一种动力电池绝缘检测系统及工作方法与流程

本发明涉及电池管理系统领域，特别涉及一种动力电池绝缘检测系统及工作方法。

背景技术：

随着社会的发展，使用锂电池作为动力的应用越来越广泛，电动汽车、电动摩托、电动旅游观光车、后背电源等采用锂电池作为其动力输出的产品相继出现。在众多的应用中，都需要保证动力电池的安全使用，其中绝缘检测变的更为重要。

在动力电池使用的过程中，不可避免的会遇到绝缘薄弱甚至短路等问题，这将会引起电池损害甚至火灾，危及人身安全。综观国内目前现状，有两种情况：1.动力电池无绝缘检测功能。2.动力电池有绝缘模块，但是绝缘检测算法计算的阻值跟实际值相差甚远。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种硬件电路简单可靠，成本低廉，能准确的计算出绝缘电阻值，保证了动力电池可靠性和安全性的动力电池绝缘检测系统及工作方法。

技术方案：本发明所述的一种动力电池绝缘检测系统，包括电池单体采集模块、绝缘检测模块、中央处理器，所述中央处理器分别与电池单体采集模块、绝缘检测模块通信连接；

所述电池单体采集模块包括动力电池壳体、动力电池总正极、动力电池总负极；

所述绝缘检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1、ADC检测口构成的检测电路，所述二极管D1、电阻R4、电阻R3、电阻R2依次串联，所述电阻R2与动力电池总负极连接，所述电阻R3和电阻R4的中间与动力电池壳体连接，所述电阻R1两端分别与电阻R2、ADC检测口连接，所述ADC检测口与动力电池总负极之间并联电容C1；

所述中央处理器与绝缘检测模块的ADC检测口通过上位机通信连接；

所述动力电池壳体与动力电池总负极之间接有绝缘电阻Riso。

进一步的，所述二极管D1的正极与动力电池总正极连接，负极与电阻R4连接。

进一步的，所述二极管D1为硅二极管且正向管压降为0.7V。

本发明还公开了一种利用所述的系统进行动力电池绝缘检测的工作方法，包括如下步骤：

S1、电池单体采集模块采集电池单体电压数据并将数据累加，并将数据发送给中央处理器；

S2、绝缘采集模块通过ADC检测口将采集到的绝缘检测数据发送给中央处理器；

S3、中央处理器利用绝缘检测算法处理采集到的电池单体电压数据和绝缘检测数据，然后根据处理的结果发出控制命令及警告信息。

进一步的，所述步骤S3中绝缘检测算法是首先通过检测到的电阻R2两端电压，计算通过电阻R2和电阻R4的电流及动力电池壳体对动力电池总正极和动力电池总负极的电压，然后计算电流差，得出绝缘电阻计算值；最后中央处理器输出准确的绝缘电阻值。

有益效果：本发明通过电池单体采集模块采集电池单体电压数据并将数据累加，并将数据发送给中央处理器，绝缘采集模块通过ADC检测口将采集到的绝缘检测数据发送给中央处理器，中央处理器利用绝缘检测算法处理采集到的电池单体电压数据和绝缘检测数据，然后根据处理的结果发出控制命令及警告信息。本发明的电路和软件相对简单，功耗较低，可以实现在线检测，提高了电池管理系统的可靠性及安全性。

本发明的电阻R1与ADC检测口连接起保护作用；ADC检测口与动力电池总负极之间并联电容C1起滤波作用；二极管D1的作用为防止动力电池总正极和动力电池总负极这两极接反；电阻R2、电阻R3、电阻R4主要实现电压分压作用。

应用本发明的动力电池绝缘检测系统及工作方法，可以准确的计算动力电池绝缘电阻，达到保护电池及人身安全的目的，此算法具有广阔的应用前景，且硬件电路简单可靠，成本低廉，能准确的计算出绝缘阻值，保证了电池的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明的系统连接框图。

图2为本发明的电池单体采集模块和绝缘检测模块连接结构示意图。

图3为本发明的工作流程框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

如图1和图2所示，一种动力电池绝缘检测系统，包括电池单体采集模块、绝缘检测模块、中央处理器，中央处理器分别与电池单体采集模块、绝缘检测模块通信连接。

电池单体采集模块包括动力电池壳体、动力电池总正极、动力电池总负极。

绝缘检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1、ADC检测口构成的检测电路，二极管D1、电阻R4、电阻R3、电阻R2依次串联，电阻R2与动力电池总负极连接，电阻R3和电阻R4的中间与动力电池壳体连接，电阻R1两端分别与电阻R2、ADC检测口连接，ADC检测口与动力电池总负极之间并联电容C1。

中央处理器与绝缘检测模块的ADC检测口通过上位机通信连接。

动力电池壳体与动力电池总负极之间接有绝缘电阻Riso。

作为对本技术方案的进一步优化，二极管D1的正极与动力电池总正极连接，负极与电阻R4连接。二极管D1为硅二极管且正向管压降为0.7V。

如图3所示，本发明还公开了一种利用所述的系统进行动力电池绝缘检测的工作方法，包括如下步骤：

S1、电池单体采集模块采集电池单体电压数据并将数据累加，并将数据发送给中央处理器；

S2、绝缘采集模块通过ADC检测口将采集到的绝缘检测数据发送给中央处理器；

S3、中央处理器利用绝缘检测算法处理采集到的电池单体电压数据和绝缘检测数据，然后根据处理的结果发出控制命令及警告信息。

作为优选，步骤S3中绝缘检测算法是首先通过检测到的电阻R2两端电压，计算通过电阻R2和电阻R4的电流及动力电池壳体对动力电池总正极和动力电池总负极的电压，然后计算电流差，得出绝缘电阻计算值；最后中央处理器输出准确的绝缘电阻值。

实施例

在动力电池壳体与动力电池总负极之间接入绝缘电阻Riso，阻值根据实际不定，通过绝缘检测模块采集电阻R2两端的电压U1，通过公式可以计算动力电池壳体对地电压U2＝U1/R2*(R2+R3)，通过电阻R2的电流I1＝U1/R2，通过电阻R4的电流I2＝(U总-U2-0.7V)/R4，那么通过绝缘电阻Riso的电流Iiso＝I2-I1，最后计算绝缘电阻Riso＝U2/Iiso，得到准确的绝缘电阻值。

本实施例中，电阻R1的阻值为1KΩ，电阻R2的阻值为1.5KΩ，电阻R3与电阻R4的阻值为51KΩ，电容C1为1uF，耐压16V，二极管D1的参数为1A/1KV。二极管D1为硅二极管且正向管压降为0.7V。

本发明的设计原理是通过电池单体采集模块采集电池单体电压数据并将数据累加，并将数据发送给中央处理器，绝缘采集模块通过ADC检测口将采集到的绝缘检测数据发送给中央处理器，中央处理器利用绝缘检测算法处理采集到的电池单体电压数据和绝缘检测数据，然后根据处理的结果发出控制命令及警告信息。本发明的电阻R1与ADC检测口连接起保护作用；ADC检测口与动力电池总负极之间并联电容C1起滤波作用；二极管D1的作用为防止动力电池总正极和动力电池总负极这两极接反；电阻R2、电阻R3、电阻R4主要实现电压分压作用。

本发明的电路和软件相对简单，功耗较低，可以实现在线检测，提高了电池管理系统的可靠性及安全性。

应用本发明的动力电池绝缘检测系统及工作方法，可以准确的计算动力电池绝缘电阻，达到保护电池及人身安全的目的，此算法具有广阔的应用前景，且硬件电路简单可靠，成本低廉，能准确的计算出绝缘阻值，保证了电池的可靠性和安全性。

上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。