一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路及检测方法。
【背景技术】
[0002]在电动汽车的电池组系统及大型储能电池组系统中，电池组电压很高，而高压安全防护成为高压电池组应用的一个重要影响因素。正常情况下，电池组的正、负极母线与设备壳体具有良好的绝缘性能，但在使用过程中可能会出现由于振动、器件老化等原因造成绝缘性被破坏，产生漏电，影响乘客或其他人员的人身安全。因此，为了确保高压电池组的使用安全，需要在应用过程中对高压电池组的总电压进行实时监测，同时对高压电池组对汽车壳体的绝缘电阻进行监测。现有技术中，对高压电池组绝缘电阻检测的电路复杂，且检测的精度低，只能得到绝缘等级，不能得到具体的绝缘阻值。此外，目前电池组总电压的检测电路和绝缘电阻检测电路是两个独立的电路模块，电路复杂，成本高昂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路，高压电池组总电压的检测及其绝缘电阻检测共用一个检测电路，且电路结构简单、绝缘电阻检测精度高。
[0004]本发明的另一目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路，包括高压电池组、分别跨接在高压电池组正极和负极之间的第一分压电阻单元和第二分压电阻单元、多通道AD转换器和处理器，
[0007]所述第一分压电阻单元包括电阻串联支路3和电阻R4，电阻串联支路3的一端接高压电池组正极，另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接高压电池组负极，电阻串联支路3与电阻R4连接的节点接多通道AD转换器的第一 AD采样端口 ；
[0008]所述第二分压单元包括电阻串联支路P、开关K1、电阻串联支路1N及电阻R2N，电阻串联支路P —端接尚压电池组正极，另一端接开关K1的一端；开关K1的另一端接壳体，同时依次串联电阻串联支路1N、R2N后接高压电池组负极，电阻串联支路1N与电阻R2N连接的节点接多通道AD转换器的第二 AD采样端口 ；
[0009]所述多通道AD转换器的与处理器隔离通讯；
[0010]在开关K1闭合时通过多通道AD转换器采集电阻R4的电压及电阻R2N的电压并传输至处理器；
[0011]在开关K1断开时通过多通道AD转换器采集电阻R4的电压及电阻R2N的电压并传输至处理器；
[0012]处理器根据开关K1闭合及断开时采集的电压数据及已知的分压电阻计算高压电池组正极对壳体电阻及负极对壳体电阻。
[0013]本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的:
[0014]一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测方法，基于上述的高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路，正极母线对壳体电阻记为RX，负极母线对壳体电阻记为RY，串联支路1Ν的总电阻记为R1N ;串联支路Ρ的总电阻记为RP，其中，
[0015]负极对壳体电压/负极对壳体总电阻=电池组总电压/(正极对壳体总电阻+负极对壳体总电阻)(1)
[0016]包括以下步骤:
[0017]闭合开关Κ1，采集电阻R4的电压Ur4及电阻R2N的电压Ur2n，并计算高压电池组总电压U及负极对壳体电压V，此时，
[0018]负极对壳体总电阻Ra = (R1N+R2N) *RY/ (R1N+R2N) +RY)(2)
[0019]正极对壳体总电阻Rb = RP*RX/ (RP+RX)(3)
[0020]由公式(1)(2)(3)得:
[0021 ] V = (U*(R1N+R2N)*RY/(R1N+R2N)+RY)/((R1N+R2N)*RY/(R1N+R2N)+RY)+RP*RX/(RP+RX))(4)
[0022]断开开关ΚΙ，采集电阻R4的电压Ur4’及电阻R2N的电压Ur2n’，并计算高压电池组总电压U’及负极对壳体电压V’，此时，
[0023]负极对壳体总电阻Ra’ = (R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY) (5)
[0024]正极对壳体总电阻Rb’ = RX(6)
[0025]由公式(1)(5)(6)得:
[0026]V’ = (U’ * (R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY)) / ((R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY) +RX) (7)
[0027]由公式(4) (7)联合计算得到正极母线对壳体电阻RX、负极母线对壳体电阻RY及电池组总电压U。
[0028]本发明相比现有技术包括以下优点及有益效果:
[0029]本发明的高压电池组总电压的检测及其绝缘电阻的检测共用一个检测电路，简化了检测电路的结构，提高检测电路的绝缘电阻检测精度及可靠性。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0032]实施例
[0033]如图1所示，一种高压电池组总电压和绝缘电阻检测电路，包括高压电池组、分别跨接在高压电池组正极和负极之间的第一分压电阻单元和第二分压电阻单元、多通道AD转换器和处理器，
[0034]所述第一分压电阻单元包括电阻串联支路3和电阻R4，电阻串联支路3的一端接高压电池组正极，另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接高压电池组负极，电阻串联支路3与电阻R4连接的节点接多通道AD转换器的第一 AD采样端口 ；
[0035]所述第二分压单元包括电阻串联支路P、开关K1、电阻串联支路1N及电阻R2N，电阻串联支路P —端接尚压电池组正极，另一端接开关K1的一端，开关K1的另一端接壳体，同时依次串联电阻串联支路1N、R2N后接高压电池组负极，电阻串联支路1N与电阻R2N连接的节点接多通道AD转换器的第二 AD采样端口 ；
[0036]所述多通道AD转换器的与处理器隔离通讯；
[0037]在开关K1闭合时通过多通道AD转换器采集电阻R4的电压及电阻R2N的电压并传输至处理器；
[0038]在开关K1断开时通过多通道AD转换器采集电阻R4的电压及电阻R2N的电压并传输至处理器；
[0039]处理器根据开关K1闭合及断开时采集的电压数据及已知的电阻计算高压电池组正极对壳体电阻及负极对壳体电阻。所述串联支路3、串联支路1N及串联支路P均为由多个电阻串联组成的串联支路。
[0040]基于上述电路，检测高压电池组总电压和绝缘电阻的方法具体如下:
[0041]正极母线对壳体电阻记为RX，负极母线对壳体电阻记为RY，电阻串联支路3的总电阻R3、电阻串联支路1N的总电阻R1N、电阻串联支路P的总电阻RP及电阻R4、电阻R2N、的阻值均为已知。其中，
[0042]负极对壳体电压/负极对壳体总电阻=电池组总电压/