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動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其中，動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力電池，該動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)包括：用于接通動(dòng)力電池正極或動(dòng)力電池負(fù)極的選擇電路；第一分壓電路，其一端與選擇電路相連；控制開關(guān)；第二分壓電路，其一端與選擇電路相連且另一端通過控制開關(guān)接地，動(dòng)力電池正極接通且控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)、以及動(dòng)力電池負(fù)極接通且控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)，第一分壓電路的另一端分別輸出第一電壓至第四電壓；分別與選擇電路和第一分壓電路的另一端相連的控制器，控制器對(duì)選擇電路進(jìn)行控制，并根據(jù)第一電壓至第四電壓得到動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。本實(shí)用新型能夠提高車輛的高壓輸出安全性，且同時(shí)具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動(dòng)力電池作為未來(lái)新能源汽車的主要研究和發(fā)展方向，目前存在諸多技術(shù)問題，比如續(xù)航能力問題、安全問題都是目前面臨的主要技術(shù)難題。由于汽車電磁環(huán)境復(fù)雜，噪聲較大，對(duì)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理都可能會(huì)造成致命的錯(cuò)誤，因此，如何杜絕高壓短路起火和高壓電擊司乘人員顯得尤為重要。
[0003]以動(dòng)力電池為能量源的電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中電池組電壓均高達(dá)幾百伏，隔離檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(EV)/混合動(dòng)力汽車(HEV)中電池組高壓輸出是否和車身良好絕緣，是電池管理系統(tǒng)(BMS)安全性及可靠性的重要保障之一。
[0004]目前市場(chǎng)上常見的隔離檢測(cè)系統(tǒng)是利用先分壓后隔離再經(jīng)過差分運(yùn)算放大后進(jìn)入處理器，然后在處理器內(nèi)對(duì)采集到的電壓進(jìn)行隔離電阻的運(yùn)算，然后通過CAN傳輸?shù)秸嚳刂破鬟M(jìn)行報(bào)告。該系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。另外，絕緣電阻檢測(cè)一般作為獨(dú)立的模塊進(jìn)行檢測(cè)，但這樣需要獨(dú)立安裝，增加了安裝固定的難度，并且需要獨(dú)立的CPU進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，增加了設(shè)計(jì)成本，且檢測(cè)的精度不高，穩(wěn)定性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0006]為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提高車輛的高壓輸出安全性，且同時(shí)具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)包括:用于接通所述動(dòng)力電池正極或所述動(dòng)力電池負(fù)極的選擇電路；第一分壓電路，所述第一分壓電路的一端與所述選擇電路相連；控制開關(guān)；第二分壓電路，所述第二分壓電路的一端與所述選擇電路相連且另一端通過所述控制開關(guān)接地，所述動(dòng)力電池正極接通且所述控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)、以及所述動(dòng)力電池負(fù)極接通且所述控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)，所述第一分壓電路的另一端分別輸出第一電壓至第四電壓；分別與所述選擇電路和所述第一分壓電路的另一端相連的控制器，所述控制器對(duì)所述選擇電路進(jìn)行控制，并根據(jù)所述第一電壓至第四電壓得到所述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，在汽車運(yùn)行時(shí)，控制器控制高壓選擇電路接通動(dòng)力電池的正極或負(fù)極，動(dòng)力電池的正極或負(fù)極輸出正、負(fù)極高壓信號(hào)通過第一分壓電路進(jìn)行分壓，以得到第一電壓和第二電壓，當(dāng)控制開關(guān)閉合時(shí)，第二分壓電路接通且與第一分壓電路并聯(lián)，則此時(shí)可得到第三電壓和第四電壓，控制器根據(jù)第一至第四電壓通過相關(guān)公式計(jì)算得到動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。綜上所示，本實(shí)用新型的檢測(cè)系統(tǒng)通過高壓選擇電路進(jìn)行前端高壓信號(hào)的采集，有效地對(duì)動(dòng)力電池內(nèi)部進(jìn)行隔離檢測(cè)，減小了板間通訊產(chǎn)生的串?dāng)_，提高了車輛的高壓輸出安全性，保證了車內(nèi)人員的安全，另外，本系統(tǒng)使用的器件少，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此，成本較低。同時(shí)，該系統(tǒng)集成在電池管理系統(tǒng)內(nèi)部，因此，具有較高的測(cè)量精度及可靠性。
[0009]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]進(jìn)一步地，還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片設(shè)置在所述第一分壓電路和所述控制器之間，所述控制開關(guān)由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片控制。
[0011]進(jìn)一步地，還包括:隔離芯片，所述隔離芯片設(shè)置在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和所述控制器之間
[0012]進(jìn)一步地，所述控制開關(guān)為光電開關(guān)。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一分壓電路包括:串聯(lián)的第一電阻至第三電阻，所述第一電阻的一端與所述選擇電阻相連，所述第三電阻的另一端與所述控制器相連；第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端相連且所述第四電阻的另一端接地；電容，所述電容與所述第四電阻并聯(lián)。
[0014]進(jìn)一步地，所述第二分壓電路包括:串聯(lián)的第五電阻至第七電阻，所述第五電阻的一端與所述選擇電路相連，所述第七電阻的另一端通過所述光電開關(guān)接地。
[0015]進(jìn)一步地，所述選擇電路包括:第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)，所述第一光電開關(guān)的第一接線端與所述動(dòng)力電池的正極相連，所述第一光電開關(guān)的第二接線端與所述第一分壓電路相連，所述第二光電開關(guān)的第一接線端與所述動(dòng)力電池的負(fù)極相連，所述第二光電開關(guān)的第二接線端與所述第一分壓電路相連。
[0016]進(jìn)一步地，所述選擇電路還包括:第八電阻，所述第八電阻的一端與所述控制器相連；第一 MOS管，所述第一 MOS管的柵極與所述第八電阻的另一端相連，所述第一 MOS管的漏極通過第九電阻與所述第二光電開關(guān)的第一控制端相連，所述第一 MOS管的源極與電源相連；第二 MOS管，所述第二 MOS管的柵極與所述第一 MOS管的柵極相連，所述第二 MOS管的漏極與所述第一光電開關(guān)的第二控制端相連且源極接地；第三MOS管，所述第三MOS管的柵極通過第十電阻與所述控制器相連，所述第三MOS管的源極與所述電源相連且漏極與所述第一光電開關(guān)的第一控制端相連；第四MOS管，所述第四MOS管的柵極與所述第三MOS管的柵極相連，所述第四MOS管的源極接地且漏極與所述第二關(guān)電開關(guān)的第二控制端相連。
[0017]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1為現(xiàn)有的一種絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖；
[0020]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的電路原理示意圖；以及[0022]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部電路PCB布局不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為
基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0025]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0026]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)。
[0027]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)100，選擇電路110、第一分壓電路120、控制開關(guān)130、第二分壓電路140和控制器150。其中，上述的動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力電池。
[0028]具體而言，選擇電路110用于接通動(dòng)力電池正極或動(dòng)力電池負(fù)極。作為一個(gè)具體示例，選擇電路110例如為車輛的高壓互鎖電路，其用于將動(dòng)力電池的高壓正極或高壓負(fù)極接入檢測(cè)電路中。
[0029]第一分壓電路120的一端與選擇電路110相連。作為一個(gè)具體的示例，第一分壓電路120例如可通過多個(gè)電阻串聯(lián)組成。
[0030]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，控制開關(guān)130例如為但不限于光電開關(guān)。
[0031]第二分壓電路140的一端與選擇電路110相連且另一端通過控制開關(guān)130接地，動(dòng)力電池正極接通且控制開關(guān)130開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)、以及動(dòng)力電池負(fù)極接通且控制開關(guān)130開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)，第一分壓電路120的另一端分別輸出第一電壓至第四電壓。換言之，即當(dāng)選擇電路110接通高壓正極且控制開關(guān)130斷開時(shí)，則此時(shí)只有第一分壓電路120對(duì)正極高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，則此時(shí)第一分壓電路120的另一端輸出第一電壓。當(dāng)選擇電路110接通高壓正極且控制開關(guān)130閉合時(shí)，則此時(shí)第一分壓電路120和第二分壓電路140同時(shí)接入檢測(cè)電路中以對(duì)正極高壓信號(hào)分壓，且二者相互并聯(lián)，則此時(shí)第一分壓電路120的另一端輸出第二電壓。當(dāng)選擇電路110接通高壓負(fù)極且開關(guān)130斷開時(shí)，此時(shí)只有第一分壓電路120接入檢測(cè)電路中以對(duì)負(fù)極高壓信號(hào)分壓，則此時(shí)第一分壓電路120的另一端輸出第三電壓。當(dāng)選擇電路110接通高壓負(fù)極且控制開關(guān)130閉合時(shí)，此時(shí)第一分壓電路120和第二分壓電路140同時(shí)接入檢測(cè)電路中以對(duì)負(fù)極高壓信號(hào)分壓，且二者相互并聯(lián)，則此時(shí)第一分壓電路120的另一端輸出第四電壓。
[0032]控制器150分別與選擇電路110和第一分壓電路120的另一端相連，控制器150對(duì)選擇電路110進(jìn)行控制，并根據(jù)第一電壓至第四電壓得到動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。
[0033]即在上述示例中，該檢測(cè)系統(tǒng)100的工作原理為:控制器150控制選擇電路110接通動(dòng)力電池正極或負(fù)極。當(dāng)接通動(dòng)力電池正極時(shí)，此時(shí)輸出正極高壓信號(hào)，當(dāng)控制開關(guān)130斷開時(shí)，則此時(shí)只有第一分壓電路120對(duì)動(dòng)力電池正極輸出的正極高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，且第一分壓電路輸出分壓后的電壓，即為第一電壓。另一方面，當(dāng)接通動(dòng)力電池正極且控制開關(guān)130閉合時(shí)，此時(shí)第一分壓電路120和第二分壓電路140相互并聯(lián)的接入絕緣電阻檢測(cè)電路中，并同時(shí)對(duì)正極高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，且第一分壓電路輸出此時(shí)共同分壓后的電壓，即為第二電壓。進(jìn)一步地，當(dāng)控制器130控制選擇電路接通動(dòng)力電池負(fù)極時(shí)，此時(shí)輸出負(fù)極高壓信號(hào)，當(dāng)控制開關(guān)130斷開時(shí)，此時(shí)只有第一分壓電路120對(duì)動(dòng)力電池負(fù)極輸出的負(fù)極高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，且第一分壓電路120輸出分壓后的電壓，即為第三電壓。另一方面，當(dāng)接通動(dòng)力電池負(fù)極且控制開關(guān)130閉合時(shí)，此時(shí)第一分壓電路120和第二分壓電路140相互并聯(lián)的接入絕緣電阻檢測(cè)電路中，并同時(shí)對(duì)負(fù)極高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，且第一分壓電路輸出此時(shí)共同分壓后的 電壓，即為第四電壓。最后，控制器150根據(jù)上述得到的第一電壓至第四電壓，通過數(shù)學(xué)計(jì)算得到動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。
[0034]作為一個(gè)具體的例子，控制器150例如可通過如下公式計(jì)算絕緣電阻:
[0035]當(dāng)W時(shí)，則絕緣電阻Ri為:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)包括: 用于接通所述動(dòng)力電池正極或所述動(dòng)力電池負(fù)極的選擇電路； 第一分壓電路，所述第一分壓電路的一端與所述選擇電路相連； 控制開關(guān)； 第二分壓電路，所述第二分壓電路的一端與所述選擇電路相連且另一端通過所述控制開關(guān)接地，所述動(dòng)力電池正極接通且所述控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)、以及所述動(dòng)力電池負(fù)極接通且所述控制開關(guān)開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)時(shí)，所述第一分壓電路的另一端分別輸出第一電壓至第四電壓； 分別與所述選擇電路和所述第一分壓電路的另一端相連的控制器，所述控制器對(duì)所述選擇電路進(jìn)行控制，并根據(jù)所述第一電壓至第四電壓得到所述動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片設(shè)置在所述第一分壓電路和所述控制器之間，所述控制開關(guān)由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 隔離芯片，所述隔離芯片設(shè)置在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和所述控制器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制開關(guān)為光電開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分壓電路包括: 串聯(lián)的第一電阻至第三電阻，所述第一電阻的一端與所述選擇電路相連，所述第三電阻的另一端與所述控制器相連； 第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端相連且所述第四電阻的另一端接地； 電容，所述電容與所述第四電阻并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分壓電路包括:串聯(lián)的第五電阻至第七電阻，所述第五電阻的一端與所述選擇電路相連，所述第七電阻的另一端通過所述光電開關(guān)接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇電路包括: 第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)，所述第一光電開關(guān)的第一接線端與所述動(dòng)力電池的正極相連，所述第一光電開關(guān)的第二接線端與所述第一分壓電路相連，所述第二光電開關(guān)的第一接線端與所述動(dòng)力電池的負(fù)極相連，所述第二光電開關(guān)的第二接線端與所述第一分壓電路相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力系統(tǒng)的絕緣電阻檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇電路還包括: 第八電阻，所述第八電阻的一端與所述控制器相連； 第一 MOS管，所述第一 MOS管的柵極與所述第八電阻的另一端相連，所述第一 MOS管的漏極通過第九電阻與所述第二光電開關(guān)的第一控制端相連，所述第一 MOS管的源極與電源相連； 第二 MOS管，所述第二 MOS管的柵極與所述第一 MOS管的柵極相連，所述第二 MOS管的漏極與所述第一光電開關(guān)的第二控制端相連且源極接地； 第三MOS管，所述第三MOS管的柵極通過第十電阻與所述控制器相連，所述第三MOS管的源極與所述電源相連且漏極與所述第一光電開關(guān)的第一控制端相連； 第四MOS管，所述第四MOS管的柵極與所述第三MOS管的柵極相連，所述第四MOS管的源極接地且漏極與所述第二光電開關(guān)的第二控制端相連。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK203705549SQ201320782871
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】潘國(guó)富, 張君鴻, 孫江元, 王忠民, 趙田麗, 王野, 魯連軍, 張勝 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司