CN207336698U - 一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，所述绝缘检测电路由第一电容和四组检测单元组成，每组检测单元由一个电阻和一个开关串联组成；第一检测单元一端连接动力电池组的正极，第二检测单元一端连接动力电池组的负极，第一检测单元另一端与第二检测单元另一端相连；第三检测单元一端连接动力电池组的负极，另一端与第四检测单元一端相连，第四检测单元另一端连接车身地；所述第一电容连接于第一检测单元和第二检测单元相连处与第三检测单元和第四检测单元相连处之间。本实用新型能够实现快速高效地检测电池高压系统与车身之间的绝缘阻值，防止高压电系统在绝缘故障情况下运行，以提高人车的安全性。

Description

一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路

技术领域

本实用新型属于电动车辆安全检测技术领域，涉及高压绝缘检测技术，具体涉及一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路。

背景技术

电动车的动力来源于其搭载的高压电池组，动力电池组的工作电压越高，则对电池高压系统和车身系统之间的绝缘性能的要求也越高。整车要求高压系统与低压系统必须完全隔离，防止漏电流大于人体安全电流时对人体造成伤害，或因绝缘问题影响车内控制器的性能。因此，动力电池系统需要有非常可靠的绝缘性，以保证电动车辆的正常运行和使用者的安全。

现有的绝缘检测方法主要有“电阻分压法”和“电桥平衡原理法”。其中，电阻分压法是通过在高压系统正负极对车身之间引入电阻，根据电阻分压的原理计算绝缘电阻阻值；而电桥平衡原理法是利用搭建的电桥结构，检测绝缘电阻低时电桥失衡产生的电压信号，进而测量绝缘电阻。

上述现有的两种绝缘检测方法中：

1、“电阻分压法”常需要引入电阻，人为造成绝缘降低，而且硬件结构比较复杂，操作及使用上不够便捷，导致检测效率降低；

2、“电桥平衡原理法”无法检测动力电池系统正、负极绝缘同等下降时的情况，导致该方法在实际运用中存在局限性，检测过程存在盲区，造成检测的可靠性降低。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，以实现快速高效地检测电池高压系统与车身之间的绝缘阻值，防止高压电系统在绝缘故障情况下运行，以提高人车的安全性。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，所述绝缘检测电路由第一电容和四组检测单元组成，每组检测单元由一个电阻和一个开关串联组成；

第一检测单元一端连接动力电池组的正极，第二检测单元一端连接动力电池组的负极，第一检测单元另一端与第二检测单元另一端相连；

第三检测单元一端连接动力电池组的负极，另一端与第四检测单元一端相连，第四检测单元另一端连接车身地；

所述第一电容连接于第一检测单元和第二检测单元相连处与第三检测单元和第四检测单元相连处之间。

进一步地，所述开关为普通开关、MOS管、光耦或磁耦。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路基于电容的放电电压公式原理，根据不同状态测得的电容两端电压，进而求出电池正极和负极对车身地的绝缘电阻值，设计原理简单、操作便捷、易实现；

2、本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路通过选择合适的电容值，即可得到稳定、准确度高、响应速度快及可靠的测量结果。

3、本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路通过电容的充电和放电，可以分别测量电池组正极和负极对车身地的绝缘电阻值，并且在正负极绝缘同时下降时也可以实现绝缘阻值分别测量的目的，结果准确，针对性强，便于绝缘下降后车辆的诊断和维修；

4、本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路通过控制开关实现电容的充放电，在系统关闭绝缘检测功能或断电时，所有开关断开，车辆的高低压系统之间不会因检测系统引入额外的绝缘电阻；

5、本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路中电容的充放电电压不会高于电池组电压，因此在进行绝缘检测时的电压等级与电池组相当，不会引入高于电池组电压的信号，对车辆原有高低压系统影响小。

附图说明

图1为本实用新型所述用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路原理图；

图2为本实用新型所述绝缘检测电路在电动车高压绝缘检测系统中的工作流程框图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的技术方案，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

本实用新型提供了一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，如图1所示，所述绝缘检测电路连接在动力电池组B和车身地GND之间，电池组正极对车身地的绝缘电阻为Rp，电池组负极对车身地的绝缘电阻为Rn，所述绝缘检测电路由第一电容C1和四组由电阻R和开关S串联组成的检测单元组成；其中，第一检测单元由第一电阻R1和第一开关S1串联组成；第二检测单元由第二电阻R2和第二开关S2串联组成；第三检测单元由第三电阻R3和第三开关S3串联组成；第四检测单元由第四电阻R4和第四开关S4串联组成；第一电阻R1的一端连接动力电池组B的正极，第一电阻R1的另一端与第一开关S1的一端连接，第二电阻R2的一端连接动力电池组B的负极，第二电阻R2的另一端与第二开关S2的一端连接，第二开关S2的另一端与第一开关S1的另一端相连，第三电阻R3的一端连接动力电池组B的负极，第三电阻R3的另一端与第三开关S3的一端连接，第三开关S3的另一端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第四开关S4的一端连接，第四开关S4的另一端连接车身地GND；所述第一电容C1连接于相邻的第一开关S1和第二开关S2之间的任意一点与相邻的第三开关S3和第四电阻R4之间任意一点。

所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4采用普通开关、MOS管、光耦、磁耦等具有开关功能的器件。

如图2所示，本实用新型所述绝缘检测电路在电动车高压绝缘检测系统中的具体工作过程如下：

步骤一：微控制器通过开关控制电路控制第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4均断开，绝缘检测处于初始状态，并准备进入第一状态；

步骤二：绝缘检测开始进行第一状态，微控制器通过开关控制电路控制第一开关S1和第三开关S3闭合，且第二开关S2和第四开关S4断开，此时，动力电池组B、第一电阻R1、第一电容C1以及第三电阻R3串联形成回路，电流从动力电池组B的正极流出，经过第一电阻R1、第一电容C1以及第三电阻R3后，流回动力电池组B的负极，第一电容C1充电；第一电容C1充电过程中，微控制器通过电压测量电路实时检测第一电容C1两端的电压，直至第一电容C1两端的电压达到动力电池电压U₀，微控制器对动力电池电压U₀进行记录，绝缘检测结束第一状态，并准备进入第二状态；

步骤三：绝缘检测开始进行第二状态，微控制器通过开关控制电路控制第一开关S1和第四开关S4闭合，且第二开关S2和第三开关S3断开，此时，第一电容C1、第一电阻R1、电池组正极对车身地绝缘电阻Rp以及第四电阻R4串联形成回路，第一电容C1放电；在电流从第一电容C1的一端流出，经过第一电阻R1、电池组正极对车身地绝缘电阻Rp和第四电阻R4后，流回第一电容C1的另一端的过程中，微控制器通过定时器检测到所经过的时间为第二状态时间t₂，微控制器通过电压测量电路检测第一电容C1两端的电压达到第二状态电压U₂，微控制器对第二状态时间t₂和第二状态电压U₂进行记录，绝缘检测结束第二状态，并准备进入第三状态；

步骤四：绝缘检测开始进行第三状态，微控制器通过开关控制电路再次控制第一开关S1和第三开关S3闭合，且第二开关S2和第四开关S4断开，此时，动力电池组B、第一电阻R1、第一电容C1以及第三电阻R3再次串联形成回路，第一电容C1再次充电；第一电容C1充电过程中，微控制器通过电压测量电路实时检测第一电容C1两端的电压，直至第一电容C1两端的电压再次达到动力电池电压U₀，微控制器对动力电池电压U₀进行记录，绝缘检测结束第三状态，并准备进入第四状态；

步骤五：绝缘检测开始进行第四状态，微控制器通过开关控制电路控制第二开关S2和第四开关S4闭合，且第一开关S1和第三开关S3断开，此时，第一电容C1、第二电阻R2、电池组负极对车身地绝缘电阻Rn以及第四电阻R4串联形成回路，第一电容C1放电；在电流从第一电容C1的一端流出，经过第二电阻R2、电池组负极对车身地绝缘电阻Rn和第四电阻R4后，流回第一电容C1的另一端的过程中，微控制器通过定时器检测到所经过的时间为第四状态时间t₃，微控制器通过电压测量电路检测第一电容C1两端的电压达到第四状态电压U₃，微控制器对第四状态时间t₃和第四状态电压U₃进行记录，绝缘检测结束第四状态，并准备进入计算和通信状态；

步骤六：进入计算和通信状态，根据电容的放电电压公式：

得到经过第一状态和第二状态后的第一电容C1两端的电压差公式为：

得到经过第三状态和第四状态后的第一电容C1两端的电压差公式为：

上述公式中：U₀为动力电池组电压；U₂为第二状态后第一电容两端电压，即前述第二状态电压；t₂为第二状态时间；U₃为第四状态后第一电容两端电压，即前述第四状态电压；t₃为第四状态时间；e为自然常数；C1为第一电容的电容量；R1为第一电阻的阻值；R2为第二电阻的阻值；R4为第四电阻的阻值；Rp为电池组正极对车身地绝缘电阻；Rn为电池组负极对车身地绝缘电阻；

上述公式中，除Rp和Rn以外，其他量均为已知量，通过上述公式的反向推导计算即可获得电池组正极对车身地绝缘电阻Rp和电池组负极对车身地绝缘电阻Rn，进而即可检测并判断动力电池组B与车身地GND之间的绝缘状态。

Claims (2)

1.一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，其特征在于：

所述绝缘检测电路由第一电容和四组检测单元组成，每组检测单元由一个电阻和一个开关串联组成；

第一检测单元一端连接动力电池组的正极，第二检测单元一端连接动力电池组的负极，第一检测单元另一端与第二检测单元另一端相连；

第三检测单元一端连接动力电池组的负极，另一端与第四检测单元一端相连，第四检测单元另一端连接车身地；

所述第一电容连接于第一检测单元和第二检测单元相连处与第三检测单元和第四检测单元相连处之间。

2.如权利要求1所述的一种用于电动车高压绝缘检测系统的绝缘检测电路，其特征在于：

所述开关为普通开关、MOS管、光耦或磁耦。