CN220340367U - 绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统，该绝缘电阻智能检测装置，包括：第一检测单元，包括可调电阻箱和欧姆表，可调电阻箱用于调整电池包的原始绝缘电阻值，欧姆表用于显示经可调电阻箱调整后的电池包的第一绝缘电阻值；第二检测单元，包括绝缘检测模块、模数转换模块和处理模块，模数转换模块用于对绝缘检测模块的采样电压进行模数转换并将数字化的采样电压送至处理模块，处理模块用于根据多个数字化的采样电压计算并显示电池包的第二绝缘电阻值。本实用新型能够直接对比第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值，提高绝缘电阻测试的智能化程度，同时提升绝缘电阻测试的准确性，成本较低，适用于大规模的测试应用。

Description

绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统

技术领域

本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统。

背景技术

在电池管理系统(Battery Management System，BMS)的研发生产中，测试是非常重要的环节。其中，绝缘电阻的测试尤为关键。由于结构的原因，需要保证电池的正极和负极之间以及电极和外壳之间绝缘。如果无法保持绝缘，即绝缘电阻不足，则可能导致火灾事故。

相关技术中，在测试绝缘电阻时，通常在电芯的正极和负极之间或者电极和外壳之间施加测试直流电压，然后检测流过的微小电流来计算绝缘电阻。但由于需要人工识别，结构复杂，且成本较高，准确性较低，不便于大规模的产业应用，因此亟需开发新的绝缘电阻测试设备，以适应大规模产业应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统，能够直接对比第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值，提高绝缘电阻测试的智能化程度，同时提升绝缘电阻测试的准确性，成本较低，适用于大规模的测试应用。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种绝缘电阻智能检测装置，包括：第一检测单元，包括可调电阻箱和电连接于所述可调电阻箱的欧姆表，所述可调电阻箱电连接于电池包的正极和电池包的负极，所述可调电阻箱用于调整所述电池包的原始绝缘电阻值，所述欧姆表用于显示经所述可调电阻箱调整后的所述电池包的第一绝缘电阻值；第二检测单元，包括绝缘检测模块、电连接于所述绝缘检测模块的模数转换模块和电连接于所述模数转换模块的处理模块，所述绝缘检测模块电连接于电池包的正极和电池包的负极，所述模数转换模块用于对所述绝缘检测模块的采样电压进行模数转换并将数字化的采样电压送至所述处理模块，所述处理模块用于根据多个数字化的所述采样电压计算并显示所述电池包的第二绝缘电阻值。

在一实施例中，所述可调电阻箱包括：多个固定电阻；多个拨杆，电连接于对应的所述固定电阻，所述拨杆用于控制对应的所述固定电阻是否接入电池包的检测回路，以调整所述电池包的原始绝缘电阻值。

在一实施例中，所述绝缘检测模块包括正极检测网络，所述正极检测网络包括：正极分压电阻，所述正极分压电阻的一端电连接于所述电池包的正极；正极采样电阻，所述正极采样电阻的一端电连接于所述正极分压电阻的另一端；正极开关，所述正极开关的一端连接于所述正极采样电阻的另一端。

在一实施例中，所述绝缘检测模块包括负极检测网络，所述负极检测网络包括：负极采样电阻，所述负极采样电阻的一端电连接于所述电池包的负极；负极分压电阻，所述负极分压电阻的一端电连接于所述负极采样电阻的另一端；负极开关，所述负极开关的一端连接于所述负极分压电阻的另一端，所述负极开关的另一端电连接于所述正极开关的另一端。

在一实施例中，所述正极分压电阻的阻值等于所述负极分压电阻的阻值，所述正极采样电阻的阻值等于所述负极采样电阻的阻值。

在一实施例中，所述第二检测单元还包括：语音检测模块，所述语音检测模块电连接于所述正极开关和所述负极开关，所述语音检测模块用于接收语音信号并根据该语音信号分别控制所述正极开关的工作状态和所述负极开关的工作状态。

在一实施例中，所述正极开关为第一晶体管，所述负极开关为第二晶体管，所述第一晶体管的控制端及所述第二晶体管的控制端均电连接于所述语音检测模块。

在一实施例中，所述绝缘电阻智能检测装置还包括：比较模块，电连接于所述第一检测单元和所述第二检测单元，所述比较模块用于接收所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值，以判断所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值的差值是否小于预设阈值。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种绝缘电阻智能检测系统，所述绝缘电阻智能检测系统包括所述绝缘电阻智能检测装置。

通过利用可调电阻箱调整原始绝缘电阻值，并利用欧姆表直接显示调整后的第一电阻值，同时利用绝缘检测模块以及处理模块计算和显示第二绝缘电阻值，根据本实用新型的各方面能够直接对比第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值，提高绝缘电阻测试的智能化程度，同时提升绝缘电阻测试的准确性，成本较低，适用于大规模的测试应用。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1示出本实用新型实施例的绝缘电阻智能检测装置的框图。

图2示出本实用新型实施例的第一检测单元的示意图。

图3示出本实用新型实施例的绝缘检测模块的电路示意图。

图4示出本实用新型实施例的比较模块的示意图。

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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的固件和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

图1示出本实用新型实施例的绝缘电阻智能检测装置的框图。如图1所示，所述绝缘电阻智能检测装置包括第一检测单元以及独立于所述第一检测单元的第二检测单元。其中，所述第一检测单元包括可调电阻箱以及欧姆表。

在一实施例中，所述可调电阻箱可与所述电池包的正极和所述电池包的负极电连接。所述可调电阻箱可用于调整所述电池包的原始绝缘电阻值。在一些实施例中，所述原始绝缘电阻值可以是零。

在一实施例中，所述欧姆表可电连接于所述可调电阻箱。所述欧姆表可用于显示经所述可调电阻箱调整后的所述电池包的第一绝缘电阻值。所述第一绝缘电阻值为非零值。

在一实施例中，所述可调电阻箱包括：多个固定电阻；以及多个拨杆，电连接于对应的所述固定电阻，所述拨杆用于控制对应的所述固定电阻是否接入电池包的检测回路，以调整所述电池包的原始绝缘电阻值。多个所述固定电阻还可以通过串联或并联方式电性连接。

通过设置多个固定电阻及相应的多个拨杆，能够按照需要的档位调整所述电池包的原始绝缘电阻值至预设的第一绝缘电阻值，提高绝缘电阻的可调性，且采用拨杆方便易用。

图2示出本实用新型实施例的第一检测单元的示意图。如图2所示，可调电阻箱可以于欧姆表电连接。当利用可调电阻箱调整所述电池包的原始绝缘电阻值后，所述欧姆表可以真实的显示调整后的电池包的第一绝缘电阻值。

参见图1，所述第二检测单元包括绝缘检测模块、电连接于所述绝缘检测模块的模数转换模块和电连接于所述模数转换模块的处理模块。其中，所述绝缘检测模块可与所述电池包的正极和所述电池包的负极电连接。所述模数转换模块用于对所述绝缘检测模块的采样电压进行模数转换并将数字化的采样电压送至所述处理模块，所述处理模块用于根据多个数字化的所述采样电压计算并显示所述电池包的第二绝缘电阻值。

图3示出本实用新型实施例的绝缘检测模块的电路示意图。参见图3，所述绝缘检测模块可包括正极检测网络和电连接于所述正极检测网络的负极检测网络。其中，所述正极检测网络可包括正极分压电阻Rp1、正极采样电阻Rps以及正极开关S1，所述负极检测网络可包括负极分压电阻Rn1、负极采样电阻Rns以及负极开关S2。

在一实施例中，所述正极分压电阻Rp1的一端电连接于所述电池包的正极POS+，所述正极分压电阻Rp1的另一端电连接于所述正极采样电阻Rps的一端，所述正极采样电阻Rps的另一端电连接于所述正极开关S1的一端。

在一实施例中，所述负极采样电阻Rns的一端电连接于所述电池包的负极POS-，所述负极采样电阻Rns的另一端电连接于所述负极分压电阻Rn1的一端，所述负极分压电阻Rn1的另一端电连接于所述负极开关S2的一端。所述负极开关S2与所述正极开关S1的电连接处接地。

在一实施例中，所述正极分压电阻Rp的阻值等于所述负极分压电阻Rn1的阻值，所述正极采样电阻Rps的阻值等于所述负极采样电阻Rns的阻值。可选的，所述正极分压电阻Rp1的阻值和所述负极分压电阻的阻值均为4080kΩ，所述正极采样电阻Rps的阻值和所述负极采样电阻Rns的阻值均为10kΩ。如此，当所述电池管理系统不工作时，所述正极开关S1和所述负极开关S2均处于关断状态，此时绝缘检测回路对地电阻远大于2MΩ，使得电池包正极和负极对地电压低于人体的安全电压，从而有效的防止触电，提高电池工作和测试的安全性。

其中，所述模数转换模块可电连接于所述正极采样电阻Rps的两端和所述负极采样电阻Rns的两端，以便采集所述正极采样电阻Rps两端的模拟电压和所述负极采样电阻Rns两端的模拟电压。

在一实施例中，所述正极开关S1的另一端电连接于所述负极开关S2的另一端，所述正极开关S1及所述负极开关S2均具有导通及关断两种状态。

在图3中，Rp可以是电池包正极对壳体的正极绝缘电阻，Rn可以是电池包负极对壳体的负极绝缘电阻。Rp位于电池包正极POS+和接地端GND之间，Rn位于电池包负极POS-和接地端GND之间。

在一实施例中，所述第二检测单元还包括：语音检测模块，所述语音检测模块电连接于所述正极开关和所述负极开关，所述语音检测模块用于接收语音信号并根据该语音信号分别控制所述正极开关的工作状态和所述负极开关的工作状态。

在一实施例中，所述正极开关为第一晶体管，所述负极开关为第二晶体管，所述第一晶体管的控制端及所述第二晶体管的控制端均电连接于所述语音检测模块。例如，所述第一晶体管和所述第二晶体管可以均为MOSFET，所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极均可与所述语音检测模块电连接。

结合图2和图3，可以使用低压鳄鱼夹接在电池包负极的接线柱上，将电池管理系统的PE线与该接线柱连接，然后再将高压鳄鱼夹接在电池包正极的接线柱上。

当需要通过第二检测单元测量电池包的绝缘电阻值时，首先可根据人工语音输入的语音指令向所述第一晶体管发出第一高电平信号，向所述第二晶体管发出第二高电平信号，使所述正极开关S1和所述负极开关S2均处于导通状态。此时，所述正极采样电阻Rps的两端电压为第一正极电压Up，所述负极采样电阻Rns两端的电压为第一负极电压Un。通过比较所述第一正极电压Up和所述第一负极电压Un，可以判断正极绝缘电阻Rn和负极绝缘电阻Rn的相对情况。

若所述第一正极电压Up大于或等于所述第一负极电压Un，则表示负极绝缘电阻偏低，此时可关断所述正极开关S1，保持所述负极开关S2导通。当所述正极开关S1关断且所述负极开关S2导通，此时所述负极采样电阻Rns两端的电压为第二负极电压Un’。

若所述第一正极电压Up小于所述第一负极电压Un，则表示正极绝缘电阻偏低，此时可保持所述正极开关S1导通，关断所述负极开关S2。当所述正极开关S1导通且所述负极开关S2关断，此时所述正极采样电阻Rps两端的电压为第二正极电压Up’。

其中，所述第一正极电压Up、所述第一负极电压Un、所述第二正极电压Up’及所述第二负极电压Un’均为模拟电压，这些模拟电压可被送至所述模数转换模块中转换为数字电压，然后模数转换模块可将转换后的数字电压送至所述处理模块中进行计算。值得注意的是，整个检测过程中的所述正极开关的工作状态和所述负极开关的工作状态均可以通过语音检测模块进行语音控制，从而提升了绝缘电阻检测的智能化程度，提升了检测效率。

在一实施例中，所述处理模块可以为上位机，例如计算机。电池管理系统中可设置有处理器，所述处理模块可包括所述电池管理系统的处理器。当所述正极绝缘电阻Rp的阻值和所述负极绝缘电阻的阻值计算完成后，再送至计算机进行显示。所述第二绝缘值可以是正极绝缘电阻，也可以是负极绝缘电阻。

在一实施例中，所述处理模块可接收数字化后的所述第一正极电压Up、所述第一负极电压Un、所述第二正极电压Up’及所述第二负极电压Un’，并结合实时获取电池包两端的总电压，得到两组KCL方程组，并根据这两组KCL方程组自动在线计算所述正极绝缘电阻Rp的阻值和所述负极绝缘电阻的阻值。

图4示出本实用新型实施例的比较模块的示意图。如图4所示，所述绝缘电阻智能检测装置还包括：比较模块，电连接于所述第一检测单元和所述第二检测单元，所述比较模块用于接收所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值，以判断所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值的差值是否小于预设阈值。如此，能够将通过绝缘电阻检测模块计算的第二绝缘电阻值与真实的第一绝缘电阻值进行对比，从而判断利用绝缘检测模块检测出的绝缘电阻值得误差大小，提高绝缘电阻检测的准确性。

此外，本实用新型的实施例提供了一种绝缘电阻智能检测系统，所述绝缘电阻智能检测系统包括所述绝缘电阻智能检测装置。可以理解，对于绝缘电阻智能检测系统的应用场景，本实用新型并不限定。

综上，本实用新型实施例通过利用可调电阻箱调整原始绝缘电阻值，并利用欧姆表直接显示调整后的第一电阻值，同时利用绝缘检测模块以及处理模块计算和显示第二绝缘电阻值，能够直接对比第一绝缘电阻值和第二绝缘电阻值，提高绝缘电阻测试的智能化程度，同时提升绝缘电阻测试的准确性，成本较低，适用于大规模的测试应用。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本实用新型实施例所提供的绝缘电阻智能检测装置及绝缘电阻检测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；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实用新型各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，包括：

第一检测单元，包括可调电阻箱和电连接于所述可调电阻箱的欧姆表，所述可调电阻箱电连接于电池包的正极和电池包的负极，所述可调电阻箱用于调整所述电池包的原始绝缘电阻值，所述欧姆表用于显示经所述可调电阻箱调整后的所述电池包的第一绝缘电阻值；

第二检测单元，包括绝缘检测模块、电连接于所述绝缘检测模块的模数转换模块和电连接于所述模数转换模块的处理模块，所述绝缘检测模块电连接于电池包的正极和电池包的负极，所述模数转换模块用于对所述绝缘检测模块的采样电压进行模数转换并将数字化的采样电压送至所述处理模块，所述处理模块用于根据多个数字化的所述采样电压计算并显示所述电池包的第二绝缘电阻值。

2.根据权利要求1所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述可调电阻箱包括：

多个固定电阻；

多个拨杆，电连接于对应的所述固定电阻，所述拨杆用于控制对应的所述固定电阻是否接入电池包的检测回路，以调整所述电池包的原始绝缘电阻值。

3.根据权利要求1所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述绝缘检测模块包括正极检测网络，所述正极检测网络包括：

正极分压电阻，所述正极分压电阻的一端电连接于所述电池包的正极；

正极采样电阻，所述正极采样电阻的一端电连接于所述正极分压电阻的另一端；

正极开关，所述正极开关的一端连接于所述正极采样电阻的另一端。

4.根据权利要求3所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述绝缘检测模块包括负极检测网络，所述负极检测网络包括：

负极采样电阻，所述负极采样电阻的一端电连接于所述电池包的负极；

负极分压电阻，所述负极分压电阻的一端电连接于所述负极采样电阻的另一端；

负极开关，所述负极开关的一端连接于所述负极分压电阻的另一端，所述负极开关的另一端电连接于所述正极开关的另一端，所述负极开关与所述正极开关的电连接处接地。

5.根据权利要求4所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述正极分压电阻的阻值等于所述负极分压电阻的阻值，所述正极采样电阻的阻值等于所述负极采样电阻的阻值。

6.根据权利要求4所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述第二检测单元还包括：

语音检测模块，所述语音检测模块电连接于所述正极开关和所述负极开关，所述语音检测模块用于接收语音信号并根据该语音信号分别控制所述正极开关的工作状态和所述负极开关的工作状态。

7.根据权利要求6所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述正极开关为第一晶体管，所述负极开关为第二晶体管，所述第一晶体管的控制端及所述第二晶体管的控制端均电连接于所述语音检测模块。

8.根据权利要求1-7任一项所述的绝缘电阻智能检测装置，其特征在于，所述绝缘电阻智能检测装置还包括：

比较模块，电连接于所述第一检测单元和所述第二检测单元，所述比较模块用于接收所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值，以判断所述第一绝缘电阻值和所述第二绝缘电阻值的差值是否小于预设阈值。

9.一种绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述绝缘电阻检测系统包括如权利要求1-8任一项所述的绝缘电阻智能检测装置。