[發明專利]電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置

在審

• 申請號: 201210052963.7
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102540101A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 成勇;胡建國;黃世霖
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

技術領域

本發明涉及電子技術領域，更具體地說，本發明涉及一種電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置。

背景技術

在已有的新能源汽車和電網儲能系統中，對于電池組高壓檢測和絕緣電阻檢測功能的實現需要分別采用兩套電路系統來完成，使得整個系統的電子元器件成本大幅上升。

在已有的電池組高壓檢測系統中，其輸入端的直流內阻大都不能滿足大于10MΩ的要求，電池組高壓不僅會在電阻分壓網絡上產生較大的功率損耗，帶來系統內的發熱問題，而且電阻元器件的發熱會進一步影響到電池組高壓檢測系統的測量精度。此外，檢測系統容易遭受車輛行駛狀態下高壓系統干擾信號(包括EMI)的影響，導致檢測系統的測量精度大大降低，檢測系統的可用性會大打折扣。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠在同一套信號采樣電路系統內分時完成電池組高壓檢測和絕緣電阻檢測兩部分功能的電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置，其能夠在同一套信號采樣電路系統內分時完成電池組高壓檢測和絕緣電阻檢測兩部分功能，成本低，測量精度高。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置，其包括高壓信號調理電路、電阻分壓網絡、電子開關切換矩陣、低壓信號調理電路、增益可編程全差分放大電路、ADC采樣電路、數字隔離電路和單片機系統；

所述高壓信號調理電路包括T型濾波器Z1和T型濾波器Z2；

所述電阻分壓網絡包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、采樣電阻Rs1和采樣電阻Rs2；

所述電子開關切換矩陣包括開關K1、開關K2和開關K3；

所述低壓信號調理電路包括濾波電路Z3和濾波電路Z4；

所述增益可編程全差分放大電路包括全差分放大器A1、全差分放大器A2、基準電壓N4和基準源N5；

電池組的正極與T型濾波器Z1的輸入端連接，電池組的負極與T型濾波器Z2的輸入端連接；電阻R1、電阻R2、采樣電阻Rs1、采樣電阻Rs2、電阻R3和電阻R4依次串聯，所組成的串聯電路的一端與T型濾波器Z1的輸出端連接，另一端與T型濾波器Z2的輸出端連接；開關K1的一端連接在采樣電阻Rs1和采樣電阻Rs2的連接點上，另一端連接機殼；開關K2連接在電阻R2的兩端；開關K3連接在電阻R3的兩端；

采樣電阻Rs1兩端的電壓信號經由濾波電路Z3進行濾波后，傳送到全差分放大器A1進行全差分放大，再輸入ADC采樣電路進行模數轉換，最后通過SPI通道輸入單片機系統；

采樣電阻Rs2兩端的電壓信號經由濾波電路Z4進行濾波后，傳送到全差分放大器A2進行全差分放大，再輸入ADC采樣電路進行模數轉換，最后通過SPI通道輸入單片機系統；

所述數字隔離電路設置在所述ADC采樣電路和所述單片機系統之間的SPI通道上，對SPI通訊在電氣上隔離；

所述單片機系統分時控制開關K1處于導通或關斷狀態，通過SPI通道接收采樣電阻Rs1和采樣電阻Rs2上的電壓值信息，根據所述電壓值信息計算獲得電池組的高壓值或絕緣電阻值。

作為本發明電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置的一種改進，所述單片機系統向開關K2、開關K3發送控制信號，控制開關K2、開關K3處于導通或關斷狀態，調整所述電阻分壓網絡的電壓衰減比例。

作為本發明電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置的一種改進，采樣電阻Rs1和采樣電阻Rs2為高精度采樣電阻。

相對于現有技術，本發明電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置具有以下有益效果：

(1)電池組的高壓檢測和絕緣電阻檢測共用同一套檢測裝置，可大大降低整個系統電子元器件材料成本；

(2)高壓信號調理電路中采用經調校的T型濾波器，可以有效濾除汽車在行駛過程中高壓系統產生的干擾信號(含EMI)；

(3)低壓信號的檢測采用增益可編程全差分放大電路，即使是地線附近的微伏級信號也能真實檢測；

(4)通過更換電阻分壓網絡中不同的電阻值(R1～R4)和采樣電阻值(Rs1、Rs2)，可滿足不同電池組電壓的應用情況，電池組最高電壓可達1000V；

(5)電池組高壓檢測和絕緣電阻檢測方法符合國內外行業標準的相關規定，且其測試精度均滿足使用要求，并已在實際應用中得到了驗證。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明電池組高壓及絕緣電阻檢測一體化裝置及其有益技術效果進行詳細說明，其中：