CN206096402U - 一种绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车，所述绝缘电阻检测装置包括测试电阻Rm；开关单元，所述开关单元与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间，或者，连接于电池组的正极端与地端之间；电压测量单元，用于分别在开关单元断开和闭合时测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压以及电池组的正极端与负极端之间的电压中的任意两者；所述电压测量单元获取的电压用于计算电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。本申请的绝缘电阻检测装置，电路简单、成本低以及可靠性高。

Description

一种绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车
技术领域
本申请涉及一种绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车。
背景技术
目前大容量高电压的电池组广泛应用于动力和能源等各个领域，其直流电压已经超过人体所能承受的安全电压。使用过程中电池组的绝缘性能下降，可能会造成人员的触电。因此像在电动汽车领域，根据《GBT 18384.1-2001电动汽车安全要求第1部分：车载储能装置》的规定，绝缘电阻值除以动力电池组的标称电压所得值应该小于100Ω/V，否则就会引起安全事故。
要避免由于电池组的绝缘电阻的阻值下降而引起的安全事故，一个关键问题就是如何去监测电池组的绝缘电阻。申请号为200410029936.3的专利申请文件《适用于新能源汽车的高压直流绝缘监测装置》，其公开了一种适用于新能源汽车的高压直流绝缘监测装置，在装置本体内设置有激励源组件，通过连接惠斯通电桥组件去检测绝缘阻抗；这种装置具有测量值接近真实值、精度高、灵敏度高的优点，但由于其电路涉及器件较多，而且该装置对器件本身精度要求较高，从而导致硬件成本较高。
发明内容
本申请提供一种绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种绝缘电阻检测装置，用于电池组的检测，包括：
测试电阻Rm；
开关单元K，所述开关单元K与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间，或者，连接于电池组的正极端与地端之间；
电压测量单元，用于分别在开关单元K断开和闭合时测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压以及电池组的正极端与负极端之间的电压中的任意两者；所述电压测量单元获取的电压用于计算电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
在一较优实施例中，所述的绝缘电阻检测装置还包括控制单元，用于控制开关单元的断开和闭合，当控制单元控制开关单元的断开和闭合时分别向电压测量单元发送测量电压命令。
在一较优实施例中，所述的绝缘电阻检测装置还包括计算单元，用于根据所述电压测量单元获取的电压和测试电阻Rm的阻值来计算得到电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
在一较优实施例中，所述的绝缘电阻检测装置还包括警报单元，用于当所述计算单元计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时向用户进行提示。
在一较优实施例中，所述的绝缘电阻检测装置还包括切断单元，用于当所述计算单元计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时切断电池组的供电。
根据本申请的第二方面，本申请提供一种可自检的电池组，其包括上述任一种实施例中所述的绝缘电阻检测装置。
根据本申请的第三方面，本申请提供一种动力车，其包括上述的可自检的电池组。
本申请的有益效果是：
依上述实施的绝缘电阻检测装置、可自检的电池组及动力车，由于引入测试电阻Rm、开关单元K以及电压测量单元，通过电压测量单元分别在开关单元K断开和闭合时测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压以及电池组的正极端与负极端之间的电压中的任意两者，以计算电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻，电路简单、成本低以及可靠性高。
附图说明
图1为本申请一种实施例的绝缘电阻检测装置的结构示意图；
图2为本申请另一种实施例的绝缘电阻检测装置的结构示意图；
图3为本申请一种实施例的当开关单元K断开时可自检的电池组的等效电路图；
图4为本申请一种实施例的当开关单元K闭合时可自检的电池组的等效电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请公开了一种动力车，其包括一种可自检的电池组，这种可自检测的电池组包括一种绝缘电阻检测装置，绝缘电阻检测是用于电池组的检测。在一实施例中，请参照图1，绝缘电阻检测装置包括测试电阻Rm、开关单元K以及电压测量单元1，下面具体说明。
开关单元K与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间，或者，开关单元K与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间连接于电池组的正极端与地端之间，图1画出的是开关单元K与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间的示意图。
电压测量单元1用于分别在开关单元K断开和闭合时测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压以及电池组的正极端与负极端之间的电压中的任意两者；电压测量单元1获取的电压用于计算电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。例如，不妨以测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压这两者进行说明，在开关单元K断开时，电压测量单元1去测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压；在开关单元K闭合时，电压测量单元1又去测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压，这样总共得到四个电压值，根据这四个电压值以及测试电阻Rm的阻值就可以计算得到电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻以及电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
为了实现自动测量，如图2所示，在一较优实施例中，本申请的绝缘电阻检测装置还可以包括控制单元2。控制单元2用于控制开关单元K的断开和闭合，当控制单元2控制开关单元K的断开和闭合时分别向电压测量单元1发送测量电压命令，电压测量单元1接收到测量电压命令后，进行上述的电压测量。
在一较优实施例中，本申请的绝缘电阻检测装置还可以包括计算单元3。计算单元3用于根据电压测量单元1获取的电压和测试电阻Rm的阻值来计算得到电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
根据实际用途，本申请的绝缘电阻检测装置还可以包括警报单元4和/或切断单元5。警报单元4用于当计算单元3计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时向用户进行提示；切断单元5用于当计算单元3计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时切断电池组的供电。
下面对本申请的绝缘电阻检测装置的原理进行说明。
不妨以开关单元K与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间，并且电压测量单元1测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压这两者为例进行说明。
请参照图3，图3是当开关单元K断开时可自检的电池组的等效电路图，其中等效电阻Ra表示电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻，等效电阻Rb表示电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。当开关单元K断开时，测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压，不妨令Var1表示当开关单元K断开时测得的电池组的正极端与地端之间的电压，Vbr1表示当开关单元K断开时测得的电池组的负极端与地端之间的电压，因此根据基尔霍夫电流定律可得到式1：
请参照图4，图4是当开关单元K闭合时可自检的电池组的等效电路图。当开关单元K闭合时，测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压，不妨令Var2表示当开关单元K闭合时测得的电池组的正极端与地端之间的电压，Vbr2表示当开关单元K闭合时测得的电池组的负极端与地端之间的电压，因此根据基尔霍夫电流定律可得到式2：
由于Rm已知，Var1、Vbr1、Var2和Vbr2为四个测量得到的电压值，因此联立式1和式2，即可计算出电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻Ra以及电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻Rb。例如，通过简单的解方程知识，即可解得：
上述电池组的绝缘电阻的检测的过程中，可以先进行开关单元K闭合时的电压测量，也可以先进行开关单元K断开时的电压测量；需要注意的是，在不是处于电池组的绝缘电阻的检测的过程中，开关单元K是处于断开状态的，这样对整个电池组的输出阻抗就没有任何影响，因此，当对电池组的绝缘电阻的检测完成后，若此时开关单元K是处于闭合状态，则需要将开关单元K转换为断开状态，若此时开关单元K为断开状态，则维持开关单元K为断开状态即可。
本申请使用非常少的元器件，就能够实现对电池组的绝缘电阻的检测，检测精度取决于测试电阻Rm和电压的采样精度，其电路简单、成本低以及可靠性高。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种绝缘电阻检测装置，用于电池组的检测，其特征在于，包括：
测试电阻Rm；
开关单元，所述开关单元与测试电阻Rm串联连接于电池组的负极端与地端之间，或者，连接于电池组的正极端与地端之间；
电压测量单元，用于分别在开关单元断开和闭合时测量电池组的正极端与地端之间的电压、电池组的负极端与地端之间的电压以及电池组的正极端与负极端之间的电压中的任意两者；所述电压测量单元获取的电压用于计算电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
2.如权利要求1所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，还包括控制单元，用于控制开关单元的断开和闭合，当控制单元控制开关单元的断开和闭合时分别向电压测量单元发送测量电压命令。
3.如权利要求1所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，还包括计算单元，用于根据所述电压测量单元获取的电压和测试电阻Rm的阻值来计算得到电池组的正极端与地端之间的绝缘电阻和/或电池组的负极端与地端之间的绝缘电阻。
4.如权利要求3所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，还包括警报单元，用于当所述计算单元计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时向用户进行提示。
5.如权利要求3所述的绝缘电阻检测装置，其特征在于，还包括切断单元，用于当所述计算单元计算得到的绝缘电阻小于一预设的阈值时切断电池组的供电。
6.一种可自检的电池组，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的绝缘电阻检测装置。
7.一种动力车，其特征在于，包括如权利要求6所述的可自检的电池组。
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