CN219142958U - 一种车辆绝缘检测电路、线路板及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆绝缘检测电路、线路板及电动汽车,涉及电动汽车领域，其中检测电路包括：电池模块、电压转换模块、动态分压支路和绝缘检测模块；电压转换模块的正极输入端与电池模块正极输出端连接，电压转换模块的负极输入端与电池模块负极输出端，电压转换模块的正极输出端和负极输出端用于与负载连接；动态分压支路的两端分别与电池模块的正极输出端和负极输出端连接，所述动态分压支路可切换第一分压状态、第二分压状态和第三分压状态其中之一；绝缘检测模块用于检测动态分压支路的电压，并计算电压转换模块前端和后端至少之一的等效绝缘电阻。本申请能够准确检测车体的等效绝缘电阻，提高车载环境的安全性。

Description

一种车辆绝缘检测电路、线路板及电动汽车

技术领域

本申请涉及空调器技术领域，特别涉及一种车辆绝缘检测电路、线路板及电动汽车。

背景技术

随着新能源行业不断发展，电动汽车需求量也在不断上升。电动汽车的高压安全及绝缘越来越重要。正常状态下，电池系统正负母线与车体(或者设备的外壳)具有良好的绝缘性能，但是在使用过程中，由于振动、器件老化、潮湿、腐蚀等问题造成绝缘破环，影响乘客(操作人员)的安全。所以在此类高压电池系统中，实时检测系统的绝缘性能是非常有必要的。所以BMS(Battety Management System，电池管理系统)需具备电池包绝缘检测功能，但当前BMS检测整车DC/DC变压器(电压转换模块)由于其他电子器件的影响，会对高压检测造成很大的干扰，尤其在绝缘电阻检测中，绝缘电阻检测的信号是极其微弱的，在直接对绝缘电阻检测时非常容易受到干扰，AD采样偏差很小的值就会造成绝缘电阻几十K甚至上百K的误差，导致检测的结果不准确。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种车辆绝缘检测电路、线路板及电动汽车，能够准确检测车体的等效绝缘电阻，提高车载环境的安全性。

第一方面，本申请提供了一种车辆绝缘检测电路，包括：

电池模块；

电压转换模块，所述电压转换模块的正极输入端与所述电池模块正极输出端连接，所述电压转换模块的负极输入端与所述电池模块负极输出端，所述电压转换模块的正极输出端和负极输出端用于与负载连接；

动态分压支路，所述动态分压支路的两端分别与所述电池模块的正极输出端和负极输出端连接，所述动态分压支路可切换第一分压状态、第二分压状态和第三分压状态其中之一；

绝缘检测模块，所述绝缘检测模块用于检测所述动态分压支路的电压，并计算所述电压转换模块前端和后端至少之一的等效绝缘电阻。

根据本申请第一方面实施例的车辆绝缘检测电路，至少具有如下有益效果：通过在电池模块和电压转换模块之间添加动态分压支路，该动态分压支路能够改变部分电阻的连接位置，并通过绝缘检测模块分别检测动态分压支路处于不同分压状态的电压，以根据检测出来的电压建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻，即本申请通过绝缘检测模块检测动态分压支路的电压，通过若干个阻值确定的电阻来推算出车体的等效绝缘电阻，提高车体等效绝缘电阻检测的准确性，且提高车载环境的安全性。

根据本申请第一方面的一些实施例，还包括第一状态切换开关和第二状态切换开关，所述电压转换模块的正极输入端通过所述第一状态切换开关与所述电池模块正极输出端连接，所述电压转换模块的负极输入端通过所述第二状态切换开关与所述电池模块负极输出端。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述动态分压支路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一分压切换开关、第二分压切换开关和第三分压切换开关，所述电池模块的正极输出端依次通过所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻与所述电池模块的负极输出端连接，所述第二电阻和所述第三电阻之间通过所述第四电阻和所述第一分压切换开关与所述电池模块的负极输出端连接，所述第一电阻和所述第二电阻之间通过所述第二分压切换开关与所述电池模块的负极输出端连接，所述第二电阻和所述第四电阻之间通过所述第三分压切换开关接地，所述绝缘检测模块连接于所述第四电阻和所述第三分压切换开关之间。

根据本申请第一方面的一些实施例，还包括电压采集模块，所述动态分压支路还包括第五电阻，所述第五电阻设置于所述第三电阻和所述电池模块的负极输出端之间，所述电压采集模块连接于所述第三电阻和所述第五电阻之间。

根据本申请第一方面的一些实施例，当所述动态分压支路处于第一分压状态时，所述第一分压切换开关和所述第二分压切换开关均为断开状态，所述第三分压切换开关为闭合状态。

根据本申请第一方面的一些实施例，当所述动态分压支路处于第二分压状态时，所述第一分压切换开关为断开状态，所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关为闭合状态。

根据本申请第一方面的一些实施例，当所述动态分压支路处于第一分压状态时，所述第一分压切换开关和所述第二分压切换开关均为断开状态，所述第三分压切换开关为闭合状态。

根据本申请第一方面的一些实施例，当所述动态分压支路处于第二分压状态时，所述第一分压切换开关为断开状态，所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关为闭合状态。

根据本申请第一方面的一些实施例，当所述动态分压支路处于第三分压状态时，所述第一分压切换开关、所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关均为闭合状态。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述电压转换模块为直流高压转换模块。

第二方面，本申请还提供了一种线路板，包括第一方面任意一项实施例所述的车辆绝缘检测电路。

根据本申请第二方面实施例的线路板，至少具有如下有益效果：在线路板的车辆绝缘检测电路中，通过在电池模块和电压转换模块之间添加动态分压支路，该动态分压支路能够改变部分电阻的连接位置，并通过绝缘检测模块分别检测动态分压支路处于不同分压状态的电压，以根据检测出来的电压建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻，即本申请通过绝缘检测模块检测动态分压支路的电压，通过若干个阻值确定的电阻来推算出车体的等效绝缘电阻，提高车体等效绝缘电阻检测的准确性，且提高车载环境的安全性。

第三方面，本申请还提供了一种电动汽车，包括第二方面实施例所述的线路板。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路的示意框图；

图2为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路的电路示意图；

图3为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路(包含等效绝缘电阻)的电路示意图；

图4为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路的等效电路图；

图5为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路在K1、K2断开且SW1、SW2断开，SW3闭合的等效电路图；

图6为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路在K1、K2断开且SW1断开，SW2、SW3闭合的等效电路图；

图7为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路在K1、K2闭合且SW1、SW2断开，SW3闭合的等效电路图；

图8为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路在K1、K2闭合且SW1断开，SW2、SW3闭合的等效电路图；

图9为本申请一实施例提供的车辆绝缘检测电路在K1、K2闭合且SW1、SW2、SW3均闭合的等效电路图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

第一方面，参照图1，本申请提供了一种车辆绝缘检测电路，电池模块、电压转换模块DC/DC、动态分压支路和绝缘检测模块，电压转换模块DC/DC的正极输入端与电池模块正极输出端连接，电压转换模块DC/DC的负极输入端与电池模块负极输出端，电压转换模块DC/DC的正极输出端和负极输出端用于与负载连接；动态分压支路的两端分别与电池模块的正极输出端和负极输出端连接，所述动态分压支路可切换第一分压状态、第二分压状态和第三分压状态其中之一；绝缘检测模块用于检测动态分压支路的电压，并计算电压转换模块DC/DC前端和后端至少之一的等效绝缘电阻。通过在电池模块和电压转换模块DC/DC之间添加动态分压支路，该动态分压支路能够改变部分电阻的连接位置，并通过绝缘检测模块分别检测动态分压支路处于不同分压状态的电压，以根据检测出来的电压建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻，即本申请通过绝缘检测模块检测动态分压支路的电压，通过若干个阻值确定的电阻来推算出车体的等效绝缘电阻，提高车体等效绝缘电阻检测的准确性，且提高车载环境的安全性。

可以理解的是，参照图2，本申请提供的车辆绝缘检测电路还包括第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2，电压转换模块DC/DC的正极输入端通过第一状态切换开关K1与电池模块正极输出端连接，电压转换模块DC/DC的负极输入端通过第二状态切换开关K2与电池模块负极输出端。第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2分别对应于电池模块中的主正继电器和主负继电器，而第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2不同的闭合状态对应是实际情况中电池包各个工作状态，如在第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均断开时，电压转换模块DC/DC不工作，在第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均闭合时，电压转换模块DC/DC将与输入端连接的电池模块所提供的电压进行转换。而在本申请提供的车辆绝缘检测电路中，能够根据第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2在不同的闭合状态下，调整动态分压支路中的电阻分压情况，从而计算出车体的等效绝缘电阻，通过绝缘检测模块检测动态分压支路的电压，根据检测出来的电压建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻，提高车载环境的安全性。

可以理解的是，继续参照图2，动态分压支路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一分压切换开关SW1、第二分压切换开关SW2和第三分压切换开关SW3，电池模块的正极输出端依次通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3与电池模块的负极输出端连接，第二电阻R2和第三电阻R3之间通过第四电阻R4和第一分压切换开关SW1与电池模块的负极输出端连接，第一电阻R1和第二电阻R2之间通过第二分压切换开关SW2与电池模块的负极输出端连接，第二电阻R2和第四电阻R4之间通过第三分压切换开关SW3接地，绝缘检测模块连接于第四电阻R4和第三分压切换开关SW3之间。在检测车辆的等效绝缘电阻时，需要闭合第三分压切换开关SW3，三分压切换开关控制电池模块负极输出端与车体之间的通断，而第一分压切换开关SW1用于控制第四电阻R4是否接入电池模块的负极输出端，第二分压切换开关SW2用于改变第二电阻R2的接入位置，第二电阻R2一端固定接地，另一端在第二分压切换开关SW2断开时与第一电阻R1连接，在第二分压切换开关SW2闭合时与电池模块的负极输出端连接。在检测车辆的等效绝缘电阻时，闭合第三分压切换开关SW3，通过改变第一分压切换开关SW1和第二分压切换开关SW2的闭合状态，以改变第二电阻R2和第四电阻R4的连接位置，并通过绝缘检测模块检测第四电阻R4和第三分压切换开关SW3之间的电压Vxn，建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻。

可以理解的是，继续参照图2，本申请提供的车辆绝缘检测电路还包括电压采集模块，所述动态分压支路还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5设置于所述第三电阻R3和所述电池模块的负极输出端之间，所述电压采集模块连接于所述第三电阻R3和所述第五电阻R5之间。通过电压采集模块采集第三电阻R3和第五电阻R5之间的电压，再根据动态分压支路的电阻分压情况，推算出电池模块的正极输出端和负极输出端之间的总电压。

可以理解的是，动态分压支路可切换第一分压状态、第二分压状态和第三分压状态其中之一，其中，当所述动态分压支路处于第一分压状态时，所述第一分压切换开关和所述第二分压切换开关均为断开状态，所述第三分压切换开关为闭合状态；当所述动态分压支路处于第二分压状态时，所述第一分压切换开关为断开状态，所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关为闭合状态。当所述动态分压支路处于第三分压状态时，所述第一分压切换开关、所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关均为闭合状态。

可以理解的是，电压转换模块DC/DC为支路高压转换模块，即通过电压转换模块DC/DC将电池模块的低电压转换为高电压，以为电动汽车的各个电子部件供电。

参照图3，在接入车辆绝缘检测电路后，因在不同电动汽车中的电路连接不同，不能确定每个电子器件具体与电压转换模块DC/DC的连接关系，对此先虚拟设定四个电阻，分别为前端正极对地的等效绝缘电阻RP1、前端负极对地的等效绝缘电阻RN1、后端正极对地的等效绝缘电阻RP2、后端负极对地的等效绝缘电阻RN2。图4为关于图3的等效电路图，其中在图4中省略了电压采集模块，以及将第三电阻R3和第五电阻R5合并为第三等效电阻R3'。

在实施例1中，第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均为断开状态，在检测车辆等效绝缘电阻时，第一步，先将动态分压支路切换成第一分压状态，即第三分压切换开关SW3闭合，将第一分压切换开关SW1和第二分压切换开关SW2断开，得到图5所示的等效电路图，根据图5的的等效电路图，能够得到该电路的电压等式：

其中，VB为电池模块两端的电压值，Vx1为在第一步中绝缘检测模块所获取的电压值。

第二步，将动态分压支路切换成第二分压状态，即第二分压切换开关SW2和第三分压切换开关SW3闭合，并将第一分压切换开关SW1断开，得到图6所示的等效电路图，根据图6的的等效电路图，能够得到该电路的电压等式：

其中，Vx2为在第二步中绝缘检测模块所获取的电压值。

通过结合等式①和等式②，可求出等效绝缘电阻RP1和RN1，由于第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均为断开状态，电压转换模块DC/DC不工作，因此不存在电压转换模块DC/DC后端的等效绝缘电阻。

在实施例2中，第一状态切换开关K1处于断开状态，第二状态切换开关K2处于闭合状态，其等效绝缘电阻检测的步骤与实施例1相同，在第一步中得到的电压等式③和在第二步得到的电压等式④分别为：

/>

通过结合等式③和等式④，可以求出等效绝缘电阻RP＝RP1、

由于第一状态切换开关K1处于断开状态，电压转换模块DC/DC不工作，因此不存在电压转换模块DC/DC后端的等效绝缘电阻，即计算得到的RP和RN均为电压转换模块DC/DC前端实际的正极对地的等效绝缘电阻和负极对地的等效绝缘电阻。

同理可得，在第一状态切换开关K1处于闭合状态，第二状态切换开关K2处于断开状态的计算方式与上述实施例1和实施例2的计算方式大致相同，此时电压转换模块DC/DC均处于未工作的状态。

在实施例3中，动态分压支路切换成第一分压状态，即第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均为闭合状态，在检测车辆等效绝缘电阻时，第一步，先将第三分压切换开关SW3闭合，将第一分压切换开关SW1和第二分压切换开关SW2断开，得到图7所示的等效电路图，根据图7的的等效电路图，能够得到该电路的电压等式：

其中，VP为转换电压模块输出的电压值。

第二步，将动态分压支路切换成第二分压状态，即第二分压切换开关SW2和第三分压切换开关SW3闭合，并将第一分压切换开关SW1断开，得到图8所示的等效电路图，根据图8的的等效电路图，能够得到该电路的电压等式：

第三步，将动态分压支路切换成第三分压状态，即第一分压切换开关SW1、第二分压切换开关SW2和第三分压切换开关SW3均为闭合状态，得到图9所示的等效电路图，根据图9的的等效电路图，能够得到该电路的电压等式：

通过结合等式⑤、等式⑥和等式⑦，可求出RP1、RP2、

此时，由于，第一状态切换开关K1和第二状态切换开关K2均为闭合状态，电压转换模块DC/DC处于工作状态，RN为电压转换模块DC/DC的实际前后端负极等效绝缘电阻。

第二方面，本申请还提供了一种线路板，包括第一方面任意一项实施例的车辆绝缘检测电路。在线路板的车辆绝缘检测电路中，通过在电池模块和电压转换模块DC/DC之间添加动态分压支路，该动态分压支路能够改变部分电阻的连接位置，并通过绝缘检测模块分别检测动态分压支路处于不同分压状态的电压，以根据检测出来的电压建立在不同分压状态下的电路电压等式，通过不同的电路电压等式联立计算出车体的等效绝缘电阻，即本申请通过绝缘检测模块检测动态分压支路的电压，通过若干个阻值确定的电阻来推算出车体的等效绝缘电阻，提高车体等效绝缘电阻检测的准确性，且提高车载环境的安全性。

第三方面，本申请还提供了一种电动汽车，包括第二方面实施例的线路板。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (10)

1.一种车辆绝缘检测电路，其特征在于，包括：

电池模块；

电压转换模块，所述电压转换模块的正极输入端与所述电池模块正极输出端连接，所述电压转换模块的负极输入端与所述电池模块负极输出端连接，所述电压转换模块的正极输出端和负极输出端用于与负载连接；

动态分压支路，所述动态分压支路的两端分别与所述电池模块的正极输出端和负极输出端连接，所述动态分压支路可切换第一分压状态、第二分压状态和第三分压状态其中之一；

绝缘检测模块，所述绝缘检测模块用于检测所述动态分压支路的电压，并计算所述电压转换模块前端和后端至少之一的等效绝缘电阻。

2.根据权利要求1所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，还包括第一状态切换开关和第二状态切换开关，所述电压转换模块的正极输入端通过所述第一状态切换开关与所述电池模块正极输出端连接，所述电压转换模块的负极输入端通过所述第二状态切换开关与所述电池模块负极输出端。

3.根据权利要求2所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，所述动态分压支路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一分压切换开关、第二分压切换开关和第三分压切换开关；

所述电池模块的正极输出端依次通过所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻与所述电池模块的负极输出端连接，所述第二电阻和所述第三电阻之间通过所述第四电阻和所述第一分压切换开关与所述电池模块的负极输出端连接，所述第一电阻和所述第二电阻之间通过所述第二分压切换开关与所述电池模块的负极输出端连接，所述第二电阻和所述第四电阻之间通过所述第三分压切换开关接地，所述绝缘检测模块连接于所述第四电阻和所述第三分压切换开关之间。

4.根据权利要求3所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，还包括电压采集模块，所述动态分压支路还包括第五电阻，所述第五电阻设置于所述第三电阻和所述电池模块的负极输出端之间，所述电压采集模块连接于所述第三电阻和所述第五电阻之间。

5.根据权利要求3所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，当所述动态分压支路处于第一分压状态时，所述第一分压切换开关和所述第二分压切换开关均为断开状态，所述第三分压切换开关为闭合状态。

6.根据权利要求3所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，当所述动态分压支路处于第二分压状态时，所述第一分压切换开关为断开状态，所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关为闭合状态。

7.根据权利要求3所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，当所述动态分压支路处于第三分压状态时，所述第一分压切换开关、所述第二分压切换开关和所述第三分压切换开关均为闭合状态。

8.根据权利要求1所述的车辆绝缘检测电路，其特征在于，所述电压转换模块为直流高压转换模块。

9.一种线路板，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的车辆绝缘检测电路。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的线路板。

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