一种绝缘检测装置的制作方法

本实用新型属于电动汽车的绝缘状态检测的技术领域，尤其是涉及一种绝缘检测装置。

背景技术：

电动汽车作为一种节能环保的交通工具，目前已成为汽车市场的重要组成部分，由于电动汽车包含高压系统，所述高压系统的电压值远远超过安全电压的级别，因此，电动汽车的高压系统需要具有非常可靠的绝缘性，以保证电动汽车的正常运行和使用者的安全。

现有技术中，检测电动汽车的高压系统的绝缘性，一般是通过手动拆解法检测整车的绝缘故障，这种检测方式的效率较低，且在检测过程中存在一定的安全风险；因此，如何提高电动汽车的绝缘检测的效率并保证检测人员的人身安全是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种绝缘检测装置，解决现有技术电动汽车的绝缘检测效率低和检测过程中存在安全风险的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种绝缘检测装置，所述绝缘检测装置包括：

微处理器；

分别与所述微处理器连接的控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)通讯模块、第一电源模块、第二电源模块、模数(Anlolog Digital，简称AD)转换器、显示器和按键；

电压测试模块，与所述CAN通讯模块、所述第二电源模块和所述AD转换器连接；

绝缘电阻测试模块，与所述CAN通讯模块、所述第二电源模块和所述AD转换器连接；

选择开关组，与所述电压测试模块，所述绝缘电阻测试模块和所述CAN通讯模块连接。

其中，所述绝缘检测装置还包括：

与所述选择开关组连接的第一接口，其中，所述第一接口与电动汽车的快充接口匹配；

与所述电压测试模块连接的第二接口，其中，所述第二接口与电动汽车的电池包的接线端口相匹配，且所述第二接口包括正极接口和负极接口，当所述第二接口与电池包的接线端口连接时，所述正极接口与电池包的正极连接，所述负极接口与电池包的负极连接。

其中，所述选择开关组包括：第一电压输入端、第二电压输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和控制端；

其中，所述第一电压输入端与所述第一电压输出端之间设置有第一继电器，所述第一电压输入端与所述第二电压输出端之间设置有第二继电器；

其中，所述第二电压输入端与所述第一电压输出端之间设置有第三继电器，所述第二电压输入端与所述第二电压输出端之间设置有第四继电器；

其中，所述控制端通过第一CAN收发器分别与所述第一继电器的控制端，所述第二继电器的控制端，所述第三继电器的控制端，以及，所述第四继电器的控制端连接。

其中，所述第一电压输出端与所述电压测试模块连接；所述第二电压输出端与所述绝缘电阻测试模块连接；所述控制端通过CAN总线与所述CAN通讯模块连接；所述第一电压输入端、所述第二电压输入端和所述CAN总线均与所述第一接口连接。

其中，所述第一电压输入端通过所述第一接口与所述电动汽车的正整车母线连接；所述第二电压输入端通过所述第一接口与所述电动汽车的负整车母线连接；所述CAN总线通过所述第一接口分别与电动汽车的整车控制器和电动汽车的电池管理系统连接。

其中，所述电压测试模块包括：电压表、第一选择开关、第一电阻、第二选择开关和第二CAN收发器；

其中，所述电压表的正电源输入端和负电源输入端均与所述第二电源模块连接；所述电压表的输出端与所述AD转换器连接；所述电压表的正极接线端通过第二选择开关分别与选择开关组、正极接口和负极接口连接；所述第一选择开关和所述第一电阻串联在所述电压表的正极接线端和负极接线端之间；所述第一选择开关的控制端和所述第二选择开关的控制端，均通过第二CAN收发器与所述CAN通讯模块连接。

其中，所述绝缘检测装置还包括第一控制开关；其中，所述第一控制开关与所述第二选择开关的控制端和所述CAN通讯模块连接。

其中，所述绝缘电阻测试模块包括：

第三CAN收发器、绝缘电阻测试仪和第三选择开关；其中，所述绝缘电阻测试仪的正电源输入端和所述绝缘电阻测试仪的负电源输入端均与所述第二电源模块连接；所述绝缘电阻测试仪的输出端与所述AD转换器连接；所述绝缘电阻测试仪的正极接线端通过所述第三选择开关与所述第二电压输出端连接；所述绝缘电阻测试仪的负极接线端接地；所述第三选择开关的控制端，通过所述第三CAN收发器与所述CAN通讯模块连接。

其中，所述绝缘检测装置还包括第二控制开关；其中，所述第二控制开关与所述第三选择开关的控制端和所述第三CAN收发器连接。

其中，所述绝缘检测装置还包括：无线保真(Wireless Fidelity，简称WIFI)模块，所述WIFI模块与所述微处理器连接。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过将所述绝缘检测装置的接口设计为与所述电动汽车的快充接口相匹配的接口，实现了通过插拔的方式将所述电动汽车与所述绝缘检测装置连接并通讯，从而实现不拆解所述电动汽车就能进行绝缘检测；操作人员通过所述绝缘检测装置的按键为所述绝缘检测装置下发控制信号后，所述绝缘检测装置根据所述控制信号，自动对所述电动汽车的高压系统进行检测，从而提高了所述电动汽车的绝缘检测的效率和检测精度，同时也保证了操作人员的人身安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例的绝缘检测装置的示意图；

图2是本实用新型实施例的选择开关组内部结构及与其他部件连接的示意图；

图3是本实用新型实施例的电压测试模块内部结构及与其他部件连接的示意图；

图4是本实用新型实施例的绝缘电阻测试模块内部结构及与其他部件连接的示意图；

图5是本实用新型实施例的第一接口、第二接口与电动汽车的连接示意图。

附图标记说明：

1-微处理器，2-CAN通讯模块，3-电压测试模块，4-第一电源模块5-第二电源模块，6-AD转换器，7-显示器，8-按键，9-绝缘电阻测试模块，10-开关选择组，11-WIFI模块，12-第一控制开关，13-第二控制开关，14-CAN总线，15-第一接口，161-第二接口，161A-正极接口，161B-负极接口，17-电动汽车，18-整车控制器，19-电池管理系统，101-第一继电器，102-第二继电器，103-第三继电器，104-第四继电器，105-第一CAN收发器，31-第二CAN收发器，K1-第一选择开关，K2-第二选择开关，R1-第一电阻，K3-第三选择开关，91-第三CAN收发器，V-电压表，R-绝缘电阻测试仪。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例针对现有技术中需要将汽车升起后，断开整车母线再通过绝缘电阻测试仪进行绝缘检测，导致绝缘检测操作复杂，效率低且测量精度不高的问题，提供了一种绝缘检测装置。

如图1所示，本实用新型实施例提供了绝缘检测装置，所述绝缘检测装置包括：

微处理器1；分别与所述微处理器1连接的CAN通讯模块2、第一电源模块4、第二电源模块5、AD转换器6、显示器7和按键8；电压测试模块3，与所述CAN通讯模块2、所述第二电源模块5和所述AD转换器6连接；绝缘电阻测试模块9，与所述CAN通讯模块2、所述第二电源模块3和所述AD转换器6连接；选择开关组10，与所述电压测试模块3，所述绝缘电阻测试模块9和所述CAN通讯模块2连接。

本实用新型的上述实施例，用户通过所述按键8输入检测要求至所述微处理器1，其中，所述检测要求包括：检测整车绝缘性、检测电动汽车的负载的绝缘性和检测量程的选择。所述第一电源模块4用于为所述微处理器1提供电压，使所述微处理器1处于工作状态。所述微处理器1用于根据所述检测要求，通过所述CAN通讯模块2控制所述电动汽车中相应的继电器闭合或断开，所述选择开关组10的断开与闭合，以及，所述电压测试模块3或所述绝缘测试模块9工作与否，同时，控制所述第二电源模块5输出与所述检测量程相对应的电压值；当检测完毕后，通过所述显示器7输出显示结果。操作人员通过所述按键8输入检测要求，并通过所述显示器7查看检测结果，避免了操作人员手动检测电动汽车的绝缘性能产生危险的可能性，且提高了检测效率，减小了手动检测的误差。

其中，所述绝缘检测装置还包括：WIFI模块11，所述WIFI模块11与所述微处理器1连接。所述WIFI模块11用于将所述绝缘检测装置与网络连接，将所述绝缘检测装置检测的结果记录并上传至网络，根据大数据对检测结果进行分析，从而对所述电动汽车17的高压系统的绝缘老化及周期进行判断，实现及时更换的目的，还用于随着所述电动汽车17的使用，根据记录的检测结果，实时调整所述电动汽车17的绝缘电阻的阈值，避免出现误判断的现象，导致由于高温绝缘老化和泄露短路等原因，使车辆自燃。

其中，所述绝缘检测装置还包括：

与所述选择开关组10连接的第一接口15，其中，如图5所示，所述第一接口15与电动汽车17的快充接口匹配；所述绝缘检测装置通过所述第一接口15与所述电动汽车17的快充接口的插拔，实现与所述电动汽车17的连接与断开。从而避免了在为所述电动汽车17进行绝缘检测时，将所述电动汽车17升起并断开母线的过程，提高了绝缘检测的效率。

与所述电压测试模块3连接的第二接口161，其中，所述第二接口161与电动汽车17的电池包的接线端口匹配，当所述第二接口161与所述电池包的接线端口连接时，所述第二接口161中的正极接口161A与所述电池包的正极连接，所述第二接口161中的负极接口161B与所述电池包的负极连接。当需要单独对所述电池包进行绝缘检测时，可以在打开所述电动汽车17的机舱盖后，断开所述电池包母线的接插件，通过插拔的形式，将所述第二接口161与电池包的接线端口插接。从而实现所述绝缘检测装置检测所述电动汽车17的电池包的绝缘性。

本实用新型的实施例，为了使所述绝缘检测装置能够实现为不同车型的电池包进行绝缘检测，在所述第二接口161与所述电池包接线端口之间还设置有辅助连接件，所述辅助连接件的一端与所述第二接口161匹配，所述辅助连接件的另一端与电池包的接线端口匹配。通过这种连接方式，实现了插拔连接后，无需进行其他的操作，就能完成对所述电池包的绝缘性的检测，提高了检测效率；通过更换辅助连接件，就能实现对不同车型的电池包的绝缘性的检测，节省了检测成本。

具体的，如图2所示，所述选择开关组10包括：第一电压输入端、第二电压输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和控制端。

其中，所述第一电压输出端与所述电压测试模块3连接；用于测试所述电动汽车17的整车绝缘性。

其中，所述第二电压输出端与所述绝缘电阻测试模块9连接；用于测试所述电动汽车17的负载的绝缘性。

其中，所述控制端通过所述CAN总线14与所述CAN通讯模块2连接；用于控制第一电压输入端与第一电压输出端的连通或断开，第二电压输入端与第一电压输出端的连通或断开，第一电压输入端与第二电压输出端的连通或断开，以及，第二电压输入端与第二电压输出端的连通或断开。

具体的，所述第一电压输入端与所述第一电压输出端之间设置有第一继电器101，所述第一电压输入端与所述第二电压输出端之间设置有第二继电器102；所述第二电压输入端与所述第一电压输出端之间设置有第三继电器103，所述第二电压输入端与所述第二电压输出端之间设置有第四继电器104；所述控制端通过第一CAN收发器105分别与所述第一继电器101的控制端，所述第二继电器102的控制端，所述第三继电器103的控制端，以及，所述第四继电器104的控制端连接。

此外，如图5所示，所述第一电压输入端、所述第二电压输入端和所述CAN总线14均与所述第一接口15连接，且通过所述第一接口15与所述电动汽车17的快充接口连接。具体的，所述第一电压输入端通过所述第一接口15与所述电动汽车17的正整车母线连接；所述第二电压输入端通过所述第一接口15与所述电动汽车17的负整车母线连接；所述CAN总线14通过所述第一接口15与电动汽车17的整车控制器18和电动汽车17的电池管理系统19连接。

如图3所示，所述电压测试模块3包括：电压表V、第一选择开关K1、第一电阻R1和第二选择开关K2、第二CAN收发器31。

其中，所述电压表V的正电源输入端和负电源输入端均与所述第二电源模块4连接；所述第二电源模块4根据接收到的所述微处理器1发送的信号，为所述电压表V提供电压。

所述电压表V的输出端与所述AD转换器6连接；将检测到的模拟量的电压值输出至所述AD转换器6，用于将模拟量的电压值转换为数字量，并输出至所述微处理器1，最终通过所述显示器7显示。

所述电压表V的正极接线端通过第二选择开关K2分别与选择开关组10、正极接口161A和负极接口161B连接；其中，所述正极接口161A和所述负极接口161B用于在所述电动汽车17的电池包与整车母线分离后，通过所述电动汽车17的发动机舱内设置的电池包接线端口，与所述电池包连接，从而对所述电池包进行绝缘检测。最终实现通过接口的插拔，实现对所述电池包进行单独的绝缘检测，从而提高检测效率和检测的安全性。

所述第一选择开关K1和所述第一电阻R1串联在所述电压表V的正极接线端和负极接线端之间。

具体的，以整车绝缘性检测过程为例，对所述第一选择开关K1和所述第一电阻R1的用途进行说明：首先获取所述第一选择开关K1断开时检测的正整车母线相对于地的第一电压值U₁和负整车母线相对于地的第二电压值U₂；然后，获取所述第一选择开关K1闭合时，检测的正整车母线相对于地的第三电压值U₃和负整车母线相对于地的第四电压值U₄；最后根据公式：

计算整车的绝缘电阻值。其中，R₁为所述第一电阻R1的电阻值，R_i为整车的绝缘电阻值。需要说明的是，公式中的U₁、U₂、U₃和U₄均取绝对值。

需要说明的是，根据电池包正极对地的电压值和负极对地的电压值计算所述电池包的绝缘电阻值并不限于上述方式，还可以在获取到所述第一电压值U₁和所述第二电压值U₂后，将所述第一电压值U₁和所述第二电压值U₂进行比较，若第一电压值U1大于所述第二电压值时，则闭合第一选择开关K1后，只测试第三电压值U₃，并根据公式计算所述电池包的绝缘电阻值，因此，任何通过上述方式改进的方式均在本实用新型的保护范围内。

当然，对所述电池包的绝缘性单独进行检测时，测试过程与整车绝缘性检测的测试过程相同。

其中，所述第一选择开关K1的控制端和所述第二选择开关K2的控制端，分别通过第二CAN收发器31与所述CAN通讯模块2连接。所述第二CAN收发器31根据所述CAN通讯模块2发送的控制信号，控制所述第一选择开关K1和所述第二选择开关K2的闭合与断开。

其中，如图3所示，所述绝缘检测装置还包括第一控制开关12；所述第一控制开关12用于手动测试电池包的绝缘电阻值。其中，所述第一控制开关12与所述第二选择开关K2和所述CAN通讯模块2连接。在确定整车绝缘不满足要求且负载绝缘满足要求时，在所述电动汽车的前舱内，断开电池包的母线后，人员手动控制所述第一控制开关12，从而控制所述第二选择开关K2与所述正极接口161A连通，并将检测电池包绝缘电阻的信息通过所述第二CAN收发器31与所述CAN通讯模块2通讯，检测电池包的正极对地的电压值。检测完成后，所述CAN通讯模块2控制所述第二选择开关K2与负极接口161B接通，检测电池包的负极对地的电压值，再闭合所述第一选择开关K1后，分别检测电池包正极对地的电压值和负极对地的电压值，并最终确认电池包的绝缘电阻值。

如图4所示，所述绝缘电阻测试模块9包括：

第三CAN收发器91、绝缘电阻测试仪R和第三选择开关K3；其中，所述绝缘电阻测试仪R的正电源输入端和所述绝缘电阻测试仪的负电源输入端均与所述第二电源模块5连接；所述第二电源模块5用于为所述绝缘电阻测试仪R提供电压。所述绝缘电阻测试仪R的输出端与所述AD转换器6连接；用于将检测的绝缘电阻值转换为数字量输出至所述微处理器1，并最终在所述显示器7上显示。所述绝缘电阻测试仪R的正极接线端通过所述第三选择开关K3与所述第二电压输出端连接；所述绝缘电阻测试仪R的负极接线端输入端接地；所述第三选择开关K3的控制端，通过所述第三CAN收发器91与所述CAN通讯模块2连接，用于使所述CAN通讯模块2控制所述第三选择开关K3的闭合与断开。

其中，所述绝缘检测装置还包括第二控制开关13；其中，所述第二控制开关13分别与所述第三选择开关K3的控制端和所述第三CAN收发器91连接。其中，所述第二控制开关13用于实现手动测试整车和负载的绝缘性能。

对所述电动汽车17的绝缘性检测的过程如下：

当对整车进行绝缘检测时，首先，将所述第一接口15与所述电动汽车17的快充接口连接，人员通过所述按键8输入整车绝缘检测信号及测试量程至所述微处理器1，所述微处理器1根据所述绝缘检测信号输出整车绝缘检测的控制信号至所述CAN通讯模块2，同时，所述微处理器1根据测试量程控制所述第二电源模块5输出相对应的电压值至所述电压测试模块3；

然后，所述CAN通讯模块2通过所述CAN总线14控制所述第二选择开关K2与所述第一电压输出端导通，并通过所述CAN总线14与所述电动汽车17的整车控制器18和电池管理系统19通讯，由所述整车控制器17控制所述第七继电器K7和所述第八继电器K8闭合，由所述电池管理系统19控制所述第六继电器K6和第五继电器K5闭合，当预充电完成后，控制所述第九继电器K9闭合。

当上述继电器全部闭合后，所述CAN通讯模块2通过所述CAN总线14控制所述第一继电器101闭合，测试正整车母线对地的第一电压值；控制所述第一选择开关K1闭合，测试正整车母线对地的第二电压值；再控制所述第一继电器101断开且所述第三继电器103闭合，测试负整车母线对地的第三电压值；控制所述第一选择开关K1闭合，测试负整车母线对地的第四电压值；并通过所述AD转换器6分别将所述第一电压值、所述第二电压值、所述第三电压值和所述第四电压值转换为数字量，由所述微处理器1根据数字量的所述第一电压值、所述第二电压值、所述第三电压值和所述第四电压值，计算所述电动汽车17的整车绝缘电阻值。

所述微处理器1将计算的整车绝缘电阻值与预存的第一安全阈值进行比较，当所述整车绝缘电阻值小于所述第一绝缘电阻阈值时，所述电动汽车17出现绝缘故障；进一步对所述电动汽车17的负载和电池包进行绝缘检测。

当对负载进行绝缘检测时，首先，人员通过所述按键8输入负载绝缘检测信号及测试量程至所述微处理器1，所述微处理器1根据所述绝缘检测信号输出负载绝缘检测的控制信号至所述CAN通讯模块2，同时，所述微处理器1根据测试量程控制所述第二电源模块5输出相对应的电压值至所述绝缘电阻测试模块9。

然后，所述CAN通讯模块2通过所述CAN总线14控制所述第三选择开关K2闭合，使所述绝缘电阻测试仪R与所述第二电压输出端导通，并通过所述CAN总线14与所述电动汽车17的整车控制器18通讯，由所述整车控制器17控制所述第七继电器K7和所述第八继电器K8闭合。

当上述继电器全部闭合后，所述CAN通讯模块2通过所述CAN总线14控制所述第二继电器102闭合，测试正整车母线对地的第一电阻值；再控制所述第二继电器102断开且所述第四继电器104闭合，测试负整车母线对地的第二电阻值；并由所述AD转换器6分别将所述第一电阻值和所述第二电阻值转换为数字量，由所述微处理器1比较所述第一电阻值和所述第二电阻值，阻值较小的为负载的绝缘电阻值。当所述绝缘电阻值小于第二绝缘电阻阈值时，确定所述负载出现绝缘故障。

当整车出现绝缘故障且负载未出现绝缘故障时，需要对电池包进行绝缘检测。首先打开所述电动汽车17的前舱盖，将整车母线与电池包断开，将所述第二接口161与电池包的接线端口连接，手动闭合所述第一控制开关12，使所述第二选择开关K2与所述正极接口161A连通，同时，经过所述第二CAN收发器31输出检测电池包绝缘状态的信号至所述CAN通讯模块2；由所述CAN通讯模块2通过所述CAN总线14与所述电池管理系统19通讯，使所述第六继电器K6和第五继电器K5闭合，当预充电完成后，控制所述第九继电器K9闭合，再按照整车绝缘电阻检测的方法测试电池包正极相对于地的第一电压值和第二电压值；然后所述CAN通讯模块2控制所述第二选择开关K2与所述负极接口161B连接，再按照整车绝缘电阻检测的方法测试电池包负极相对于地的第三电压值和第四电压值，最终计算所述电池包的绝缘电阻值，当所述电池包的绝缘电阻值小于第三绝缘电阻阈值时，确定所述电池包故障。

需要说明的是，本实用新型实施例还可以在各高压负载上设置传感器，在确定所述电动汽车17的负载出现绝缘故障时，所述传感器用于获取各高压负载的绝缘电阻值，并上报至整车控制器，整车控制器通过与外部电脑通讯，读取各高压负载的绝缘电阻值，并最终判断出现绝缘故障的负载。

本实用新型的上述实施例，通过将所述绝缘检测装置的第一接口15与所述电动汽车17的快充接口匹配，实现了通过插拔的方式将所述绝缘检测装置与所述电动汽车17连接，避免了手动测试时，必须将所述电动汽车17升起的过程，提高了检测效率。本实用新型实施例通过所述微处理器1实现自动检测所述电动汽车17的绝缘性能，减小了手动操作的测试误差，提高了测试精度；同时，减小了高压环境对人员造成伤害的可能性。本实用新型实施例通过增加第一控制开关12和第二控制开关13，实现了既能手动又能自动开启所述绝缘检测装置检测所述电动汽车17的绝缘性能的方式。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。