CN208110015U - 一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路，包括电源模块，包括绝缘检测单元、分压单元和匹配单元；绝缘检测单元包括串联连接的第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，分压单元包括依次串联连接的第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻；第一绝缘电阻和第二绝缘电阻的串联线路；匹配单元包括第一匹配电阻、第一开关、第二匹配电阻和第二开关；并且，与第一开关串联连接的第一匹配电阻与第一分压电阻并联连接，与第二开关串联的第二匹配电阻与第四分压电阻并联连接。所述电路使整车绝缘阻抗的检测不再受到整车寄生电容的影响，测试方式简单，能够很好的满足整车上电自检阶段的要求。

Description

一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路

技术领域

本实用新型涉及车辆电源控制技术领域，尤其涉及一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路。

背景技术

现有技术中检测绝缘电阻的方法主要为低频脉冲输入法；其中，如图1所示为这种方法下应用的电路，其中，所述电路包括检测信号输入端，用于接收数字量脉冲信号；基准电压源、缓冲器、检测电容、电压跟随器；该方案属于利用缓冲器实现信号驱动及提供模拟量脉冲信号，使MCU可以根据反馈信号输出端提供的电压反馈信号，从而计算出绝缘电阻的阻值。

但是现有这种电路本身对于高低压之间的寄生电容有很大的影响，一旦这种寄生电容较大的话，就会导致整个BMS检测绝缘电阻的误差偏大，同时整个电路达到稳定测量绝缘电阻的时间要求的是很长的，不能满足整车的使用工况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路，包括电源模块，包括绝缘检测单元、分压单元和匹配单元；所述电源模块、绝缘检测单元和分压单元相互并联连接；

所述绝缘检测单元包括串联连接的第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，所述分压单元包括依次串联连接的第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻；所述第一绝缘电阻的另一端和第一分压电阻的另一端均与电源模块的正极相连，所述第二绝缘电阻的另一端和第四分压电阻的另一端均与电源模块的负极相连；并且，所述第一绝缘电阻和第二绝缘电阻的串联线路，以及第二分压电阻和第三分压电阻的串联线路均与接地线路相连；

所述匹配单元包括第一匹配电阻、第一开关、第二匹配电阻和第二开关；并且，所述第一匹配电阻与第一开关的串联线路，与所述第一分压电阻并联，所述第二匹配电阻与第二开关的串联线路，与所述第四分压电阻并联。

进一步地，所述第一分压电阻和第一匹配电阻的并联线路上外接有第一绝缘电压检测器；并且所述并联线路与第一分压电阻和第二分压电阻的串联线路相连。

进一步地，所述第四分压电阻和第二匹配电阻的并联线路上外接有第二绝缘电压检测器；并且所述并联线路与所述第三分压电阻和第四分压电阻的串联线路相连。

进一步地，所述第一开关包括第一继电器，所述第二开关包括第二继电器。

进一步地，所述电源模块包括多个串联连接的电池模组。

进一步地，所述电池模组包括多个串联连接的电池单体。

进一步地，在所述电池模组与所述电池模组之间设置有维修开关。

本实用新型提供的电路属于平衡桥方法的绝缘电阻检测电路，能够准确获得第一绝缘电阻和第二绝缘电阻，也就是电池组正负极分别对于整车地之间的绝缘电阻。使整车绝缘阻抗的检测不再受到整车寄生电容的影响，整个电路测试方式简单，测试数据准确，能够很好的满足整车上电自检阶段的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为现有技术方案状态下电池管理方案中的绝缘电阻检测电路；

图2为本实用新型提供的车辆电池管理系统中的绝缘电阻检测电路。

图中：第一分压电阻1，第二分压电阻2，第三分压电阻3，第四分压电阻4，第一绝缘电阻5，第二绝缘电阻6，第一匹配电阻7，第一开关8，第二匹配电阻9，第二开关10。

具体实施方式

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作出创造性劳动的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。

其中，本实用新型为平衡桥方法的绝缘电阻检测电路，能够使整车绝缘阻抗的检测不再受到整车寄生电容很大的影响，且为快捷的绝缘电阻检测方案。

实施例：

本实用新型提供了一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路，包括电源模块，包括绝缘检测单元、分压单元和匹配单元；所述电源模块、绝缘检测单元和分压单元相互并联连接；

具体地，如图2所示，所述绝缘检测单元包括串联连接的第一绝缘电阻5(Rp)和第二绝缘电阻6(Rn)，所述分压单元包括依次串联连接的第一分压电阻1(R1)、第二分压电阻2(R2)、第三分压电阻3(R3)和第四分压电阻4(R4)；所述第一绝缘电阻5(Rp)的另一端和第一分压电阻1(R1)的另一端均与电源模块的正极相连，所述第二绝缘电阻6(Rn)的另一端和第四分压电阻4(R4)的另一端均与电源模块的负极相连；并且，所述第一绝缘电阻5(Rp)和第二绝缘电阻6(Rn)的串联线路，以及第二分压电阻2(R2)和第三分压电阻3(R3)的串联线路均与接地线路相连；

所述匹配单元包括第一匹配电阻7(R5)、第一开关8(T1)、第二匹配电阻9(R6)和第二开关10(T2)；并且，所述第一匹配电阻7(R5)与第一开关8(T1)的串联线路，与所述第一分压电阻1(R1)并联，所述第二匹配电阻9(R6)与第二开关10(T2)的串联线路，与所述第四分压电阻4(R4)并联。

进一步地，所述第一分压电阻1(R1)和第一匹配电阻7(R5)的并联线路上外接有第一绝缘电压检测器；并且所述并联线路与第一分压电阻1(R1)和第二分压电阻2(R2)的串联线路相连。

其中，所述第四分压电阻4(R4)和第二匹配电阻9(R6)的并联线路上外接有第二绝缘电压检测器；并且所述并联线路与所述第三分压电阻3(R3)和第四分压电阻4(R4)的串联线路相连。

具体地，所述第一开关8(T1)包括第一继电器，所述第二开关10(T2)包括第二继电器。

其中，所述电源模块包括多个串联连接的电池模组。

进一步地，所述电池模组包括多个串联连接的电池单体。

进一步地，在所述电池模组与所述电池模组之间设置有维修开关。

下面依据对应的电路架构图图2给予说明：

从图中看出，高低压电池之间连接了若干检测电路，其中，Rp为电池包正极对整车地之间的绝缘电阻，Rn为电池包负极对车身地之间的绝缘电阻；Vp与Vn为检测网络分别在电阻检测网络中的外接电压检测器检测出的绝缘电压值，其中，这两个信号是输送至BMS电池管理系统低压一侧的检测电路中；同时匹配有T1、R5、R6和T2构成的匹配电阻网络，具体实施方案如下所示：

闭合T1、断开T2：

在这一工况之下，电路中的一个支路的情况为：R1和R5并联，该并联电路和R2串联，和R2串联得到的电路与RP并联；同时，另外一个支路的情况为，R3和R4的串联电路，与Rn相并联。

此时，若绝缘电压检测处检测的电压Vp和Vn分别读取到的数值为Vp1和Vn1。由此可以得到如下的表达式：

断开T1、闭合T2：

在这一工况之下：电路中的一个支路的情况为：串联连接的R1和R2，与Rp并联。另一个支路的情况为串联连接的R3和R4，与Rn并联，并且，R6与R4相并联。同时，随这两个支路就构成串联关系。

此时，若绝缘电压检测处检测的电压Vp和Vn分别读取到的数值为Vp2和Vn2。由此可以得到如下的表达式：

基于以上的计算公式，假设R2+(R1//R5)＝A，R3+R4＝B，R1+R2＝C，R3+(R4//R6)＝D；则公式(1)和(2)转化为公式(3)和公式(4)：

其中，在实际应用中，根据多次测试结果得到，应用在该绝缘检测电路中电阻的经验值分别为：R2＝R3＝50KΩ；R1＝R4＝R5＝R6＝5MΩ；将对应的经验值带入R2+(R1//R5)＝A，R3+R4＝B，R1+R2＝C，R3+(R4//R6)＝D，可得到A、B、C和D。

公式(3)和公式(4)，结合已知的A、B、C和D，以及测量得到的Vp1、Vp2、Vn1、Vn2的值；公式(3)和公式(4)组成带有两个未知数(Rp与Rn)的两个方程就可以解得到相应的Rp和Rn两个值；即为电池组正负极分别对于整车地之间的绝缘电阻。

需要说明的是，在根据公式(3)和公式(4)得到的绝缘电阻Rp和Rn后，根据就可得将Rn//Rp的值，用得到的数据作为绝缘电阻值的表征，将其上报到整车网络。

并且，因为考虑到电路工作过程中的精度问题，在向整车控制器上报获取到的表征绝缘电阻值的数据的时候，需要将该数据进行保守估计，选取合适的(一般偏小)的数据进行上报，以确保整车的安全。

本实用新型提供的电路属于基于平衡桥方案的绝缘电阻检测电路，能够计算出第一绝缘电阻Rp和第二绝缘电阻Rn，也就是电池组正负极分别对于整车地之间的绝缘电阻；进而得到上报到整车网络的用来表征绝缘电阻值的数据。整个电路网络测试方式简单，测试效率高且数据准确，可以很好的满足整车上电自检阶段的要求。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“电连接”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以使直接电连接，也可以通过中间媒介间接电连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆电池管理系统的绝缘电阻检测电路，包括电源模块，其特征在于，包括绝缘检测单元、分压单元和匹配单元；所述电源模块、绝缘检测单元和分压单元相互并联连接；

所述绝缘检测单元包括串联连接的第一绝缘电阻(5)和第二绝缘电阻(6)，所述分压单元包括依次串联连接的第一分压电阻(1)、第二分压电阻(2)、第三分压电阻(3)和第四分压电阻(4)；所述第一绝缘电阻(5)的另一端和第一分压电阻(1)的另一端均与电源模块的正极相连，所述第二绝缘电阻(6)的另一端和第四分压电阻(4)的另一端均与电源模块的负极相连；

所述匹配单元包括第一匹配电阻(7)、第一开关(8)、第二匹配电阻(9)和第二开关(10)；并且，所述第一匹配电阻(7)与第一开关(8)的串联线路，与所述第一分压电阻(1)并联，所述第二匹配电阻(9)与第二开关(10)的串联线路，与所述第四分压电阻(4)并联。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一绝缘电阻(5)和第二绝缘电阻(6)的串联线路与接地线路相连，并且，第二分压电阻(2)和第三分压电阻(3)的串联线路与接地线路相连。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一分压电阻(1)和第一匹配电阻(7)的并联线路上外接有第一绝缘电压检测器；并且所述并联线路与第一分压电阻(1)和第二分压电阻(2)的串联线路相连。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第四分压电阻(4)和第二匹配电阻(9)的并联线路上外接有第二绝缘电压检测器；并且所述并联线路与所述第三分压电阻(3)和第四分压电阻(4)的串联线路相连。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关(8)包括第一继电器，所述第二开关(10)包括第二继电器。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源模块包括多个串联连接的电池模组。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电池模组包括多个串联连接的电池单体。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，在所述电池模组与所述电池模组之间设置有维修开关。