CN203894326U - 一种电动汽车的绝缘电阻测量电路及其高压绝缘监测系统 - Google Patents

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谭晓军
胡秋仔
程海峰
宗志坚
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Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车的绝缘电阻测量电路及其高压绝缘监测系统。其中绝缘电阻测量电路，包括与电动汽车电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置。高压绝缘监测系统包括上述的绝缘电阻测量电路和控制电路。本实用新型通过分压电阻的方式，对绝缘电阻进行监测，电路简单且容易实施，成本低。

Description

一种电动汽车的绝缘电阻测量电路及其高压绝缘监测系统
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车的绝缘电阻测量电路及其高压绝缘监测系统。
背景技术
随着电动汽车的示范运营以及大量上市，电动汽车逐渐进入日常出行的交通领域，其高压电的安全问题引起了人们越来越高的重视。
由于汽车运行需要较大的动力，而单个电池的输出功率有限；因此应用在电动汽车上的动力电池均是串联形式，串联的电力电池的电池包体积较大，与车身的接触面积也将较大，从而增加了其漏电的几率；动力电池的输出电压远高于人的安全电压，为了保证电动汽车的安全性，需要对车身与电池包之间的绝缘性能进行检测。
目前对车身绝缘性能检测的方式有多种，如信号注入法、电流传感法等；这些方法在使用时，都会造成电路复杂，稳定性低的缺点。
因此有必要提出一种简单、可靠且低成本的绝缘故障检测系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种电动汽车高压绝缘监测系统，该监测系统的电路简单，操作方便且稳定性好。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种电动汽车的绝缘电阻测量电路，包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；车体接地；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置。
一种电动汽车高压绝缘监测系统，包括：
绝缘电阻测量电路，用于测量电动汽车的电池包正负极分别与电动汽车电底盘之间的绝缘电阻；
控制电路，用于接收绝缘电阻测量电路的测量信号；并根据测量信号控制电动汽车的电池包供电回路的通断；
所述绝缘电阻测量电路包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；且车体接地；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置；第一电压采样装置和第二电压采样装置分别向控制电路传送测量信号。
进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括报警装置，报警装置与控制电路连接。
更进一步地，所述报警装置包括扬声器或警示灯。
进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括电源模块，所述电源模块包括BUCK电路，BUCK电路的输入端与电动汽车的车载电源连接，BUCK电路的输出端分别与控制电路、报警装置连接。
再进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括CAN通讯模块，所述CAN通讯模块将控制电路与电动汽车的控制端连接。
进一步地，所述控制电路包括控制芯片，控制芯片为单片机。
本实用新型取得的有益效果为：本实用新型通过分压电阻的方式，对绝缘电阻进行监测，电路简单且容易实施，成本低。
附图说明
图1为本实用新型的绝缘电阻测量电路示意图。
图2为图1中S1闭合的等效电路。
图3为图1中S2闭合的等效电路。
图4为本实用新型电动汽车高压绝缘监测系统的构成示意图。
图中，车体用接地表示。
具体实施方式
下面结合附图1至图3，以及具体实施方式对本实用新型做进一步地说明。
实施例1： 参见图1至图3。
一种电动汽车的绝缘电阻测量电路，包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置。
电压采样装置可以直接采用电压表、万用表之类的采样装置，当然也可以采用其他采样芯片或采样电路；本技术方案通过设置S1、S2，可以用于对电池包与电底盘之间的电压、电阻进行测量，具体操作如下：
由于要测量电池包正负极与电底盘之间的绝缘电阻，可以假设：电池包的正极与电底盘之间的电阻为R+，电池包的负极与电底盘之间的电阻为R-；且电阻R+、R-先串联再与监测回路并联，同时电底盘也与车体连接（其中车体接地）。其电路相当于图2。为方便测量，设置电阻R1、R2的电阻相等，且均为R。假设电池包正、负极与电动汽车电底盘之间的电压分别为U+、U-；测量步骤如下：
1、    闭合开关S1、S2；根据电路有：(R+/R-)=(U+/U-)=N1。
2、    如果N1>1，闭合开关S1、断开S2；其等效电路图为图3；通过第一、第二电压采样装置采集出电池包正、负极与电动汽车电底盘之间的电压U1+、U1-；电阻R1与R+并联连接，其电阻为R1=（R+）*R/（（R+）+R）：（R1/(R-）)=（U1+/U1-）=N2；
3、    如果N1<1，断开S1、闭合S2，其等效电路图如图4，通过第一、第二电压采样装置采集出电池包正、负极与电动汽车电底盘之间的电压U2+、U2-；电阻R2与R-并联连接，其电阻为R2=（R-）*R/（（R-）+R）：(（R+）/R2）=（U2+/U2-）=N3；
根据上面3个公式，可以得到：当N1大于1时，R+=R*（（N1－N2）/N2）；R-= R*（（N1－N2）/(N1*N2))；当N1小于1时，R+=R*（N3-N1），R-=R*（N3-N1）/N1。
由此可以计算出R+、R-。当N1=1时，可以采用上面任一一组公式。
具体根据具体情况，设置不同的绝缘故障等级，如一级绝缘故障与二级绝缘故障。当绝缘电阻R+ 或R-只要有一个小于预设Rt时为一级绝缘故障；当绝缘电阻R+ 或R-大于等于Rt，且有一个小于R’时为二级绝缘故障，其中Rt< R’；其它情况为正常。
实施例2：参见图4。
一种电动汽车高压绝缘监测系统，包括：
绝缘电阻测量电路，用于测量电动汽车的电池包正负极分别与电动汽车电底盘之间的绝缘电阻；
控制电路，用于接收绝缘电阻测量电路的测量信号；并根据测量信号控制电动汽车的电池包供电回路的通断；
所述绝缘电阻测量电路包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置；第一电压采样装置和第二电压采样装置分别向控制电路传送测量信号。
控制电路可以采用比较电路和开关电路，开关电路用于控制电动汽车的电池包供电回路的通断，通过比较电路将采集的电压信号进行比较，如果符合要求，则开关电路保持通路状态，如果不符合要求，开关电路为断路，切断电池包的供电。
进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括报警装置，报警装置与控制电路连接。
更进一步地，所述报警装置包括扬声器或警示灯。
当监测到绝缘电阻的电阻较小时，控制电路触发报警装置工作，发出报警。提示司机或工作人员采取紧急措施。同时也可以根据绝缘电阻的情况，或不同等级的绝缘故障，发出不同的报警信号。
进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括电源模块，所述电源模块包括BUCK电路，BUCK电路的输入端与电动汽车的车载电源连接，BUCK电路的输出端分别与控制电路、报警装置连接。
再进一步地，所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括CAN通讯模块，所述CAN通讯模块将控制电路与电动汽车的控制端连接。
为了让电动汽车行驶更加安全，控制电路需要将监测到的绝缘电阻信号发送给电动汽车的控制端，使得电动汽车能够根据绝缘情况作出相应的策略。
进一步地，所述控制电路包括控制芯片，控制芯片为单片机。
为减少成本，将控制芯片设置为单片机。
以上仅是本申请的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入申请保护范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车的绝缘电阻测量电路，其特征在于：包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置。
2.一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：包括：
绝缘电阻测量电路；
控制电路，用于接收绝缘电阻测量电路的测量信号；并根据测量信号控制电动汽车的电池包供电回路的通断；
所述绝缘电阻测量电路包括与电动汽车的电池包连接并构成监测回路的电阻R1、R2；其中电阻R1、R2依次串联连接于电池包的正负极之间，电阻R1与电池包的正极之间设有开关S1，电阻R2与电池包的负极之间设有开关S2，电阻R1与电阻R2的连接端与电动汽车的车体连接；所述电阻R1、R2分别并联连接有第一电压采样装置、第二电压采样装置；第一电压采样装置和第二电压采样装置分别向控制电路传送测量信号。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：所述电动汽车高压绝缘监测系统，还包括报警装置，报警装置与控制电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：所述报警装置包括扬声器或警示灯。
5.根据权利要求3所述的一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块包括BUCK电路，BUCK电路的输入端与电动汽车的车载电源连接，BUCK电路的输出端分别与控制电路、报警装置连接。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：还包括CAN通讯模块，所述CAN通讯模块将控制电路与电动汽车的控制端连接。
7.根据权利要求2所述的一种电动汽车高压绝缘监测系统，其特征在于：所述控制电路包括控制芯片，控制芯片为单片机。
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