CN206074693U - 绝缘电阻检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘电阻检测电路包括电池组、信号源、第一及第二电容、第一及第二开关、第一至第七电阻。电池组的正极通过第一电容接地，并通过第一电阻接地。电池组的负极通过第二电容接地，并通过第二电阻接地。第一开关的第一端与通过第三电阻接地，第一开关的第二端与电池组的正极相连。第二开关的第一端通过第四电阻接地，第二开关的第二端与电池组的负极相连。信号源的第一端与第五电阻的第一端相连，第五电阻的第二端通过第六电阻与电池组的正极相连，并通过第七电阻与电池组的负极相连，信号源的第二端接地。上述绝缘电阻检测电路能快速且准确地检测出电动汽车的绝缘电阻阻值。

Description

绝缘电阻检测电路
【技术领域】
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种应用于电动汽车的绝缘电阻检测电路。
【背景技术】
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。由于电动汽车带强电，因此，为了确保用户的安全，电动汽车需要具有较好的绝缘性。为了确保电动汽车具有较好的绝缘性，绝缘电阻检测越来越受到重视。
现有的电池管理系统大都采用低频信号注入法进行绝缘电阻检测。为了满足电动汽车的EMC要求，电池管理系统中Y电容的电容值通常会被增加。当Y电容的电容值过大时，Y电容会影响低频信号注入法检测的绝缘电阻的阻值，从而导致绝缘电阻测量不准的问题。
鉴于以上内容，实有必要提供一种新型的绝缘电阻检测电路以克服以上缺陷。
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种能快速且准确地检测出电动汽车的绝缘电阻阻值的绝缘电阻检测电路。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种绝缘电阻检测电路，所述绝缘电阻检测电路包括电池组、信号源、第一电容、第二电容、第一开关、第二开关及第一至第七电阻，所述电池组的正极通过所述第一电容接地，并通过所述第一电阻接地，所述电池组的负极通过所述第二电容接地，并通过所述第二电阻接地，所述第一开关的第一端与通过所述第三电阻接地，所述第一开关的第二端与所述电池组的正极相连，所述第二开关的第一端通过所述第四电阻接地，所述第二开关的第二端与所述电池组的负极相连，所述信号源的第一端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻与所述电池组的正极相连，并通过所述第七电阻与所述电池组的负极相连，所述信号源的第二端接地。
进一步地，当所述第一开关及所述第二开关闭合时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值减去所述第一开关及所述第二开关断开时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值小于或等于参考值时，所述第一开关及所述第二开关断开；当所述第一开关及所述第二开关闭合时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值减去所述第一开关及所述第二开关断开时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值大于所述参考值时，所述第一开关及所述第二开关闭合。
进一步地，所述第一电阻为所述电池组的正极对地绝缘电阻，所述第二电阻为所述电池组的负极对地绝缘电阻。
进一步地，所述第一电容及所述第二电容均为Y电容。
进一步地，所述信号源为方波信号源。
进一步地，所述信号源为正负方波信号源。
进一步地，所述第三电阻的阻值等于所述第四电阻的阻值且大于或等于所述电池组的总电压的电压值乘以200。
进一步地，所述第六电阻的阻值等于所述第七电阻的阻值。
相比于现有技术，本实用新型通过闭合所述第一开关及所述第二开关使所述第三电阻及所述第四电阻接入电路，从而减少所述第一电容及所述第二电容的充放电时间，以使所述第五电阻的电压在控制模块采样的时间点上接近一条直线，并使所述控制模块能快速且准确地检测出所述电池组对车体的绝缘电阻阻值，从而有效地避免了因所述第一电容及所述第二电容的容值过大而引起的绝缘电阻测量不准以及漏电误报警现象的发生，进而提高了绝缘电阻测量的准确度及漏电报警的可信度。即，所述绝缘电阻检测电路具有抗Y电容干扰的能力。
【附图说明】
图1为本实用新型的实施例提供的绝缘电阻检测电路的电路图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请参阅图1，图1为本实用新型的实施例提供的绝缘电阻检测电路10的电路图。所述绝缘电阻检测电路10包括电池组12、信号源16、第一电容C1、第二电容C2、第一开关S1、第二开关S2及第一至第七电阻R1-R7。所述电池组12的正极通过所述第一电容C1接地，并通过所述第一电阻R1接地。所述电池组12的负极通过所述第二电容C2接地，并通过所述第二电阻R2接地。所述第一开关S1的第一端与通过所述第三电阻R3接地，所述第一开关S1的第二端与所述电池组12的正极相连。所述第二开关S2的第一端通过所述第四电阻R4接地，所述第二开关S2的第二端与所述电池组12的负极相连。所述信号源16的第一端与所述第五电阻R5的第一端相连，所述第五电阻R5的第二端通过所述第六电阻R6与所述电池组12的正极相连，并通过所述第七电阻R7与所述电池组12的负极相连，所述信号源16的第二端接地。
在本实施方式中，所述第一电阻R1为所述电池组12的正极对地绝缘电阻，所述第二电阻R2为所述电池组12的负极对地绝缘电阻，所述第一电容C1及所述第二电容C2均为Y电容，所述信号源16可以为方波信号源16，所述信号源16还可以为正负方波信号源16。所述第三电阻R3的阻值等于所述第四电阻R4的阻值且大于或等于所述电池组12的总电压的电压值乘以200，所述第六电阻R6的阻值等于所述第七电阻R7的阻值。在其它实施方式中，所述第三电阻R3的阻值及所述第四电阻R4的阻值均可根据实际情况进行相应调整。
下面将对本实用新型绝缘电阻检测电路10的工作原理进行说明。
刚上电时，所述第一开关S1及所述第二开关S2默认为断开状态，所述信号源16发出振幅值为V，占空比为50％，周期为T的正负方波信号，所述方波信号的峰值为Uin。控制模块(如MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)、单片机等，图未示)通过采集模块(图未示)采集所述第五电阻R5的电压U1。由于所述第五至第七电阻R5-R7的阻值及所述第五电阻R5的电压U1已知，因此，所述控制模块可以计算出所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值Rpn1＝r5*Uin/U1-r6//r7-r5(等式一)，其中，r5代表所述第五电阻R5的阻值，r6代表所述第六电阻R6的阻值，r7代表所述第七电阻R7的阻值，r6//r7代表所述第六电阻R6与所述第七电阻R7的并联阻值。即，当所述第一开关S1及所述第二开关S2断开时，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值为Rpn1。
闭合所述第一开关S1及所述第二开关S2，所述控制模块通过所述采集模块采集所述第五电阻R5的电压U2。由于所述第五至第七电阻R5-R7的阻值及所述第五电阻R5的电压U2已知，因此，所述控制模块可以根据由等式一计算出所述第一电阻R1与所述第二电阻R2并联且所述第三电阻R3与所述第四电阻R4并联后再并联的阻值Rpn2＝r5*Uin/U2-r6//r7-r5。由电阻并联公式可知，Rpn2＝(r1//r2*r3//r4)/(r1//r2+r3//r4)(等式二)，其中r1代表所述第一电阻R1的阻值，r2代表所述第二电阻R2的阻值，r3代表所述第三电阻R3的阻值，r4代表所述第四电阻R4的阻值，r1//r2代表所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值，r3//r4代表所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的并联阻值。由等式二可知，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值Rpn3＝(Rpn2*r3//r4)/(r3//r4-Rpn2)(等式三)。由于所述第三电阻R3及所述第四电阻R4的阻值及Rpn2已知，因此，所述控制模块可根据等式三计算出所述第一开关S1及所述第二开关S2闭合时，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值Rpn3。
计算出所述第一开关S1及所述第二开关S2断开时所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值Rpn1，以及所述第一开关S1及所述第二开关S2闭合时所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的并联阻值Rpn3后，所述控制模块判断Rpn3-Rpn1是否大于参考值λ。当Rpn3-Rpn1小于或等于所述参考值λ时，表明所述第一电容C1及所述第二电容C2的容值没有引起绝缘值误差的变化，所述控制模块控制所述第一开关S1及所述第二开关S2断开。当Rpn3-Rpn1大于所述参考值λ时，表明所述第一电容C1及所述第二电容C2的容值可以引起测量不准以及绝缘值偏小，所述控制模块控制所述第一开关S1及所述第二开关S2保持闭合状态，从而能快速且准确地测量出绝缘电阻的阻值。在本实施方式中，所述参考值λ的大小可根据实际情况进行相应调整。
在本实施方式中，所述第一电容C1及所述第二电容C2的充放电时间τ＝RC(等式三)，其中，R代表从电路的储能原件两端看进去的戴维南等效电路的等效电阻值，C代表所述第一电容C1及所述第二电容C2的容值。在等式四中，C的值是定值，当所述第一开关S1及所述第二开关S2闭合时，所述第三电阻R3及所述第四电阻R4接入电路，R的值变小，τ的值随之变小，即，所述第一电容C1及所述第二电容C2的充放电时间变短。所述信号源16可以在很短的时间内完成对所述第一电容C1及所述第二电容C2的充放电，以使所述第五电阻R5的电压在所述控制模块采样的时间点上接近一条直线，并使所述控制模块能快速准确地检测出所述电池组12对车体的绝缘电阻阻值，从而有效地避免了因所述第一电容C1及所述第二电容C2的容值过大而引起的绝缘电阻测量不准以及漏电误报警现象的发生，进而提高了绝缘电阻测量的准确度及漏电报警的可信度。由此可知，所述绝缘电阻检测电路10具有抗Y电容干扰的能力。
本实用新型通过闭合所述第一开关S1及所述第二开关S2使所述第三电阻R3及所述第四电阻R4接入电路，从而减少所述第一电容C1及所述第二电容C2的充放电时间，以使所述第五电阻R5的电压在所述控制模块采样的时间点上接近一条直线，并使所述控制模块能快速且准确地检测出所述电池组12对车体的绝缘电阻阻值，从而有效地避免了因所述第一电容C1及所述第二电容C2的容值过大而引起的绝缘电阻测量不准以及漏电误报警现象的发生，进而提高了绝缘电阻测量的准确度及漏电报警的可信度。即，所述绝缘电阻检测电路10具有抗Y电容干扰的能力。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (8)

1.一种绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述绝缘电阻检测电路包括电池组、信号源、第一电容、第二电容、第一开关、第二开关及第一至第七电阻，所述电池组的正极通过所述第一电容接地，并通过所述第一电阻接地，所述电池组的负极通过所述第二电容接地，并通过所述第二电阻接地，所述第一开关的第一端与通过所述第三电阻接地，所述第一开关的第二端与所述电池组的正极相连，所述第二开关的第一端通过所述第四电阻接地，所述第二开关的第二端与所述电池组的负极相连，所述信号源的第一端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻与所述电池组的正极相连，并通过所述第七电阻与所述电池组的负极相连，所述信号源的第二端接地。
2.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：当所述第一开关及所述第二开关闭合时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值减去所述第一开关及所述第二开关断开时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值小于或等于参考值时，所述第一开关及所述第二开关断开；当所述第一开关及所述第二开关闭合时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值减去所述第一开关及所述第二开关断开时所述第一电阻与所述第二电阻的并联阻值大于所述参考值时，所述第一开关及所述第二开关闭合。
3.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述第一电阻为所述电池组的正极对地绝缘电阻，所述第二电阻为所述电池组的负极对地绝缘电阻。
4.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述第一电容及所述第二电容均为Y电容。
5.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述信号源为方波信号源。
6.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述信号源为正负方波信号源。
7.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述第三电阻的阻值等于所述第四电阻的阻值且大于或等于所述电池组的总电压的电压值乘以200。
8.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述第六电阻的阻值等于所述第七电阻的阻值。
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