绝缘采样电路及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆领域，特别是涉及一种绝缘采样电路及车辆。


背景技术：

2.随着新能源产业的不断发展，越来越多的人选择电动汽车取代传统燃油汽车作为出行工具，而电动汽车的使用安全也是人们十分关注的问题。对于车辆高压系统，绝缘故障具有非常严重的危害，小则导致高压漏电、浪费电能资源，大则危害人身安全，所以能够及时检测到绝缘故障是现在车辆高压系统的关键点之一。
3.对于汽车上的绝缘检测电路，国标gbt18384主要通过串联的两路分压电阻、高压开关器件投切来检测绝缘阻值。该方案需要两路电压采集，结构复杂；且绝缘电阻的计算方式固化，一旦出错没有校验机制，可靠性低。
4.因此，如何提出一种结构简单、可靠性高的绝缘采样方案，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种绝缘采样电路及车辆，用于解决现有技术中绝缘采样电路结构复杂、可靠性低等问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种绝缘采样电路，用于检测正极绝缘电阻和负极绝缘电阻，所述正极绝缘电阻连接于电池正极和接地端之间，所述负极绝缘电阻连接于电池负极和接地端之间；所述绝缘采样电路至少包括：
7.第一检测支路、第二检测支路、第三检测支路及采样模块；
8.所述第一检测支路并联于所述正极绝缘电阻的两端，对所述正极绝缘电阻两端的电压进行分压；
9.所述第二检测支路及所述第三检测支路分别并联于所述负极绝缘电阻的两端，启用所述第二检测支路和/或所述第三检测支路调整流经所述第一检测支路的电流大小；
10.所述采样模块连接于所述第一检测支路的输出端，采集所述第一检测支路输出的分压信号。
11.优选地，所述接地端为车架电位。
12.更优选地，所述第一检测支路包括第一电阻单元及第二电阻单元；所述第一电阻单元的第一端连接所述电池正极，第二端连接所述第二电阻单元的第一端；所述第二电阻单元的第二端连接所述接地端。
13.更优选地，所述采样模块的输入端连接所述第二电阻单元的两端。
14.更优选地，所述第二检测支路包括第一开关及第三电阻单元；所述第一开关与所述第三电阻单元串联。
15.更优选地，所述第三检测支路包括第二开关及第四电阻单元；所述第二开关与所述第四电阻单元串联。
16.更优选地，所述绝缘采样电路还包括绝缘电阻计算模块；所述绝缘电阻计算模块连接于所述采样模块的输出端，并获取各检测支路的器件参数及电池电压，计算所述正极绝缘电阻和所述负极绝缘电阻的阻值。
17.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种车辆，所述车辆至少包括：上述绝缘采样电路。
18.如上所述，本实用新型的绝缘采样电路及车辆，具有以下有益效果：
19.1、本实用新型的绝缘采样电路只需要使用一路电压采集即可实现绝缘检测，结构简单；且采集精度达到国标要求。
20.2、本实用新型的绝缘采样电路可通过启用支路的不同使用不同方法计算绝缘电阻，各种方法之间能起到校验的作用，确保准确性和可靠性。
附图说明
21.图1显示为本实用新型的绝缘采样电路的结构示意图。
22.元件标号说明
[0023]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
绝缘采样电路
[0024]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一检测支路
[0025]
12
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第二检测支路
[0026]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三检测支路
[0027]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
采样模块
具体实施方式
[0028]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0029]
请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0030]
如图1所示，本实用新型提供一种绝缘采样电路1，用于检测正极绝缘电阻rp和负极绝缘电阻rn，所述正极绝缘电阻rp连接于电池正极hv+和接地端gnd之间，所述负极绝缘电阻rn连接于电池负极hv-和接地端gnd之间。所述绝缘采样电路1包括：
[0031]
第一检测支路11、第二检测支路12、第三检测支路13及采样模块14。
[0032]
如图1所示，所述第一检测支路11并联于所述正极绝缘电阻rp的两端，对所述正极绝缘电阻rp两端的电压进行分压。
[0033]
具体地，在本实施例中，所述第一检测支路11包括第一电阻单元r1及第二电阻单元r2。所述第一电阻单元r1的第一端连接所述电池正极hv+，第二端连接所述第二电阻单元r2的第一端；所述第二电阻单元r2的第二端连接所述接地端gnd。所述第一电阻单元r1与所述第二电阻单元r2对所述正极绝缘电阻rp两端的电压进行分压。
[0034]
需要说明的是，所述第一电阻单元r1为单个电阻或多个电阻的串联、并联、串并联结构；同理，所述第二电阻单元r2为单个电阻或多个电阻的串联、并联、串并联结构；在此不一一赘述。
[0035]
如图1所示，所述第二检测支路12并联于所述负极绝缘电阻rn的两端。
[0036]
具体地，在本实施例中，所述第二检测支路12包括第一开关s1及第三电阻单元r3；所述第一开关s1与所述第三电阻单元r3串联。作为示例，所述第一开关s1的一端连接所述接地端gnd，另一端连接所述第三电阻单元r3的第一端；所述第三电阻单元r3的第二端连接所述电池负极hv-；在实际使用中，所述第一开关s1与所述第三电阻单元r3的位置可以互换，所述第一开关s1的导通和关断能直接决定所述第三电阻单元r3是否接入电压采集通路即可，不以本实施例为限。
[0037]
需要说明的是，所述第三电阻单元r3为单个电阻或多个电阻的串联、并联、串并联结构，在此不一一赘述。
[0038]
如图1所示，所述第三检测支路13并联于所述负极绝缘电阻rn的两端。
[0039]
具体地，在本实施例中，所述第三检测支路13包括第二开关s2及第四电阻单元r4；所述第二开关s2与所述第四电阻单元r4串联。作为示例，所述第二开关s2的一端连接所述接地端gnd，另一端连接所述第四电阻单元r4的第一端；所述第四电阻单元r4的第二端连接所述电池负极hv-；在实际使用中，所述第二开关s2与所述第四电阻单元r4的位置可以互换，所述第二开关s2的导通和关断能直接决定所述第四电阻单元r4是否接入电压采集通路即可，不以本实施例为限。
[0040]
需要说明的是，所述第四电阻单元r4为单个电阻或多个电阻的串联、并联、串并联结构，在此不一一赘述。
[0041]
具体地，所述第二检测支路12及所述第三检测支路13分别通过内部的开关实现与所述电压采集通路的关系，启用所述第二检测支路12和/或所述第三检测支路13可以调整流经所述第一检测支路11的电流大小，进而影响采样到的电压大小。
[0042]
如图1所示，所述采样模块14连接于所述第一检测支路11的输出端，采集所述第一检测支路11输出的分压信号。
[0043]
具体地，在本实施例中，为了便于计算，所述采样模块14的输入端连接所述第二电阻单元r2的两端，获取所述第二电阻单元r2的电压作为采样信号。在实际使用中，所述采样模块14也可连接于所述第一电阻单元r1的两端，不以本实施例为限。
[0044]
作为本实用新型的另一种实现方式，所述绝缘采样电路1还包括绝缘电阻计算模块(图中未显示)。所述绝缘电阻计算模块连接于所述采样模块14的输出端，并获取各检测支路的器件参数及电池电压，计算所述正极绝缘电阻rp和所述负极绝缘电阻rn的阻值。
[0045]
需要说明的是，在本实施例中，所述绝缘采样电路1应用于车辆高压系统中，则，所述接地端gnd为车架电位。在实际使用中，可根据不同应用场景确定所述接地端，包括但不限于电机机壳、空调外机壳，在此不一一赘述。
[0046]
所述绝缘采样电路1的采样原理如下：
[0047]
采样方法1，首先，闭合所述第一开关s1、关断所述第二开关s2，此时，所述第一电阻单元r1、所述第二电阻单元r2及所述第三电阻单元r3构成电压采集通路，所述采样模块14获取所述第二电阻单元r2两端的电压，记为u
s1
；随后闭合所述第二开关s2，此时，所述第
三电阻单元r3与所述第四电阻单元r4并联后，再与所述第一电阻单元r1及所述第二电阻单元r2依次串联，以构成电压采集通路，所述采样模块14获取所述第二电阻单元r2两端的电压，记为u
s2
；得到如下关系式：
[0048][0049][0050]
其中，u
总
为电池的总电压，rp为所述正极绝缘电阻的阻值，rn为所述负极绝缘电阻的阻值，r1为所述第一电阻单元的阻值，r2为所述第二电阻单元的阻值，r3为所述第三电阻单元的阻值，r4为所述第四电阻单元的阻值。联立上述方程(1)和(2)求解得到所述正极绝缘电阻rp和所述负极绝缘电阻rn的阻值满足如下关系式：
[0051][0052][0053]
采样方法2，首先，闭合所述第一开关s1、关断所述第二开关s2，此时，所述第一电阻单元r1、所述第二电阻单元r2及所述第三电阻单元r3构成电压采集通路，所述采样模块14获取所述第二电阻单元r2两端的电压，记为u
s3
；随后关断所述第一开关s1、闭合所述第二开关s2，此时，所述第一电阻单元r1、所述第二电阻单元r2及所述第四电阻单元r4构成电压采集通路，所述采样模块14获取所述第二电阻单元r2两端的电压，记为u
s4
；得到如下关系式：
[0054][0055][0056]
联立上述方程(5)和(6)求解得到所述正极绝缘电阻rp和所述负极绝缘电阻rn的阻值满足如下关系式：
[0057]
[0058][0059]
需要说明的是，在实际使用中，也可以首先关断所述第一开关s1、闭合所述第二开关s2，再闭合所述第一开关s1及所述第二开关s2，以此获取所述正极绝缘电阻rp和所述负极绝缘电阻rn的阻值，在此不一一赘述。可任意采用其中一种方法获取检测结果，或者两种及以上方法获取检测结果，当采用两种或两种以上时可互相校验，提高准确性和可靠性。
[0060]
本实用新型还提供一种车辆，所述车辆包括所述绝缘采样电路1，所述绝缘采样电路1用于对车辆的绝缘故障进行检测，进而确保车辆的使用安全。
[0061]
综上所述，本实用新型提供一种绝缘采样电路及车辆，用于检测正极绝缘电阻和负极绝缘电阻，所述正极绝缘电阻连接于电池正极和接地端之间，所述负极绝缘电阻连接于电池负极和接地端之间；所述绝缘采样电路至少包括：第一检测支路、第二检测支路、第三检测支路及采样模块；所述第一检测支路并联于所述正极绝缘电阻的两端，对所述正极绝缘电阻两端的电压进行分压；所述第二检测支路及所述第三检测支路分别并联于所述负极绝缘电阻的两端，启用所述第二检测支路和/或所述第三检测支路调整流经所述第一检测支路的电流大小；所述采样模块连接于所述第一检测支路的输出端，采集所述第一检测支路输出的分压信号。本实用新型的绝缘采样电路只需要使用一路电压采集即可实现绝缘检测，结构简单，且采集精度达到国标要求；可通过启用支路的不同使用不同方法计算绝缘电阻，各种方法之间能起到校验的作用，确保准确性和可靠性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0062]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。