CN103033729A - 用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法，包括多个串联在一起的电池包；其中，所述电池箱外壳引出有漏电检测端，所述电池箱的正极端、漏电检测端和采样电阻R2相连形成第一漏电检测回路，所述电池箱的负极端、漏电检测端和采样电阻R2′相连形成第二漏电检测回路；所述采样电阻R2、R2′两端引出的电压端子依次经过多路选择开关、运算放大器、ADC模块和MCU模块相连。本发明提供的用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法，利用高阻值精密电阻R2和R2′对电池两路漏电检测回路进行分压测量，从而对电池的绝缘情况进行实时有效的监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池箱检测电路及其检测方法，尤其涉及一种用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法。
背景技术
电池管理***（Battery Management System，简称BMS）的是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的，不同类型的电池特性亦相差很大。电池管理***（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
目前的电池箱一般不具有绝缘监测功能，不能实时和动态的检测电池箱的绝缘情况的变化，不利于电池箱的安全使用。因此，有必要提供用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法，能够对电池的绝缘情况进行实时有效的监测。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于电池箱的绝缘检测电路，包括多个串联在一起的电池包；其中，所述电池箱外壳引出有漏电检测端，所述电池箱的正极端、漏电检测端和采样电阻R2相连形成第一漏电检测回路，所述电池箱的负极端、漏电检测端和采样电阻R2′相连形成第二漏电检测回路；所述采样电阻R2、R2′两端引出的电压端子依次经过多路选择开关、运算放大器、ADC模块和MCU模块相连。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路，其中，所述采样电阻R2和回路电阻R1、隔离电阻R3、开关Km串联在一起形成第一电压取样回路；该第一电压取样回路两端并联有开关Kp；所述采样电阻R2′和回路电阻R1′、隔离电阻R3′串联在一起形成第二电压取样回路；该第二路电压取样回路两端并联有开关Kq。
本发明为解决上述技术问题还提供一种用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其中，包括如下步骤：a)闭合Km，断开Kp和Kq,切换多路选择开关至第一漏电检测回路A，测量A路电压,记为VA0；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；b)切换多路选择开关至第二漏电检测回路B，测量B路电压,记为VB0；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；c)闭合Km和Kp,断开Kq，切换多路选择开关至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA1；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；d)切换多路选择开关至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB1；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；e)闭合Km和Kq,断开Kp，切换多路选择开关至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA2；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；f)切换多路选择开关至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB2；经过运算放大器和ADC模块处理，送至MCU模块；g)根据VA0、VA1、VA2以及R1-R3的阻值，计算电池正极对壳体的等效绝缘电阻R7；根据VB0、VB1、VB2以及R1′-R3′的阻值，计算电池负极对壳体的等效绝缘电阻R8的电阻值。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其中，测量电压信号VA0、VB0、VA1、VB1、VA2、VB2时，每个电压信号连续采样N次，N为自然数，任何一次的采样信号超过合理电压则重新采样，连续N次采样值之间的差别小于预定的误差范围，则确认本次采样有效。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其中，采样次数为3次。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其中，所述电池箱的漏电检测端通过电子开关K1和采样电阻R2、R2′相连，所述电子开关K1仅在进行绝缘电阻测量时才闭合。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法，利用高阻值精密电阻R2和R2′对电池两路漏电检测回路进行分压测量，根据电池正负极对壳体的等效绝缘阻值对电池的绝缘情况进行实时有效的监测，确保只有良好绝缘的电池箱才能装入电动汽车使用，减少由于电池箱绝缘不好带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明的用于电池箱的绝缘检测电路结构示意图。
图中：
1、MCU模块 2、ADC模块 3、运算放大器
4、多路选择开关
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的用于电池箱的绝缘检测电路结构示意图。
请参见图1，本发明提供的用于电池箱的绝缘检测电路包括多个串联在一起的电池包；其中，所述电池箱外壳引出有漏电检测端，所述电池箱的正极端、漏电检测端和采样电阻R2相连形成第一漏电检测回路，所述电池箱的负极端、漏电检测端和采样电阻R2′相连形成第二漏电检测回路；所述采样电阻R2、R2′两端引出的电压端子依次经过多路选择开关4、运算放大器3、ADC模块2和MCU模块1相连。
本发明提供的用于电池箱的绝缘检测电路，所述采样电阻R2和电阻R1、电阻R3、开关Km串联在一起形成第一电压取样回路；该第一电压取样回路两端并联有开关Kp；所述采样电阻R2′和电阻R1′、电阻R3′串联在一起形成第二电压取样回路；该第二路电压取样回路两端并联有开关Kq。为了完善隔离测量电路和电池箱外壳，漏电检测端接有总开关K1，总开关K1平时断开，仅在需要检测漏电时才合上。R1和R1′是回路电阻，阻值尽可能大，其阻值大小是绝缘检测电路能够测量到的漏电电阻的上限，根据***需求，此电阻一般为几十兆欧姆数量级。R2和R2′是采样电阻，用来获取其上的分压，从而计算出所测的电压。R3和R3′是隔离电阻，一般是R2的千分之一，用以提高测量信号的信噪比。Rp和Rq是用来测量绝缘电阻的偏置电阻，其阻值大小可根据测量精度和测量范围进行灵活选择。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，包括如下步骤：
a)闭合Km，断开Kp和Kq,切换多路选择开关4至第一漏电检测回路A，测量A路电压,记为VA0；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
b)切换多路选择开关4至第二漏电检测回路B，测量B路电压,记为VB0；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
c)闭合Km和Kp,断开Kq，切换多路选择开关4至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA1；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
d)切换多路选择开关4至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB1；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
e)闭合Km和Kq,断开Kp，切换多路选择开关4至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA2；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
f)切换多路选择开关4至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB2；经过运算放大器3和ADC模块2处理，送至MCU模块1；
g)根据VA0、VA1、VA2以及R1-R3的阻值，计算电池正极对壳体的等效绝缘电阻R7；根据VB0、VB1、VB2以及R1′-R3′的阻值，计算电池负极对壳体的等效绝缘电阻R8的电阻值；绝缘状况指的是电池对电池箱外壳的漏电状况，因此根据等效绝缘电阻R7和R8的阻值即可知道电池箱的漏电情况。
上述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其中，测量电压信号VA0、VB0、VA1、VB1、VA2、VB2时，每个电压信号连续采样N次，N为自然数，任何一次的采样信号超过合理电压则重新采样，连续N次采样值之间的差别小于预定的误差范围，则确认本次采样有效；优选采样次数为3次。所述电池箱的漏电检测端通过电子开关K1和采样电阻R2、R2′相连，所述电子开关K1仅在进行绝缘电阻测量时才闭合，从而减少测量电路和被测目标之间的耦合，增强***的稳定性和可靠性。
综上所述，本发明提供的用于电池箱的绝缘检测电路及其检测方法，利用高阻值精密电阻R2和R2′对电池总电压进行分压测量；通过计算电池正极、负极对壳体的等效绝缘电阻推断漏电情况，从而对电池的绝缘情况进行实时有效的监测。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1.一种用于电池箱的绝缘检测电路，包括多个串联在一起的电池包；其特征在于，所述电池箱外壳引出有漏电检测端，所述电池箱的正极端、漏电检测端和采样电阻R2相连形成第一漏电检测回路，所述电池箱的负极端、漏电检测端和采样电阻R2′相连形成第二漏电检测回路；所述采样电阻R2、R2′两端引出的电压端子依次经过多路选择开关（4）、运算放大器（3）、ADC模块（2）和MCU模块（1）相连。
2.如权利要求1所述的用于电池箱的绝缘检测电路，其特征在于，所述采样电阻R2和回路电阻R1、隔离电阻R3、开关Km串联在一起形成第一电压取样回路；该第一电压取样回路两端并联有开关Kp；所述采样电阻R2′和回路电阻R1′、隔离电阻R3′串联在一起形成第二电压取样回路；该第二路电压取样回路两端并联有开关Kq。
3.一种如权利要求2所述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)闭合Km，断开Kp和Kq,切换多路选择开关（4）至第一漏电检测回路A，测量A路电压,记为VA0；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
b)切换多路选择开关（4）至第二漏电检测回路B，测量B路电压,记为VB0；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
c)闭合Km和Kp,断开Kq，切换多路选择开关（4）至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA1；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
d)切换多路选择开关（4）至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB1；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
e)闭合Km和Kq,断开Kp，切换多路选择开关（4）至第一漏电检测回路A，继续测量A路电压,记为VA2；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
f)切换多路选择开关（4）至第二漏电检测回路B，继续测量B路电压,记为VB2；经过运算放大器（3）和ADC模块（2）处理，送至MCU模块（1）；
g)根据VA0、VA1、VA2以及R1-R3的阻值，计算电池正极对壳体的等效绝缘电阻R7；根据VB0、VB1、VB2以及R1′-R3′的阻值，计算电池负极对壳体的等效绝缘电阻R8的电阻值。
4.如权利要求3所述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其特征在于，测量电压信号VA0、VB0、VA1、VB1、VA2、VB2时，每个电压信号连续采样N次，N为自然数，任何一次的采样信号超过合理电压则重新采样，连续N次采样值之间的差别小于预定的误差范围，则确认本次采样有效。
5.如权利要求4所述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其特征在于，采样次数为3次。
6.如权利要求3所述的用于电池箱的绝缘检测电路的检测方法，其特征在于，所述电池箱的漏电检测端通过电子开关K1和采样电阻R2、R2′相连，所述电子开关K1仅在进行绝缘电阻测量时才闭合。
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