[實用新型]一種車載動力電池的絕緣電阻檢測器

有效

• 申請號: 201120174840.1
• 申請日: 2011-05-29
• 公開（公告）號: CN202133761U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 吳畏;朱慶林;姜鵬;董冰;黃敏
• 申請（專利權）人: 啟明信息技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 陳宏偉

技術領域

本實用新型公開一種車載動力電池的絕緣電阻檢測器，屬于新能源電動汽車技術領域。

背景技術

電動汽車的能量主要來源于車載動力電池。由于動力電池一般都在幾百伏以上，如果發生意外漏電的情況，將直接威脅人身安全。因此，電動汽車需要一種能實時檢測動力電池絕緣電阻的設備。同時，優秀的動力電池絕緣電阻檢測方法也是評價一款電動汽車最重要的性能指標。傳統的動力電池絕緣電阻檢測方法只能判斷出當前動力電池是否處于漏電狀態，不能判斷出動力電池是正極漏電還是負極漏電或者是雙極同時漏電。而且也不能精確測量出動力電池的漏電程度。從而無法為駕駛員提供更加詳細的絕緣信息，這無疑增加了行車的安全隱患，也不利于整個電動汽車行業的推廣。

發明內容

本實用新型公開一種車載動力電池的絕緣電阻檢測器，它可以通過絕緣電阻采樣電壓的變化，確定當前動力電池的漏電狀態，解決了傳統的絕緣電阻檢測無法定位漏電位置的問題。實時對動力電池正負母線與搭鐵之間的絕緣電阻進行檢測，并可以準確地測量出動力電池的正極、負極及雙極對車身搭鐵的絕緣電阻值。

本實用新型的技術解決方案如下：

動力電池絕緣電阻檢測裝置主要由微控制器(MCU－Micro?Control?Unit)、正極絕緣開關電路、負極絕緣開關電路、運算放大電路、電壓隔離電路、控制器局部網(CAN－Controller?Area?Network)收發器和LCD顯示屏構成。其中，MCU的通用輸入/輸出?(GPIO－General?Purpose?Input?Output)?模塊1，外接正極絕緣光耦繼電器的控制端，MCU的GPIO模塊2，外接負極絕緣光耦繼電器的控制端，MCU依據控制策略，選擇導通邏輯，輸出絕緣電阻采樣電壓。絕緣電阻采樣電壓再經運算放大電路處理后，進入電壓隔離電路，做電壓的隔離處理。最后，輸入到MCU的模數轉換(AD－Analog-to-Digital?Converter)?模塊做電壓采樣。MCU會依據采樣電壓按照絕緣電阻檢測算法，計算出當前動力電池的絕緣電阻值。MCU的通信模塊，經過CAN收發器電平轉換后，以報文的形式，把絕緣電阻值傳送給BMS使用。同時，MCU通過人機交互單元的LCD屏，把動力電池絕緣電阻值顯示給駕駛員。

本實用新型的具體結構如下：

正極絕緣開關電路主要由正極分壓電路和正極絕緣光耦繼電器組成。當正極絕緣光耦繼電器的控制端VHP_KEY輸出低電平時，繼電器的1腳與2腳之間構成通路，從而繼電器的7腳和8腳之間導通，電阻R0~R7與R16構成正極分壓電路。7腳輸出一個正極絕緣電阻采樣電壓值。

負極絕緣開關電路主要由負極分壓電路和負極絕緣光耦繼電器組成。當負極絕緣光耦繼電器的控制端VHN_KEY輸出低電平時，繼電器的3腳與4腳之間構成通路，從而繼電器的5腳和6腳之間導通，電阻R8~R15與R17構成負極分壓電路。6腳輸出一個負極絕緣電阻采樣電壓值。

運算放大電路主要由運算放大器和電源模塊1組成。電源模塊1輸入端：+Vin接12V，-Vin接AGND；輸出端：GND接DGND即車身搭鐵，-12V接運算放大器的-Vs，+12V接運算放大器的+Vs，為運算放大器提供雙電源供給。運算放大器的+IN接光耦繼電器的7腳，-IN接光耦繼電器的6腳，絕緣電阻采樣電壓通過這兩個引腳輸入到運算放大器。運算放大器的輸出端：REF接AGND，Vout輸出到電壓隔離電路。運算放大器的1腳和8腳空接，表示之間的電阻無窮大，以此確定放大倍數。

電壓隔離電路主要由電源模塊1、電源模塊2和電壓隔離芯片共同組成。其中：電源模塊1是復用電源模塊，它同時為運算放大器和電壓隔離芯片的輸入端提供電源供給；它的輸出端：GND接DGND，-12V接Vs1-，+12V接Vs1+。電源模塊2為電壓隔離芯片的輸出端提供電源，它的輸入端與電源模塊1接法相同。輸出端：GND接DGND，-12V接Vs2-，+12V接Vs2+。電壓隔離芯片的輸入端與運算放大器相連接，輸出端Vout與MCU的AD1相連供MCU采樣，GND與AGND相連。電壓隔離芯片可以使動力電池輸出的高電壓信號不會對輸入給MCU的低電壓采樣信號產生影響。