电池100的正负极通过限流电阻210连接至采样电阻230，所述采样电阻230通过开关电路220连接至车身地300；所述开关电路220用于连通或切断电池组正负极对车身地300的电气连接，即用于连通或切断动力电池100的正负极对车身地300的电气连接；所述采样电阻230用于实现电阻分压；所述采样电路240用于采集采样电阻230上的电压，并传递给控制单元250；控制单元250用于计算采样电阻230上面的电压，从而根据限流电阻210、采样电阻230的阻值来计算动力电池100的绝缘电阻，并控制开关电路220的通断。

当需要检测动力电池100的绝缘电阻时，控制单元250控制开关电路220，使开关电路220导通，动力电池100的电池组正负极通过限流电阻210、采样电阻230连接到车身地300，绝缘检测回路正常工作，进而能够得到绝缘电阻；当不需要检测动力电池100的绝缘电阻时，控制单元250控制开关电路220，使开关电路220断开，动力电池100的电池组正负极不能通过限流电阻210、采样电阻230连接到车身地300，避免了电池组对车身地300绝缘电阻的减小。

本例中，对动力电池100的绝缘检测可在车辆上电自检后进行，如果自检不通过，则报警；如果自检通过，则进行下一步操作，并在车辆正常运行过程周周期性的进行绝缘检测。

与现有技术相比，本例能够通过控制单元250控制开关电路220的通断，进而实现动力电池100正负极对车身地300的电气导通和隔离，有效地避免了现有技术中降低高压电气系统的绝缘电阻的缺陷；倘若所述开关电路220常闭，那么便可以始终在线检测绝缘电阻；倘若通过周期性的检测，即周期性关闭或切断开关电路220的开关，既可以保证绝缘检测的实时性，又能够快速断开动力电池100与车身地300之间的电气连接，提高安全性。

本例所述控制单元250可以采用单片机。

所述单片机用于接收采样电路240发送的采样电阻230上的电压，单片机通过处理该采样电阻230上的分压，进而根据限流电阻210和采样电阻230的阻值来得到动力电池100的绝缘电阻，并控制开关电路220的通断。

如图1所示，本例的进一步改进在于，所述采样电阻230包括两个精密电阻，所述限流电阻210通过精密电阻的中点连接至开关电路220。

所述动力电池100的正负极通过限流电阻210连接至采样电阻230，所述采样电阻230为两个精密电阻，这两个精密电阻的中点通过开关电路220连接至车身地300；进而实现控制开关的通断，有效地避免了绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高安全性。

实施例2：

在实施例1的基础上，本例所述采样电路240包括线性光耦或差分运算放大单元。

所述采样电路240可采用线性光耦或差分运算放大等实现对采样电阻230上电压的采样，并且能够不局限于线性光耦和差分运算放大单元，所述差分运算放大单元可以采用差分运算放大器，实现对采样电压的采样，以便实时、准确得出对动力电池100的绝缘检测结果。

本例的进一步改进在于，所述开关电路220包括继电器。

本例的进一步改进在于，所述限流电阻210的阻值为1MΩ至10MΩ。

本例的有益效果在于，能够实时检测动力电池100的绝缘性能，通过控制单元250控制开关电路220的通断，进而实现动力电池100正负极对车身地300的电气导通和隔离，有效地避免了绝缘电阻变小、漏电风险增大的问题，提高安全性，本发明适用于大部分新能源汽车高压系统的绝缘检测，通过检测故障判断其内部节点电压的变化，进而动态实时检测动力电池100和车身地300之间的绝缘状态，以便及时做出相应的处理，保障人车安全。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本例包括：动力电池100，所示动力电池100为电池组；限流电阻210，即图1中的电阻R；开关电路220；采样电阻230，即图1中的电阻Rs；采样电路240和控制单元250，所述控制单元250为单片机。

该动力电池100用于为电动车提供动力；本例用于检测该电池组正负极的绝缘状况，其中限流电阻210用来限制电池组正负极对车身地300的导通电流；开关电路220用来切段电池组正负极对车身地300的电气连接；采样电阻230是两个精密电阻，用于电阻分压；采样电路240用于采集采样电阻230上的电压，并传递给单片机，单片机用于计算分压电阻，即采样电阻230上面的电压，从而根据限流电阻210和采样电阻230的阻值来计算绝缘电阻，并控制开关电路220。

当需要检测绝缘电阻时，单片机控制开关电路220，使其导通，电池组的正负极通过限流电阻210、采样电阻230连接到车身地300，绝缘检测回来正常工作，计算出动力电池100的绝缘电阻。

当不需要检测绝缘电阻时，单片机控制开关电路220，使其断开，电池组的正负极不能通过限流电阻210和采样电阻230连接到车身地300，电池组对车身地绝缘电阻减小的情形便能够避免。

绝缘检测可在车辆上电自检后进行，如果自检不通过，则报警；如果自检通过，则进行下一步操作，并在车辆正常运行过程周周期性的进行绝缘检测。

相较于现有技术，本例的动力电池100绝缘检测可以通过控制开关电路220的通断可以实现电池组正负极对车身地300的电气隔离，有效地避免了原有方法降低高压电气系统的绝缘电阻的缺陷；若本例的开关电路220常闭，那么可始终在线检测绝缘电阻；若周期性的快速检测，既可保证检测的实时性，又可快速断开电池组与车身地300之间的电气连接，提高安全性。

本例公开了一种动力电池绝缘检测系统，能够实时检测动力电池100的绝缘性能，适用于大部分新能源汽车高压系统的绝缘检测装置中。本例还可以进一步包括动力电池系统、分压系统、故障批安段系统、稳压系统、绝缘故障等效电阻和比较输出系统，其检测方法为：通过检测故障判断系统内部节点电压的变化，来动态实时检测动力电池系统和低压系统之间的绝缘状态，并通过比较输出系统输出动力电池系统的绝缘状态信号，以供动力总成控制系统及时做出相应的处理，保障人车安全。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池绝缘检测系统，其特征在于，包括：

与动力电池正负极连接的限流电阻；

采样电阻，所述采样电阻与限流电阻连接；

用于控制动力电池正负极与车身地之间连通或隔断的开关电路，所述开关电路与采样电阻连接；

采样电路，所述采样电路分别与采样电阻和开关电路连接；以及，

控制单元；所述控制单元与采样电路连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述控制单元为单片机。

3.根据权利要求1所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述采样电阻包括两个精密电阻，所述限流电阻通过精密电阻的中点连接至开关电路。

4.根据权利要求2所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述采样电阻包括两个精密电阻，所述限流电阻通过精密电阻的中点连接至开关电路。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述采样电路包括线性光耦。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述采样电路包括差分运算放大单元。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述开关电路包括继电器。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述限流电阻的阻值为1MΩ至10MΩ。

9.根据权利要求8所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述采样电路包括线性光耦或差分运算放大单元。

10.根据权利要求8所述的动力电池绝缘检测系统，其特征在于，所述开关电路包括继电器。