CN206975115U - 绝缘电阻检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绝缘电阻检测电路，包括电池组、第一至第十电阻、第一至第七开关及模拟电源。本实用新型通过切换第一至第七开关的状态，使得模拟电源模拟电池组在电动汽车中的绝缘状态，采用第三电阻及第四电阻分别模拟电池组的正极对地绝缘电阻及电池组的负极对地绝缘电阻，在校准模式下，计算出第五电阻的阻值及第六电阻的阻值并根据第五电阻的经验阻值及第六电阻的经验阻值分别对第五电阻的阻值及第六电阻的阻值进行补偿，在正常工作模式时，利用补偿后的第五电阻的阻值及第六电阻的阻值计算出电池组的正极对地绝缘电阻及电池组的负极对地绝缘电阻，电路简单，响应快，成本低，安全性高，测量精准。

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】

近几年，新能源汽车行业迎来了爆发式增长。新能源电动汽车的续航能力越来越强，电池组的电压和容量也大大提高，因此，电动汽车带强电，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。

目前，电动汽车的绝缘检测模块都是进行一次校准后，安装到电动汽车，由于绝缘检测模块的电子元器件容易受到环境的影响，测量产生误差，随着时间的推移，绝缘检测模块的测量准确性逐渐下降，电动汽车的安全性得不到保障，当误差达到一定程度，绝缘检测模块将失去安全检测的作用，存在较大的安全隐患。

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。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种电路简单，响应快，成本低，安全性高，测量精准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，包括电池组、第一至第十电阻、第一至第七开关及模拟电源；所述电池组的正极与所述第一电阻的第一端相连，所述电池组的负极与所述第二电阻的第一端相连；所述第一电阻的第一端通过所述第一开关与所述第三电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电阻的第二端还通过所述第二开关与所述第三电阻的第二端相连；所述第二电阻的第一端通过所述第三开关与所述第四电阻的第一端相连；所述第四电阻的第二端通过所述第四开关与所述第二电阻的第二端相连；所述第三电阻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与所述第五开关的第一端相连；所述第四电阻的第一端与所述第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端与所述第六开关的第一端相连；所述第五开关的第二端与所述第六开关的第二端相连；所述第七电阻的第一端与所述第六电阻的第一端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与所述第六开关的第二端相连；所述第九电阻的第一端与所述第七电阻的第一端相连，所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端，所述第十电阻的第二端与所述第五电阻的第一端相连；所述模拟电源的第一端与所述第九电阻的第一端相连，所述模拟电源的第二端与所述第七开关的第一端相连，所述第七开关的第二端与所述第十电阻的第二端相连。

在一个优选实施方式中，断开所述第一开关及所述第三开关，闭合所述第二开关、所述第四开关及所述第七开关，分别闭合或断开所述第五开关及所述第六开关，通过计算获得所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值，并根据所述第五电阻的经验阻值及所述第六电阻的经验阻值分别对所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值进行补偿；闭合所述第一开关及所述第三开关，断开所述第二开关、所述第四开关及所述第七开关，分别闭合或断开所述第五开关及所述第六开关，根据补偿后的所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值通过计算获得所述第一电阻的阻值及所述第二电阻的阻值。

在一个优选实施方式中，所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第二端与电动汽车的车体相连。

在一个优选实施方式中，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。

在一个优选实施方式中，所述模拟电源的电压为40V。

本实用新型通过切换第一至第七开关的状态，使得所述模拟电源模拟所述电池组在电动汽车中的绝缘状态，采用所述第三电阻及所述第四电阻分别模拟所述电池组的正极对地绝缘电阻及所述电池组的负极对地绝缘电阻，在校准模式下，计算出所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值并根据所述第五电阻的经验阻值及所述第六电阻的经验阻值分别对所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值进行补偿，在正常工作模式时，利用补偿后的所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值计算出所述电池组的正极对地绝缘电阻及所述电池组的负极对地绝缘电阻，电路简单，响应快，成本低，安全性高，测量精准。

【附图说明】

图1为本实用新型实施方式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方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，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100的电路图。所述绝缘电阻检测电路100包括电池组V1、第一至第十电阻R1-R10、第一至第七开关S1-S7及模拟电源V2。所述电池组V1的正极与所述第一电阻R1的第一端相连，所述电池组V1的负极与所述第二电阻R2的第一端相连。所述第一电阻R1的第一端通过所述第一开关S1与所述第三电阻R3的第一端相连，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第二端相连，所述第一电阻R1的第二端还通过所述第二开关S2与所述第三电阻R3的第二端相连。所述第二电阻R2的第一端通过所述第三开关S3与所述第四电阻R4的第一端相连。所述第四电阻R4的第二端通过所述第四开关S4与所述第二电阻R2的第二端相连。所述第三电阻R3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的第二端与所述第五开关S5的第一端相连。所述第四电阻R4的第一端与所述第六电阻R6的第一端相连，所述第六电阻R6的第二端与所述第六开关S6的第一端相连。所述第五开关S5的第二端与所述第六开关S6的第二端相连。所述第七电阻R7的第一端与所述第六电阻R6的第一端相连，所述第七电阻R7的第二端与所述第八电阻R8的第一端相连，所述第八电阻R8的第二端与所述第六开关S6的第二端相连。所述第九电阻R9的第一端与所述第七电阻R7的第一端相连，所述第九电阻R9的第二端与所述第十电阻R10的第一端，所述第十电阻R10的第二端与所述第五电阻R5的第一端相连。所述模拟电源V2的第一端与所述第九电阻R9的第一端相连，所述模拟电源V2的第二端与所述第七开关S7的第一端相连，所述第七开关S7的第二端与所述第十电阻R10的第二端相连。

在本实施方式中，所述第一电阻R1的第二端及所述第二电阻R2的第二端与电动汽车的车体相连。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。所述模拟电源V2的电压为40V。

下面将对本实用新型绝缘电阻检测电路100的工作原理进行说明。

断开所述第一开关S1及所述第三开关S3，闭合所述第二开关S2、所述第四开关S4及所述第七开关S7，所述绝缘电阻检测电路100进入校准模式。控制模块(如MCU(MicroController Unit，微控制单元)、单片机等，图未示)通过采集模块(图未示)采集所述第八电阻R8的第一端的电压及所述第十电阻R10的第一端的电压。闭合所述第五开关S5，断开所述第六开关S6，所述采集模块采集所述第八电阻R8的第一端的电压v81及所述第十电阻R10的第一端的电压v101，所述控制模块根据所述第八电阻R8的第一端的电压v81及所述第十电阻R10的第一端的电压v101分别计算出所述第八电阻R8的第二端的电压V_n p1及所述第十电阻R10的第二端的电压V_total1，进而计算出第一比例系数k1＝(V_total1–V_np1)/V_np1(等式一)。断开所述第五开关S5，闭合所述第六开关S6，所述采集模块采集所述第八电阻R8的第一端的电压v82及所述第十电阻R10的第一端的电压v102，所述控制模块根据所述第八电阻R8的第一端的电压v82及所述第十电阻R10的第一端的电压v102分别计算出所述第八电阻R8的第二端的电压V_np2及所述第十电阻R10的第二端的电压V_total2，进而计算出第二比例系数k2＝(V_total2–V_np2)/V_np2(等式二)。r3＝(k2–k1)*r5/((k1-k2)*r5/(r8+r7)+(k1*(1+k2)))(等式三)，r4＝(k2–k1)*r6/(1+k1)(等式四)，其中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，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，r8代表所述第八电阻R8的阻值。由于所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第七电阻R7及所述第八电阻R8的阻值已知，因此，所述控制模块可根据等式一至等式四计算出所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6。所述控制模块根据所述第五电阻R5的经验阻值及所述第六电阻R6的经验阻值分别对所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6进行补偿，进而使获得的所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6更精准。

闭合所述第一开关S1及所述第三开关S3，断开所述第二开关S2、所述第四开关S4及所述第七开关S7，所述绝缘电阻检测电路100进入正常工作模式。闭合所述第五开关S5，断开所述第六开关S6，所述采集模块采集所述第八电阻R8的第一端的电压v83及所述第十电阻R10的第一端的电压v103，所述控制模块根据所述第八电阻R8的第一端的电压v83及所述第十电阻R10的第一端的电压v103分别计算出所述第八电阻R8的第二端的电压V_np3及所述第十电阻R10的第二端的电压V_total3，进而计算出第三比例系数k3＝(V_total3–V_np3)/V_np3。断开所述第五开关S5，闭合所述第六开关S6，所述采集模块采集所述第八电阻R8的第一端的电压v84及所述第十电阻R10的第一端的电压v104，所述控制模块根据所述第八电阻R8的第一端的电压v84及所述第十电阻R10的第一端的电压v104分别计算出所述第八电阻R8的第二端的电压V_np4及所述第十电阻R10的第二端的电压V_total4，进而计算出第四比例系数k4＝(V_total4–V_np4)/V_np4。r1＝(k4–k3)*r5/(k3-k4)*r5/(r8+r7)+(k3*(1+k4)))，r2＝(k4–k3)*r6/(1+k3)。

在本实施方式中，所述第三电阻R3及所述第四电阻R4为精密电阻，所述第三电阻R3模拟所述电池组12的正极对地绝缘电阻，所述第四电阻R4模拟所述电池组12的负极对地绝缘电阻。

本实用新型通过切换第一至第七开关S1-S7的状态，使得所述模拟电源V2模拟所述电池组V1在电动汽车中的绝缘状态，采用所述第三电阻R3及所述第四电阻R4分别模拟所述电池组12的正极对地绝缘电阻及所述电池组12的负极对地绝缘电阻，在校准模式下，计算出所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6并根据所述第五电阻R5的经验阻值及所述第六电阻R6的经验阻值分别对所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6进行补偿，在正常工作模式时，利用补偿后的所述第五电阻R5的阻值r5及所述第六电阻R6的阻值r6计算出所述电池组12的正极对地绝缘电阻r1及所述电池组12的负极对地绝缘电阻r2，电路简单，响应快，成本低，安全性高，测量精准。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，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 (5)

1.一种绝缘电阻检测电路，其特征在于：包括电池组、第一至第十电阻、第一至第七开关及模拟电源；所述电池组的正极与所述第一电阻的第一端相连，所述电池组的负极与所述第二电阻的第一端相连；所述第一电阻的第一端通过所述第一开关与所述第三电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端相连，所述第一电阻的第二端还通过所述第二开关与所述第三电阻的第二端相连；所述第二电阻的第一端通过所述第三开关与所述第四电阻的第一端相连；所述第四电阻的第二端通过所述第四开关与所述第二电阻的第二端相连；所述第三电阻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与所述第五开关的第一端相连；所述第四电阻的第一端与所述第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端与所述第六开关的第一端相连；所述第五开关的第二端与所述第六开关的第二端相连；所述第七电阻的第一端与所述第六电阻的第一端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与所述第六开关的第二端相连；所述第九电阻的第一端与所述第七电阻的第一端相连，所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端，所述第十电阻的第二端与所述第五电阻的第一端相连；所述模拟电源的第一端与所述第九电阻的第一端相连，所述模拟电源的第二端与所述第七开关的第一端相连，所述第七开关的第二端与所述第十电阻的第二端相连。

2.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：断开所述第一开关及所述第三开关，闭合所述第二开关、所述第四开关及所述第七开关，分别闭合或断开所述第五开关及所述第六开关，通过计算获得所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值，并根据所述第五电阻的经验阻值及所述第六电阻的经验阻值分别对所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值进行补偿；闭合所述第一开关及所述第三开关，断开所述第二开关、所述第四开关及所述第七开关，分别闭合或断开所述第五开关及所述第六开关，根据补偿后的所述第五电阻的阻值及所述第六电阻的阻值通过计算获得所述第一电阻的阻值及所述第二电阻的阻值。

3.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第二端与电动汽车的车体相连。

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。

5.如权利要求1所述的绝缘电阻检测电路，其特征在于：所述模拟电源的电压为40V。