CN213337815U - 绝缘检测电路、电池管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种绝缘检测电路、电池管理系统和车辆，该绝缘检测电路包括第一分压支路、第一采样支路、第二分压支路、第二采样支路和电压采集支路，其中，第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，第一采样支路的第一端分别与第一分压支路的第二端和电压采集支路连接，第一采样支路的第二端接地，第二分压支路的第一端与待检测电池的负极连接，第二采样支路的第一端分别与第二分压支路的第二端和电压采集支路连接，第二采样支路的第二端接地。通过第一采样支路和第二采样支路调整采样电阻的大小，在电池电压浮动和绝缘电阻阻值浮动的的情况下，提高了绝缘电阻阻值检测的精度。

Description

绝缘检测电路、电池管理系统和车辆

技术领域

本公开涉及电路领域，具体地，涉及一种绝缘检测电路、电池管理系统和车辆。

背景技术

随着电动车辆的应用越来越广泛，车辆安全性也得到高度重视。电动车辆电池组的电压远远超过人体安全电压，电池组的绝缘问题直接影响乘车人员的安全，所以电池组的绝缘检测非常重要。绝缘检测是检测电池与地的实时阻抗值，通过该阻抗值反应电池组与地之间的绝缘性能。

在相关技术中，绝缘检测电路的技术主要是分别检测电池正极与地的第一阻抗值，以及电池负极与地的第二阻抗值。发明人发现：在相关技术中，受到电池电压浮动的影响，绝缘检测电路的精度差，容易误检测。

实用新型内容

为了解决上述问题，本公开提供一种绝缘检测电路、电池管理系统和车辆。

第一方面，本公开提供一种绝缘检测电路，包括第一分压支路、第一采样支路、第二分压支路、第二采样支路和电压采集支路，其中：

所述第一分压支路，包括串联连接的第一电阻和第一开关，所述第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，所述第一分压支路的第二端与所述第一采样支路的第一端连接；

所述第一采样支路，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，所述第一采样支路的第一端分别与所述第一分压支路和所述电压采集支路连接，所述第一采样支路的第二端接地；

所述第二分压支路，包括串联连接的第二电阻和第二开关，所述第二分压支路的第一端与所述待检测电池的负极连接，所述第二分压支路的第二端与所述第二采样支路的第一端连接；

所述第二采样支路，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，所述第二采样支路的第一端分别与所述第二分压支路和所述电压采集支路连接，所述第二采样支路的第二端接地；

所述电压采集支路，用于采集所述第一采样支路两端的第一电压和所述第二采样支路两端的第二电压。

可选地，所述第一采样支路，包括第三电阻、第四电阻和第三开关，所述第三电阻的第一端作为所述第一采样支路的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第三开关与所述第四电阻并联连接；所述第二采样支路，包括第五电阻、第六电阻和第四开关，所述第五电阻的第一端作为所述第二采样支路的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第四开关与所述第六电阻并联连接。

可选地，所述第一采样支路还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一滤波电容的另一端接地；所述第二采样支路还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第二滤波电容的另一端接地。

可选地，所述第三开关和所述第四开关使用MOS晶体管。

可选地，所述电路还包括第一控制支路，其中：所述第一控制支路分别与所述电压采集支路、所述第三开关和所述第四开关连接，所述第一控制支路，用于控制所述第三开关和第四开关的闭合或者断开。

可选地，所述电压采集支路，包括第一放大支路和第二放大支路，其中：所述第一放大支路的第一输入端与所述第一采样支路的第一端连接，第二输入端接地，所述第一放大支路的输出端与所述第一控制支路连接；所述第二放大支路的第三输入端与所述第二采样支路的第一端连接，第四输入端接地，所述第二放大支路的输出端与所述第一控制支路连接。

可选地，所述第一开关和所述第二开关是光电耦合器，所述第一电阻和第二电阻是高精度电阻，所述高精度电阻是精度大于或等于±0.1％的电阻。

可选地，所述电路还包括第二控制支路，其中：所述第二控制支路分别与所述第一开关和所述第二开关连接，所述第二控制支路用于控制所述第一开关和所述第二开关的闭合与断开。

第二方面，本公开提供了一种电池管理系统，包括第一方面所述的绝缘检测电路。

第三方面，本公开提供了一种车辆，包括第一方面所述的绝缘检测电路。

采用上述技术方案，第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，第一采样支路的第一端分别与第一分压支路的第二端和电压采集支路连接，第一采样支路的第二端接地，第二分压支路的第一端与待检测电池的负极连接，第二采样支路的第一端分别与第二分压支路的第二端和电压采集支路连接，第二采样支路的第二端接地。通过第一采样支路和第二采样支路调整采样电阻的大小，在电池电压浮动的情况下，提高了绝缘电阻阻值检测的精度。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的一种绝缘检测电路的示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种绝缘检测电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在下文中的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

首先，对本公开的应用场景进行说明。本公开可以应用于电动车辆电池的绝缘检测，在相关技术中，绝缘检测电路的技术主要是分别检测电池正极与地的第一阻抗值，以及电池负极与地的第二阻抗值。发明人发现：电动车辆的电池电压浮动范围较大，一般在60V到600V的范围内变化，导致相关技术中的绝缘检测电路的精度误差较大，例如超过20％。

为了解决上述技术问题，本公开提供一种绝缘检测电路、电池管理系统和车辆，该绝缘检测电路包括第一分压支路、第一采样支路、第二分压支路、第二采样支路和电压采集支路，其中，第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，第一采样支路的第一端分别与第一分压支路的第二端和电压采集支路连接，第一采样支路的第二端接地，第二分压支路的第一端与待检测电池的负极连接，第二采样支路的第一端分别与第二分压支路的第二端和电压采集支路连接，第二采样支路的第二端接地。通过第一采样支路和第二采样支路调整采样电阻的大小，在电池电压浮动的情况下，提高了绝缘电阻阻值检测的精度。

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。

图1是本公开实施例提供的一种绝缘检测电路的示意图，如图1所示，该绝缘检测电路包括：第一分压支路101、第一采样支路102、第二分压支路103、第二采样支路104和电压采集支路105，其中：

第一分压支路101，包括串联连接的第一电阻R1和第一开关K1，第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，第一分压支路的第二端与第一采样支路的第一端连接。

第一采样支路102，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，第一采样支路的第一端与第一分压支路和电压采集支路分别连接，第一采样支路的第二端接地。示例地，该第一采样支路可以包括一个或多个电阻，或者包括一个或多个可变电阻。

第二分压支路103，包括串联连接的第二电阻R2和第二开关K2，第二分压支路的第一端与待检测电池的负极连接，第二分压支路的第二端与第二采样支路的第一端连接。

第二采样支路104，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，第二采样支路的第一端分别与第二分压支路和电压采集支路连接，第二采样支路的第二端接地。示例地，该第二采样支路可以包括一个或多个电阻，或者包括一个或多个可变电阻。

电压采集支路用于采集第一采样支路两端的第一电压V1，以及采集第二采样支路两端的第二电压V2。

上述第一分压支路的作用是把待检测电池正极输出的电压通过第一电阻和第一采样支路进行分压，分压后方便电压采集支路进行采集。需要说明的是，如图1所示的第一分压支路的第一电阻与第一开关的串联关系只是示例，第一分压支路可以是第一电阻与待检测电池的正极连接，也可以是第一开关与待检测电池的正极连接，本公开对此并不限定。另外，第一分压支路中还可以包含与第一电阻串联连接的一个或多个电阻。

同样地，上述第二分压支路的作用和结构与第一分压支路类似，通过第二电阻和第二采样支路对待检测电池负极输出的电压进行分压，方便电压采集支路进行采集。

这样，通过上述绝缘检测电路可以得到第一采样支路两端的第一电压V1和第二采样支路两端的第二电压V2，通过第一电压V1、第二电压V2、第一电阻R1的阻值、第二电阻R2的阻值、第一采样支路中的采样电阻的阻值、第二采样支路中的采样电阻的阻值以及电池总电压，可以获得电池正极与地的绝缘电阻阻值(也就是图1中Rp的阻值)，以及电池负极与地的绝缘电阻阻值(也就是图1中Rn的阻值)。上述电池总电压是电池的正负极之间的电压，该电压可以是电池的预设值，也可以是通过相关技术中的电压采集电路获取的电压值。另外需要说明的是，获取上述绝缘阻抗值的方式可以参考相关技术中的具体实现，本公开不再赘述。

图2是本公开实施例提供的另一种绝缘检测电路的示意图，如图2所示，该绝缘检测电路可以包括：第一分压支路101、第一采样支路102、第二分压支路103、第二采样支路104和电压采集支路105，其中：

第一采样支路102，包括第三电阻R3、第四电阻R4和第三开关K3，第三电阻的第一端作为第一采样支路的第一端，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端接地，第三开关与第四电阻并联连接。

这样，在第三开关闭合的情况下，第三电阻作为第一采样支路的采样电阻，可以用于电池电压大于第一预设阈值或者绝缘电阻阻值大于第二预设阈值的情况下的绝缘检测；在第三开关断开的情况下，第三电阻和第四电阻共同作为第一采样支路的采样电阻，可以用于电池电压小于或等于第一预设阈值，或者绝缘电阻阻值小于或等于第二预设阈值情况下的绝缘检测，此时通过增大采样电阻的阻值，在电池电压相对较小或绝缘电阻阻值相对较小的情况下提高绝缘电阻阻值的测量精度。

第二采样支路104，包括第五电阻R5、第六电阻R6和第四开关K4，第五电阻的第一端作为第二采样支路的第一端，第五电阻的第二端与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端接地，第四开关与第六电阻并联连接。

需要说明的是，第二采样支路的工作原理与第一采样支路类似，参考上述第一采样支路的具体说明，此处不再赘述。

可选地，在本公开的另一实施例中，第一采样支路还可以包括第一滤波电容C1，第一滤波电容的一端与第三电阻的第一端连接，第一滤波电容的另一端接地。同样地，第二采样支路也还可以包括第二滤波电容C2，第二滤波电容的一端与第二电阻的第一端连接，第二滤波电容的另一端接地。

这样，通过上述第一滤波电容或第二滤波电容可以提高检测精度。

需要说明的是，上述第一滤波电容还可以与一个或多个不同规格的滤波电容并联，用于过滤不同的信号，增强稳定性，取得更高的检测精度。同样的，上述第二滤波电容也可以与一个或多个不同规格的滤波电容并联。

可选地，上述第三开关K3和第四开关K4可以使用MOS晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)，例如使用NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)，或者PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor，P型金属-氧化物-半导体)。使用MOS晶体管可以降低功耗。

可选地，在本公开的另一实施例中，上述绝缘检测电路还可以包括第一控制支路201，其中：第一控制支路分别与第三开关和第四开关连接，用于控制第三开关和第四开关的闭合或者断开。

上述第一控制支路201可以包括：控制器2011、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14，其中该控制器可以是单片机等控制器件，该控制器的第一输出端连接到电阻R11和电阻R12，电阻R11的另一端连接到K3，电阻R12的另一端接地；该控制器的第二输出端连接到与电阻R13和电阻R14，电阻，电阻R13的另一端连接到K4，电阻R14的另一端接地。该控制器的第一输入端与电压采集支路连接，可以用于获取第一采样支路两端的第一电压V1；该控制器的第二输入端也与电压采集支路连接，可以用于获取第二采样支路两端的第二电压V2。这样，该控制器可以根据第一电压控制第三开关的闭合或者断开，并根据第二电压控制第四开关的闭合或者断开。上述控制第三开关或第四开关的方式包括以下四种：

方式一：在第一电压小于预设第一电压阈值的情况下，断开第三开关。

方式二：在第一电压大于或等于预设第一电压阈值的情况下，闭合第三开关。

方式三：在第二电压小于预设第二电压阈值的情况下，断开第四开关；

方式四：在第二电压大于或等于预设第二电压阈值的情况下，闭合所述第四开关。

其中，上述预设第一电压阈值与待测量电池的电压或带测量的绝缘电阻阻值有关，可以根据多次试验确定一个最优值，示例地，预设第一电压阈值可以是10mV到1000mV之间的任意数值，例如可以是10mV、100mV、200mV、400mV、500mV、800mv、1000mV。同样地，上述预设第二电压阈值也可以按照同样的方式确定。上述预设第一电压阈值和预设第二电压阈值可以相等，也可以不相等，本公开对此不作限定。

这样，通过该第一控制支路，可以根据检测到的第一电压自动调整第三开关的闭合和断开，在第一电压较小情况下，通过增大采样电阻的阻值，提高绝缘检测精度。同样的，可以根据检测到的第二电压自动调整第四开关的闭合和断开，在第二电压较小情况下，通过增大采样电阻的阻值，提高绝缘检测精度。

可选地，在本公开的另一实施例中，上述电压采集支路，包括第一放大支路和第二放大支路，其中：

第一放大支路的第一输入端与第一采样支路的第一端连接，第二输入端接地，第一放大支路的输出端与第一控制支路连接。

第二放大支路的第三输入端与第二采样支路的第一端连接，第四输入端接地，第二放大支路的输出端与所述第一控制支路连接。

上述第一放大支路可以包括第一放大器，第一放大支路的第一输入端可以是第一放大器的同相输入端，第二输入端可以是第一放大器的反相输入端；同样地，上述第二放大支路可以包括第二放大器，第二放大支路的第三输入端可以是第二放大器的反相输入端，第四输入端可以是第二放大器的同相输入端。

通过上述第一放大支路和第二放大支路，将采集支路输出的电压进行放大，方便进行电压采集和测量。

可选地，在本公开的另一实施例中，上述第一开关和第二开关是光电耦合器，上述第一电阻和第二电阻可以是精度大于或等于±0.1％的高精度电阻，例如可以是±0.1％、±0.05％、±0.02％或者±0.01％。这样，可以进一步提高绝缘检测的精度。

可选地，在本公开的另一实施例中，上述绝缘检测电路还包括第二控制支路202，其中：

第二控制支路分别与第一开关和第二开关连接，用于控制第一开关和第二开关的闭合与断开，示例地，该第二控制支路中可以按照固定周期控制第一开关和第二开关，第一周期控制第一开关闭合且第二开关断开；第二周期控制第二开关闭合且第一开关断开；第三周期再控制第一开关闭合且第二开关断开；按照这样的规律进行周期性控制。

这样，电压采集支路可以用于：在第一开关闭合的情况下，采集第一采样支路两端的第一电压；在所述第二开关闭合的情况下，采集第二采样支路两端的第二电压。

在本公开另一示例性实施例中提供一种电池管理系统，该电池管理系统包括以上图1或图2所述的绝缘检测电路。

在本公开另一示例性实施例中提供一种车辆，该车辆包括以上图1或图2所述的绝缘检测电路。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种绝缘检测电路，其特征在于，包括第一分压支路、第一采样支路、第二分压支路、第二采样支路和电压采集支路，其中：

所述第一分压支路，包括串联连接的第一电阻和第一开关，所述第一分压支路的第一端与待检测电池的正极连接，所述第一分压支路的第二端与所述第一采样支路的第一端连接；

所述第一采样支路，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，所述第一采样支路的第一端分别与所述第一分压支路和所述电压采集支路连接，所述第一采样支路的第二端接地；

所述第二分压支路，包括串联连接的第二电阻和第二开关，所述第二分压支路的第一端与所述待检测电池的负极连接，所述第二分压支路的第二端与所述第二采样支路的第一端连接；

所述第二采样支路，用于调整绝缘检测使用的采样电阻的阻值或数目，所述第二采样支路的第一端分别与所述第二分压支路和所述电压采集支路连接，所述第二采样支路的第二端接地；

所述电压采集支路，用于采集所述第一采样支路两端的第一电压和所述第二采样支路两端的第二电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述第一采样支路，包括第三电阻、第四电阻和第三开关，所述第三电阻的第一端作为所述第一采样支路的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述第三开关与所述第四电阻并联连接；

所述第二采样支路，包括第五电阻、第六电阻和第四开关，所述第五电阻的第一端作为所述第二采样支路的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第四开关与所述第六电阻并联连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述第一采样支路还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一滤波电容的另一端接地；

所述第二采样支路还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第二滤波电容的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第三开关和所述第四开关使用MOS晶体管。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第一控制支路，其中：

所述第一控制支路分别与所述电压采集支路、所述第三开关和所述第四开关连接，所述第一控制支路，用于控制所述第三开关和第四开关的闭合或者断开。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电压采集支路，包括第一放大支路和第二放大支路，其中：

所述第一放大支路的第一输入端与所述第一采样支路的第一端连接，第二输入端接地；

所述第二放大支路的第三输入端与所述第二采样支路的第一端连接，第四输入端接地。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关是光电耦合器，所述第一电阻和第二电阻是高精度电阻，所述高精度电阻是精度大于或等于±0.1％的电阻。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二控制支路，其中：

所述第二控制支路分别与所述第一开关和所述第二开关连接，所述第二控制支路用于控制所述第一开关和所述第二开关的闭合与断开。

9.一种电池管理系统，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的绝缘检测电路。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的绝缘检测电路。

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