一种电池绝缘电阻检测电路及检测方法与流程

本发明涉及一种电池绝缘电阻检测电路及检测方法，适用于电池检测技术领域。

背景技术：

目前我国电动汽车的研发取得明显进展，三大关键技术初步具备支撑发展电动汽车的能力发展。电动汽车的关键核心技术有三个：一是动力电池，二是电机，三是控制系统。其中，动力电池最为关键，其性能指标和经济成本决定了电动汽车的商业化进程，动力电池研发产品的主要性能居国际先进水平，电池产业基础雄厚，但需要解决一些薄弱环节。我国动力电池关键技术、关键材料和产品研发取得重大进展，与日本、美国、德国等国际先进水平比较，总体水平相当，比亚迪、力神、雷天等企业开发出的镍氢和锂离子两种类型、多个系列的车用动力电池，能量密度、功率密度(能量密度、功率密度是指单位重量的能量和功率，前者决定了电动汽车的续航里程和重量，后者决定了汽车的动力性)等主要性能指标居国际先进水平。

在对电池生产过程中，需要对电池进行绝缘检测，现有的检测电路只可以切换正极接入采样回路的电阻，这种方案虽然可以检测正、负极绝缘电阻同时下降或者负极绝缘电阻下降的情况，但在正极绝缘电阻下降时，不能精度采集到绝缘阻值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池绝缘电阻检测电路及检测方法，在正极绝缘电阻下降时，能精度采集到绝缘阻值。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电池绝缘电阻检测电路，包括：

采样回路单元，用于接入电池正负极形成回路；

开关单元，用于控制电池正负极接入采样回路单元；

控制单元，用于控制电池正负极接入采样回路单元的电阻值。

进一步地，所述开关单元包括用于控制电池正极接入采样回路单元的光耦u1，以及用于控制电池负极接入采样回路单元的光耦u3，所述光耦u1与光耦u3串联。

进一步地，所述采样回路单元包括依次串联且与光耦u1的输出端和输入端连接的若干个电阻、以及依次串联且与光耦u3的输出端和输入端连接的若干个电阻。

进一步地，所述光耦u1、u3的型号均为aqv258的光耦。

进一步地，所述控制单元具体为光耦u2，所述光耦u2包括用于控制与光耦u1输出端连接的电阻开启或关闭的第一通道，以及用于控制与光耦u3输出端连接的电阻开启或者关闭的第二通道。

进一步地，所述光耦u2的型号为aqw216的光耦。

一种电池绝缘电阻检测方法，包括以下步骤：

关闭光耦u1和光耦u3，将电池的正负极接入采样回路单元；

采集需检测电池正极和负极的电压并判断大小，根据电池正负极电压的大小，选择关闭或开启光耦u2的不同通道，再次得到电池正负极的电压；

根据两次得到电池正负极的电压值计算出电池的正负极绝缘阻值。

进一步地，所述根据电池正负极电压的大小，选择关闭或开启光耦u2的不同通道，得到电池正负极的电压的具体方法为：若电池的正极电压大于负极电压，此时关闭光耦u2的第一通道，开启光耦u2的第二通道，再次采集电池正负极的电压，并记录；若电池的正极电压小于等于负极电压，此时关闭光耦u2的第二通道，开启光耦u2的第一通道，再次采集电池正负极的电压，并记录。

进一步地，所述根据两次得到电池正负极的电压值计算出电池的正负极绝缘阻值的具体方法为：

若电池的正极电压大于负极电压，电池的正极绝缘电阻rp的计算公式如下：

电池的负极绝缘电阻rn的计算公式如下：

式中，u1′为关闭光耦u1和光耦u3时采集的电池正极电压，u2′为关闭光耦u1和光耦u3时采集的电池负极电压，u1″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第一通道，开启光耦u2的第二通道时，得到电池正极的电压值，u2″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第一通道，开启光耦u2的第二通道时，得到电池负极的电压值，r1′～r10′为采样回路单元中电阻r1～r10的阻值；

若电池的正极电压小于等于负极电压，电池的正极绝缘电阻rp的计算公式如下：

电池的负极绝缘电阻rn的计算公式如下：

式中，u1″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第二通道，开启光耦u2的第一通道时，得到电池正极的电压值，u2″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第二通道，开启光耦u2的第一通道时，得到电池负极的电压值。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：在电池接入单片机之前，通过采样回路单元，以及接入采样回路单元的开关单元和控制单元，控制电池接入单片机的电阻值，形成非平衡桥，达到在任何工况下，都可以精确采集正、负绝缘阻值的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他附图。

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

结合图1，一种电池绝缘电阻检测电路，包括采样回路单元、开关单元和控制单元，开关单元包括光耦u1和光耦u3，u1、u3的型号均为aqv258，采样回路单元包括依次串联的圆晶电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r8、r7、r10、r9，用于接入电池正负端形成回路，r1的一端接入电池的正极，r2的一端与光耦u1的6端口连接，u1的4端口连接r3的一端，u1控制电池正极接入采样回路单元，r9的一端接入电池的负极，r10的一端与光耦u3的4端口连接，u3的6端口连接r7的一端，u3控制电池负极接入采样回路单元；

控制单元具体为光耦u2，型号为aqw216，所述光耦u2的7端口接入电阻r4与r5连接的一端，8端口接入r3与u1连接的一端，用于控制电阻r3和r4的开启和关闭，即控制电池正极接入采样回路单元的电阻值，u2的5端口接入电阻r7与u3连接的一端，u2的6端口接入r8与r6连接的一端，用于控制电阻r7和r8的开启和关闭，即控制电池负极接入采样回路单元的电阻值。u2的阴极接入三极管q1的集电极，q1的基极通过电阻r17与发射极连接。

r5和r6连接后接地，且r5和r6的另一端分别接入单片机。

工作过程：

闭合u1、u3，将电池的正极pack+接入r1，电池的负极pack-接入r9，此时r1、r2、r3、r4、r5、r6、r8、r7、r10、r9与电池形成一个回路，然后单片机采集电池正负极的电压vins+、vins-，判断vins+、vins-的大小，记为u1’，u2’，如果vins+>vins-，闭合u2第一通道(即7、8端口)，开启u2的第二通道(即5、6端口)，控制电池正极接入单片机的电阻值，使得电池正极和负极形成非平衡桥，单片机再次采集vins+、vins-电压，记为u1”，u2”，通过公式计算出正负极绝缘阻值；如果vins+≤＝vins-，闭合u2第二通道(即5、6端口)，开启u2的第一通道(即7、8端口)，控制电池负极接入单片机的电阻值，使得电池正极和负极形成非平衡桥，单片机再次采集vins+、vins-电压，记为u1”，u2”，通过公式计算出正负极绝缘阻值。

一种电池绝缘电阻检测方法，包括以下步骤：

关闭光耦u1和光耦u3，将电池的正负极接入采样回路单元；

采集需检测电池正极和负极的电压并判断大小后，若电池的正极电压大于负极电压，此时关闭光耦u2的第一通道(即7、8端口)，开启光耦u2的第二通道(即5、6端口)，再次采集电池正负极的电压值，并记录；

此时，电池的正极绝缘电阻rp的计算公式如下：

电池的负极绝缘电阻rn的计算公式如下：

式中，u1′为关闭光耦u1和光耦u3时采集的电池正极电压，u2′为关闭光耦u1和光耦u3时采集的电池负极电压，u1″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第一通道，开启光耦u2的第二通道时，得到电池正极的电压值，u2″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第一通道，开启光耦u2的第二通道时，得到电池负极的电压值，r1′～r10′为采样回路单元中电阻r1～r10的阻值；

若电池的正极电压小于等于负极电压，此时关闭光耦u2的第二通道(即5、6端口)，开启光耦u2的第一通道(即7、8端口)，再次采集电池正负极的电压值，并记录，此时，电池的正极绝缘电阻rp的计算公式如下：

电池的负极绝缘电阻rn的计算公式如下：

式中，u1″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第二通道，开启光耦u2的第一通道时，得到电池正极的电压值，u2″为光耦u1和光耦u3关闭，选择关闭光耦u2的第二通道，开启光耦u2的第一通道时，得到电池负极的电压值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。