动力系统的绝缘电阻检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种动力系统的绝缘电阻检测系统，其中，动力系统包括动力电池，该动力系统的绝缘电阻检测系统包括：用于接通动力电池正极或动力电池负极的选择电路；第一分压电路，其一端与选择电路相连；控制开关；第二分压电路，其一端与选择电路相连且另一端通过控制开关接地，动力电池正极接通且控制开关开启和关闭两种状态时、以及动力电池负极接通且控制开关开启和关闭两种状态时，第一分压电路的另一端分别输出第一电压至第四电压；分别与选择电路和第一分压电路的另一端相连的控制器，控制器对选择电路进行控制，并根据第一电压至第四电压得到动力系统的绝缘电阻。本实用新型能够提高车辆的高压输出安全性，且同时具有成本低的优点。
【专利说明】动力系统的绝缘电阻检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车制造【技术领域】，特别涉及一种动力系统的绝缘电阻检测系统。
【背景技术】
[0002]锂离子动力电池作为未来新能源汽车的主要研究和发展方向，目前存在诸多技术问题，比如续航能力问题、安全问题都是目前面临的主要技术难题。由于汽车电磁环境复杂，噪声较大，对数据的采集、传输和处理都可能会造成致命的错误，因此，如何杜绝高压短路起火和高压电击司乘人员显得尤为重要。
[0003]以动力电池为能量源的电动汽车和混合动力汽车中电池组电压均高达几百伏，隔离检测模块实现电动汽车(EV)/混合动力汽车(HEV)中电池组高压输出是否和车身良好绝缘，是电池管理系统(BMS)安全性及可靠性的重要保障之一。
[0004]目前市场上常见的隔离检测系统是利用先分压后隔离再经过差分运算放大后进入处理器，然后在处理器内对采集到的电压进行隔离电阻的运算，然后通过CAN传输到整车控制器进行报告。该系统的原理框图如图1所示。另外，绝缘电阻检测一般作为独立的模块进行检测，但这样需要独立安装，增加了安装固定的难度，并且需要独立的CPU进行数学运算，增加了设计成本，且检测的精度不高，稳定性差。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。
[0006]为此，本实用新型的目的在于提供一种动力系统的绝缘电阻检测系统，该系统能够提高车辆的高压输出安全性，且同时具有成本低的优点。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种动力系统的绝缘电阻检测系统，所述动力系统包括:动力电池，所述动力电池的绝缘电阻检测系统包括:用于接通所述动力电池正极或所述动力电池负极的选择电路；第一分压电路，所述第一分压电路的一端与所述选择电路相连；控制开关；第二分压电路，所述第二分压电路的一端与所述选择电路相连且另一端通过所述控制开关接地，所述动力电池正极接通且所述控制开关开启和关闭两种状态时、以及所述动力电池负极接通且所述控制开关开启和关闭两种状态时，所述第一分压电路的另一端分别输出第一电压至第四电压；分别与所述选择电路和所述第一分压电路的另一端相连的控制器，所述控制器对所述选择电路进行控制，并根据所述第一电压至第四电压得到所述动力系统的绝缘电阻。
[0008]根据本实用新型的动力系统的绝缘电阻检测系统，在汽车运行时，控制器控制高压选择电路接通动力电池的正极或负极，动力电池的正极或负极输出正、负极高压信号通过第一分压电路进行分压，以得到第一电压和第二电压，当控制开关闭合时，第二分压电路接通且与第一分压电路并联，则此时可得到第三电压和第四电压，控制器根据第一至第四电压通过相关公式计算得到动力系统的绝缘电阻。综上所示，本实用新型的检测系统通过高压选择电路进行前端高压信号的采集，有效地对动力电池内部进行隔离检测，减小了板间通讯产生的串扰，提高了车辆的高压输出安全性，保证了车内人员的安全，另外，本系统使用的器件少，且结构简单，因此，成本较低。同时，该系统集成在电池管理系统内部，因此，具有较高的测量精度及可靠性。
[0009]另外，根据本实用新型上述的动力系统的绝缘电阻检测系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]进一步地，还包括:模数转换芯片，所述模数转换芯片设置在所述第一分压电路和所述控制器之间，所述控制开关由所述模数转换芯片控制。
[0011]进一步地，还包括:隔离芯片，所述隔离芯片设置在所述模数转换芯片和所述控制器之间
[0012]进一步地，所述控制开关为光电开关。
[0013]进一步地，所述第一分压电路包括:串联的第一电阻至第三电阻，所述第一电阻的一端与所述选择电阻相连，所述第三电阻的另一端与所述控制器相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连且所述第四电阻的另一端接地；电容，所述电容与所述第四电阻并联。
[0014]进一步地，所述第二分压电路包括:串联的第五电阻至第七电阻，所述第五电阻的一端与所述选择电路相连，所述第七电阻的另一端通过所述光电开关接地。
[0015]进一步地，所述选择电路包括:第一光电开关和第二光电开关，所述第一光电开关的第一接线端与所述动力电池的正极相连，所述第一光电开关的第二接线端与所述第一分压电路相连，所述第二光电开关的第一接线端与所述动力电池的负极相连，所述第二光电开关的第二接线端与所述第一分压电路相连。
[0016]进一步地，所述选择电路还包括:第八电阻，所述第八电阻的一端与所述控制器相连；第一 MOS管，所述第一 MOS管的栅极与所述第八电阻的另一端相连，所述第一 MOS管的漏极通过第九电阻与所述第二光电开关的第一控制端相连，所述第一 MOS管的源极与电源相连；第二 MOS管，所述第二 MOS管的栅极与所述第一 MOS管的栅极相连，所述第二 MOS管的漏极与所述第一光电开关的第二控制端相连且源极接地；第三MOS管，所述第三MOS管的栅极通过第十电阻与所述控制器相连，所述第三MOS管的源极与所述电源相连且漏极与所述第一光电开关的第一控制端相连；第四MOS管，所述第四MOS管的栅极与所述第三MOS管的栅极相连，所述第四MOS管的源极接地且漏极与所述第二关电开关的第二控制端相连。
[0017]本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从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:
[0019]图1为现有的一种绝缘电阻检测系统的原理框图；
[0020]图2为根据本实用新型一个实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统的结构框图；
[0021]图3为根据本实用新型一个实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统的电路原理示意图；以及[0022]图4为根据本实用新型一个实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统的内部电路PCB布局不意图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
[0025]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0026]以下结合附图描述根据本实用新型上述实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统。
[0027]图2为根据本实用新型一个实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统的结构框图。如图2所示，根据本实用新型一个实施例的动力系统的绝缘电阻检测系统100，选择电路110、第一分压电路120、控制开关130、第二分压电路140和控制器150。其中，上述的动力系统包括动力电池。
[0028]具体而言，选择电路110用于接通动力电池正极或动力电池负极。作为一个具体示例，选择电路110例如为车辆的高压互锁电路，其用于将动力电池的高压正极或高压负极接入检测电路中。
[0029]第一分压电路120的一端与选择电路110相连。作为一个具体的示例，第一分压电路120例如可通过多个电阻串联组成。
[0030]在本实用新型的一个实施例中，控制开关130例如为但不限于光电开关。
[0031]第二分压电路140的一端与选择电路110相连且另一端通过控制开关130接地，动力电池正极接通且控制开关130开启和关闭两种状态时、以及动力电池负极接通且控制开关130开启和关闭两种状态时，第一分压电路120的另一端分别输出第一电压至第四电压。换言之，即当选择电路110接通高压正极且控制开关130断开时，则此时只有第一分压电路120对正极高压信号进行分压，则此时第一分压电路120的另一端输出第一电压。当选择电路110接通高压正极且控制开关130闭合时，则此时第一分压电路120和第二分压电路140同时接入检测电路中以对正极高压信号分压，且二者相互并联，则此时第一分压电路120的另一端输出第二电压。当选择电路110接通高压负极且开关130断开时，此时只有第一分压电路120接入检测电路中以对负极高压信号分压，则此时第一分压电路120的另一端输出第三电压。当选择电路110接通高压负极且控制开关130闭合时，此时第一分压电路120和第二分压电路140同时接入检测电路中以对负极高压信号分压，且二者相互并联，则此时第一分压电路120的另一端输出第四电压。
[0032]控制器150分别与选择电路110和第一分压电路120的另一端相连，控制器150对选择电路110进行控制，并根据第一电压至第四电压得到动力系统的绝缘电阻。
[0033]即在上述示例中，该检测系统100的工作原理为:控制器150控制选择电路110接通动力电池正极或负极。当接通动力电池正极时，此时输出正极高压信号，当控制开关130断开时，则此时只有第一分压电路120对动力电池正极输出的正极高压信号进行分压，且第一分压电路输出分压后的电压，即为第一电压。另一方面，当接通动力电池正极且控制开关130闭合时，此时第一分压电路120和第二分压电路140相互并联的接入绝缘电阻检测电路中，并同时对正极高压信号进行分压，且第一分压电路输出此时共同分压后的电压，即为第二电压。进一步地，当控制器130控制选择电路接通动力电池负极时，此时输出负极高压信号，当控制开关130断开时，此时只有第一分压电路120对动力电池负极输出的负极高压信号进行分压，且第一分压电路120输出分压后的电压，即为第三电压。另一方面，当接通动力电池负极且控制开关130闭合时，此时第一分压电路120和第二分压电路140相互并联的接入绝缘电阻检测电路中，并同时对负极高压信号进行分压，且第一分压电路输出此时共同分压后的 电压，即为第四电压。最后，控制器150根据上述得到的第一电压至第四电压，通过数学计算得到动力系统的绝缘电阻。
[0034]作为一个具体的例子，控制器150例如可通过如下公式计算绝缘电阻:
[0035]当W时，则绝缘电阻Ri为:
[0036]
【权利要求】
1.一种动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述动力系统包括动力电池，所述动力系统的绝缘电阻检测系统包括: 用于接通所述动力电池正极或所述动力电池负极的选择电路； 第一分压电路，所述第一分压电路的一端与所述选择电路相连； 控制开关； 第二分压电路，所述第二分压电路的一端与所述选择电路相连且另一端通过所述控制开关接地，所述动力电池正极接通且所述控制开关开启和关闭两种状态时、以及所述动力电池负极接通且所述控制开关开启和关闭两种状态时，所述第一分压电路的另一端分别输出第一电压至第四电压； 分别与所述选择电路和所述第一分压电路的另一端相连的控制器，所述控制器对所述选择电路进行控制，并根据所述第一电压至第四电压得到所述动力系统的绝缘电阻。
2.根据权利要求1所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，还包括: 模数转换芯片，所述模数转换芯片设置在所述第一分压电路和所述控制器之间，所述控制开关由所述模数转换芯片控制。
3.根据权利要求2所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，还包括: 隔离芯片，所述隔离芯片设置在所述模数转换芯片和所述控制器之间。
4.根据权利要求1所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述控制开关为光电开关。
5.根据权利要求1所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述第一分压电路包括: 串联的第一电阻至第三电阻，所述第一电阻的一端与所述选择电路相连，所述第三电阻的另一端与所述控制器相连； 第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连且所述第四电阻的另一端接地； 电容，所述电容与所述第四电阻并联。
6.根据权利要求4所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述第二分压电路包括:串联的第五电阻至第七电阻，所述第五电阻的一端与所述选择电路相连，所述第七电阻的另一端通过所述光电开关接地。
7.根据权利要求1所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述选择电路包括: 第一光电开关和第二光电开关，所述第一光电开关的第一接线端与所述动力电池的正极相连，所述第一光电开关的第二接线端与所述第一分压电路相连，所述第二光电开关的第一接线端与所述动力电池的负极相连，所述第二光电开关的第二接线端与所述第一分压电路相连。
8.根据权利要求7所述的动力系统的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述选择电路还包括: 第八电阻，所述第八电阻的一端与所述控制器相连； 第一 MOS管，所述第一 MOS管的栅极与所述第八电阻的另一端相连，所述第一 MOS管的漏极通过第九电阻与所述第二光电开关的第一控制端相连，所述第一 MOS管的源极与电源相连； 第二 MOS管，所述第二 MOS管的栅极与所述第一 MOS管的栅极相连，所述第二 MOS管的漏极与所述第一光电开关的第二控制端相连且源极接地； 第三MOS管，所述第三MOS管的栅极通过第十电阻与所述控制器相连，所述第三MOS管的源极与所述电源相连且漏极与所述第一光电开关的第一控制端相连； 第四MOS管，所述第四MOS管的栅极与所述第三MOS管的栅极相连，所述第四MOS管的源极接地且漏极与所述第二光电开关的第二控制端相连。
【文档编号】G01R27/02GK203705549SQ201320782871
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】潘国富, 张君鸿, 孙江元, 王忠民, 赵田丽, 王野, 鲁连军, 张胜 申请人:北汽福田汽车股份有限公司