CN215263829U - 绝缘检测电路、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请适用于电动汽车安全检测技术领域，提供了一种绝缘检测电路、系统及车辆。上述绝缘检测电路包括基准电压单元、比较单元和测试单元。在对汽车进行绝缘检测时，比较单元采集车身的泄漏电压和接收基准电压，并根据泄漏电压和基准电压输出比较信号。测试单元采集泄漏电压和接收比较信号，并根据比较信号和泄漏电压输出检测信号给控制器。控制器根据检测信号判断车身的绝缘状态，实现对汽车绝缘性能的检测。本申请实施例提供的绝缘检测电路具有结构简单和操作简单的特点。

Description

绝缘检测电路、系统及车辆

技术领域

本申请属于电动汽车安全检测技术领域，尤其涉及一种绝缘检测电路、系统及车辆。

背景技术

随着新能源电动汽车的普及，汽车安全尤为重要。电动汽车绝缘检测是汽车安全中的一个重要检测项目。

传统电动汽车的绝缘检测电路包括多个控制开关，在对汽车绝缘性检测过程中需要多次切换开关，检测过程中操作步骤繁琐，检测效率低。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种绝缘检测电路、系统及车辆，可以解决传统绝缘检测电路在检测过程中操作步骤繁琐造成检测效率低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种绝缘检测电路，包括：

基准电压单元，用于输出基准电压；

比较单元，分别与所述基准电压单元和车辆的车身电连接，用于采集所述车身的泄漏电压和接收所述基准电压，并根据所述泄漏电压和所述基准电压输出比较信号；

测试单元，分别与所述比较单元、所述车身和控制器电连接，用于采集所述泄漏电压和接收所述比较信号，并根据所述比较信号和所述泄漏电压输出检测信号给所述控制器。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述比较单元包括第一电阻、第二电阻和比较器；

所述第一电阻的第一端用于与所述车身电连接，所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端电连接；所述第二电阻的第一端与所述基准电压单元电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的负向输入端电连接；所述比较器的输出端与所述测试单元电连接。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述测试单元包括第五电阻、第六电阻、可控硅和调压单元；

所述调压单元的输入端与所述比较单元电连接，所述调压单元的输出端与所述可控硅的控制极电连接；所述第五电阻的第一端与所述车身电连接，所述第五电阻的第二端与所述可控硅的阳极电连接；所述第六电阻的第一端分别与所述可控硅的阴极和所述控制器电连接，所述第六电阻的第二端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述调压单元包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述比较单元电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述可控硅的控制极电连接；所述第四电阻的第二端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述调压单元还包括第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述测试单元还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管的阴极与所述可控硅的控制极电连接。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述测试单元还包括开关管；

所述开关管的控制端用于与所述控制器电连接，所述第六电阻通过所述开关管接地。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述开关管为MOS管。

第二方面，本申请实施例提供了一种绝缘检测系统，包括信号注入单元、控制器和第一方面任一项所述的绝缘检测电路；

所述信号注入单元与车辆的直流母线电连接，用于向所述直流母线注入测试电压；

所述绝缘检测电路与所述车辆的车身电连接，用于采集所述车身的泄漏电压，并根据所述泄漏电压输出检测信号；

所述控制器用于根据所述检测信号判断所述车身的绝缘状态。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括第二方面任一项所述的绝缘检测系统。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

在对汽车进行绝缘检测时，比较单元采集车身的泄漏电压和接收基准电压，并根据泄漏电压和基准电压输出比较信号。测试单元采集泄漏电压和接收比较信号，并根据比较信号和泄漏电压输出检测信号给控制器。控制器根据检测信号判断车身的绝缘状态，实现对汽车绝缘性能的检测。本申请实施例提供的绝缘检测电路在检测过程中不需要进行多次开关的切换，简化了操作步骤，提高了检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的绝缘检测电路的原理框图；

图2是本申请一实施例提供的比较单元的电路连接示意图；

图3是本申请一实施例提供的测试单元的电路连接示意图；

图4是本申请另一实施例提供的测试单元的电路连接示意图；

图5是本申请一实施例提供的绝缘检测电路的电路连接示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图1示出了本申请一实施例提供的绝缘检测电路的原理框图。参见图1，绝缘检测电路可以包括基准电压单元100、比较单元200和测试单元300。

其中，比较单元200分别与基准电压单元100和车辆的车身400电连接，测试单元300分别与比较单元200、车身400和控制器500电连接。

具体地，在对汽车进行绝缘检测时，基准电压单元100输出基准电压。比较单元200采集车身400的泄漏电压和接收基准电压，并根据泄漏电压和基准电压输出比较信号。测试单元300采集泄漏电压和接收比较信号，并根据比较信号和泄漏电压输出检测信号给控制器500。控制器500根据检测信号判断车身400的绝缘状态，实现汽车的绝缘检测。本申请实施例提供的绝缘检测电路在检测过程中不需要进行多次开关的切换，简化了操作步骤，提高了检测效率。

需要说明的是，基准电压单元100可以利用汽车上的电源或备用电源进行供电，基准电压单元100输出的基准电压可以根据实际要求进行设定。

图2示出了本申请一实施例提供的比较单元的电路连接示意图。参见图2，比较单元200可以包括第一电阻R1、第二电阻R2和比较器U1。

其中，第一电阻R1的第一端与车身400电连接，第一电阻R1的第二端与比较器U1的正向输入端电连接。第二电阻R2的第一端与基准电压单元100电连接，第二电阻R2的第二端与比较器U1的负向输入端电连接。比较器U1的输出端与测试单元300电连接。

具体地，车身400的泄漏电压经过第一电阻R1达到比较器U1的正向输入端，基准电压经过第二电阻R2到达比较器U1的负向输入端。比较器U1将泄漏电压和基准电压进行比较，并根据比较结果输出比较信号。

示例性的，当车身400的绝缘性能符合要求时，车身400上的泄漏电压小于基准电压，此时比较器U1输出的比较信号为低电平信号。

当车身400的绝缘性能不符合要求时，车身400上的泄漏电压大于基准电压，此时比较器U1输出的比较信号为高电平信号。

图3示出了本申请一实施例提供的测试单元的电路连接示意图。参见图3，测试单元300可以包括第五电阻R5、第六电阻R6、可控硅D1和调压单元301。

其中，调压单元301的输入端与比较单元200电连接，调压单元301的输出端与可控硅D1的控制极电连接。第五电阻R5的第一端与车身400电连接，第五电阻R5的第二端与可控硅D1的阳极电连接。第六电阻R6的第一端分别与可控硅D1的阴极和控制器500电连接，第六电阻R6的第二端接地。

具体地，调压单元301对比较单元200输出的比较信号的电压进行调节，输出的电压可以正常驱动可控硅D1。在可控硅D1处于导通状态时，第五电阻 R5和第六电阻R6构成的分压电路对泄漏电压进行分压，第六电阻R6的第一端输出检测信号(分压后的泄漏电压)给控制器500。

示例性的，当车身400的绝缘性能符合要求时，车身400上的泄漏电压小于基准电压，此时比较单元200输出的比较信号不能开启可控硅D1，第五电阻R5、可控硅D1和第六电阻R6不能形成通路，此时第六电阻R6的第一端输出的检测信号为零伏。

当车身400的绝缘性能不符合要求时，车身400上的泄漏电压大于基准电压，此时比较器U1输出的比较信号可以开启可控硅D1，又因为可控硅D1的阳极电压大于阴极电压，因此可控硅D1处于导通状态。第五电阻R5和第六电阻R6构成分压电路，对泄漏电压进行分压。此时第六电阻R6第一端输出的检测信号为分压后的泄漏电压。

本申请的一个实施例中，如图3所示，调压单元301可以包括第三电阻R3 和第四电阻R4。其中，第三电阻R3的第一端与比较单元200电连接，第三电阻R3的第二端分别与第四电阻R4的第一端和可控硅D1的控制极电连接。第四电阻R4的第二端接地。

具体地，第三电阻R3和第四电阻R4构成分压电路，对比较单元200输出的比较信号进行降压，使降压后的比较信号可以对可控硅D1进行驱动。可以防止由于比较信号的电压过大对可控硅D1造成损伤，从而提高电路的稳定性。

本申请的一个实施例中，如图3所示，调压单元301还可以包括第一电容 C1。其中，第一电容C1的第一端与第三电阻R3的第二端电连接，第一电容 C1的第二端接地。

具体地，第三电阻R3和第四电阻R4对比较信号降压，降压后的电压信号中可能存在杂质信号。第一电容C1可以将杂质信号进行滤除，防止杂质信号对可控硅D1造成损伤或造成可控硅D1误动作。

图4示出了本申请另一实施例提供的测试单元的电路连接示意图。参见图 4，测试单元300还可以包括稳压二极管D2。其中，稳压二极管D2的阳极接地，稳压二极管D2的阴极与可控硅D1的控制极电连接。

具体地，稳压二极管D2可以起到稳压的作用，可以防止由于可控硅D1 控制极的电压过大对可控硅D1造成损伤的问题。

示例性的，由于环境信号的影响或电路中器件的损坏(例如第四电阻R4 失效断路)，造成可控硅D1控制极电压变大。稳压二极管D2可以将可控硅 D1的控制极电压稳定在预设电压，实现保护可控硅D1的作用。

需要说明的是，可以根据实际需求选择对应参数的稳压二极管D2，以满足稳压二极管D2能够将可控硅D1控制极的电压稳定在设定电压。

本申请的一个实施例中，如图4所示，测试单元300还可以包括开关管Q1。其中，开关管Q1的控制端与控制器500电连接，第六电阻R6通过开关管Q1 接地。

具体地，控制器500可以通过控制开关管Q1实现对绝缘检测电路的控制。当开始进行汽车绝缘检测时，控制器500控制开关管Q1导通，此时第五电阻 R5和第六电阻R6能够形成通过，第六电阻R6的第一端能够输出检测信号(分压后的泄漏电压)到控制器500。当完成测试时，控制器500控制开关管Q1 截止，此时第五电阻R5和第六电阻R6不能导通，第六电阻R6的第一端没有信号输出。

示例性的，开关管Q1可以为MOS管。

具体的，当车身400的绝缘性能不合符要求时，第五电阻R5第一端的泄漏电压会达到几十伏，第五电阻R5和第六电阻R6组成的通路中的电流很大。而MOS管可以适用于大电流的电路，因此开关管Q1使用MOS管可以满足电路的需求。

为了清楚说明绝缘检测电路工作的原理，下面结合图5对绝缘检测电路的工作过程进行说明。

在对汽车进行绝缘检测时，向汽车上的直流母线注入试验电压，控制器500 控制开关管Q1导通。第一电阻R1的第一端和第五电阻R5的第一端均采集车身400的泄漏电压，第二电阻R2的第一端接收基准电压单元100输出的基准电压。

当车身400的绝缘性能符合要求时，泄漏电压会小于基准电压，比较器U1 输出的比较信号为低电平信号。此时加载在可控硅D1控制极的电压为低电平，可控硅D1不能导通。第五电阻R5、可控硅D1和第六电阻R6不能形成通路，第六电阻R6第一端输出的检测信号为零伏。控制器500接收到零伏电压则判定车身400的绝缘性能符合要求。

当车身400的绝缘性能不符合要求时，泄漏电压会大于基准电压，比较器 U1输出的比较信号为高电平信号。此时加载在可控硅D1控制极的电压为高电平，又因为可控硅D1的阳极电压大于阴极电压，可控硅D1导通。第五电阻 R5、可控硅D1和第六电阻R6形成通路，第六电阻R6第一端输出的检测信号为非零信号(经过第五电阻R5和第六电阻R6分压后的泄漏电压)。控制器 500接收到非零信号则判定车身400的绝缘性能不符合要求。

在车身400的绝缘性能不符合要求时，第六电阻R6的第一端输出的检测信号为非零信号。控制器500可以根据检测信号的电压值对车身400的绝缘性能进行判定。当检测信号的电压值越大，则说明车身400的绝缘性能越差。

示例性的，基准电压需要根据车身400的绝缘参数进行设定。例如第二电阻R2为平衡电阻，检测时注入的试验电压为30V，高压直流母线与车身400 的绝缘电阻降低至1KΩ故障时，第一电阻R1的第一端获取到的泄漏电压为 15V，则基准电压可以设定为小于15V的电压(例如14V)。

本申请实施例提供的绝缘检测电路主要通过硬件电路实现汽车绝缘性能的检测，减少对软件算法的依赖，提高了测试结果的准确性。同时绝缘检测电路具有结构简单和操作简单的特点，测试时电路响应时间短，能够快速完成汽车绝缘性能的检测。

本申请实施例还提供了一种绝缘检测系统，可以包括信号注入单元、控制器500和上述所述的绝缘检测电路。

其中，信号注入单元与车辆的直流母线电连接，绝缘检测电路与车辆的车身400电连接。

具体地，对汽车绝缘性能进行测试时，信号注入单元向直流母线注入测试电压。绝缘检测电路采集车身400的泄漏电压，并根据泄漏电压输出检测信号。控制器500用于根据检测信号判断车身400的绝缘状态。

示例性的，当车身400的绝缘性能不符合要求时，绝缘检测电路采集到的泄漏电压大于基准电压，此时绝缘检测电路输出的检测信号为大于零的电压信号。控制器500接收到电压大于零的检测信号判定车身400的绝缘性能不符合要求。

当车身400的绝缘性能符合要求时，绝缘检测电路采集到的泄漏电压小于基准电压，此时绝缘检测电路输出的检测信号的电压为零。控制器500接收到电压为零的检测信号判定车身400的绝缘性能符合要求。

需要说明的是，信号注入单元使用隔离低压电源。在进行检测时，信号注入单元向直流母线注入的低压信号和直流母线上自带的电压信号互不干扰，可以提高检测的准确性。

本申请实施例还提供了一种车辆，可以包括上述所述的绝缘检测系统。车辆可以实现车身400绝缘性能的快速检测，其检测原理参照上述绝缘检测系统以及绝缘检测电路的工作原理，在此不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘检测电路，其特征在于，包括：

基准电压单元，用于输出基准电压；

比较单元，分别与所述基准电压单元和车辆的车身电连接，用于采集所述车身的泄漏电压和接收所述基准电压，并根据所述泄漏电压和所述基准电压输出比较信号；

测试单元，分别与所述比较单元、所述车身和控制器电连接，用于采集所述泄漏电压和接收所述比较信号，并根据所述比较信号和所述泄漏电压输出检测信号给所述控制器。

2.根据权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述比较单元包括第一电阻、第二电阻和比较器；

所述第一电阻的第一端用于与所述车身电连接，所述第一电阻的第二端与所述比较器的正向输入端电连接；所述第二电阻的第一端与所述基准电压单元电连接，所述第二电阻的第二端与所述比较器的负向输入端电连接；所述比较器的输出端与所述测试单元电连接。

3.根据权利要求1所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述测试单元包括第五电阻、第六电阻、可控硅和调压单元；

所述调压单元的输入端与所述比较单元电连接，所述调压单元的输出端与所述可控硅的控制极电连接；所述第五电阻的第一端与所述车身电连接，所述第五电阻的第二端与所述可控硅的阳极电连接；所述第六电阻的第一端分别与所述可控硅的阴极和所述控制器电连接，所述第六电阻的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述调压单元包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述比较单元电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述可控硅的控制极电连接；所述第四电阻的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述调压单元还包括第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

6.根据权利要求3至5任一项所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述测试单元还包括稳压二极管；

所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管的阴极与所述可控硅的控制极电连接。

7.根据权利要求3至5任一项所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述测试单元还包括开关管；

所述开关管的控制端用于与所述控制器电连接，所述第六电阻通过所述开关管接地。

8.根据权利要求7所述的绝缘检测电路，其特征在于，所述开关管为MOS管。

9.一种绝缘检测系统，其特征在于，包括信号注入单元、控制器和权利要求1至8任一项所述的绝缘检测电路；

所述信号注入单元与车辆的直流母线电连接，用于向所述直流母线注入测试电压；

所述绝缘检测电路与所述车辆的车身电连接，用于采集所述车身的泄漏电压，并根据所述泄漏电压输出检测信号；

所述控制器用于根据所述检测信号判断所述车身的绝缘状态。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的绝缘检测系统。

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