一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路及判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路及判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新能源汽車的快速發(fā)展，新能源汽車安全性能的研宄越來(lái)越引起人們的關(guān) 注。而混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)汽車，其安全性能主要包括三個(gè)方面：結(jié)構(gòu)安全、高 壓安全和化學(xué)安全。傳統(tǒng)的漏電監(jiān)測(cè)電路是通過(guò)監(jiān)測(cè)電池包的阻值與設(shè)定的電阻進(jìn)行比 較，以高低電平的方式反饋到單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)判斷有無(wú)漏電故障；由于整車環(huán)境是一 個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的環(huán)境，噪聲大，高低電平信號(hào)在傳輸過(guò)程中非常容易受到干擾而導(dǎo)致信 號(hào)失真，這樣的失真信號(hào)在反饋至單片機(jī)時(shí)，容易造成單片機(jī)的誤判斷和誤處理，因此給高 壓安全檢測(cè)的可靠性帶來(lái)嚴(yán)重隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在提供一種可靠性較高的混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路及判 定方法。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] 一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，包括高壓漏電采樣回路、光電耦合 回路、第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器、同相比例放大器、輸出跟隨 器、AD轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，高壓漏電采樣回路由二個(gè)電容和電阻R1依次串聯(lián)而成，高壓漏 電采樣回路中電容的一端連接電池包的負(fù)極端，高壓漏電采樣回路中電阻的一端連接光電 耦合回路的第一輸出端，電阻的另一端還連接光電耦合回路的第二輸出端，光電耦合回路 的第一輸出端接地，光電耦合回路的第二輸出端連接第一級(jí)積分回路的輸入端，第一級(jí)積 分回路的輸出端連接第二級(jí)積分回路的輸入端，第二級(jí)積分回路的輸出端連接第三級(jí)電壓 跟隨器的輸入端，第三級(jí)電壓跟隨器的輸出端依次連接AD轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，輸出跟隨器 的輸入端與單片機(jī)相連接，輸出跟隨器的輸出端連接同相比例放大器的輸入端，同相比例 放大器的輸出端連接第一級(jí)積分回路的輸入端，光電親合回路的第一輸入端直接與單片機(jī) 相連接，光電耦合回路的第二輸入端串接一個(gè)三極管后與單片機(jī)相連接。
[0006] 第一級(jí)積分回路與第二級(jí)積分回路中的電容選用具有低泄露的聚苯乙烯電容，電 阻采用高精度低溫系數(shù)類型的電阻。第一級(jí)積分回路與第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨 器中的運(yùn)算放大器選用軌到軌運(yùn)算放大器。
[0007] 單片機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出跟隨器輸出到同相比例放大器中，同相比例放大器的 信號(hào)放大倍數(shù)一般為1. 05~1. 2倍。輸出跟隨器、同相比例放大器中的運(yùn)算放大器選用軌 到軌運(yùn)算放大器，電容選用具有低泄露的聚苯乙烯電容，電阻采用高精度低溫系數(shù)類型的 電阻。
[0008] 一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣判定方法，使用上述的混合動(dòng)力汽車用電池包 體絕緣檢測(cè)電路，按以下步驟進(jìn)行：
[0009] (l)BMS發(fā)出上電信號(hào)后，單片機(jī)向光電親合回路的第一輸入端輸入低電平，光電 耦合回路通過(guò)第一輸出端輸出信號(hào)給高壓漏電采樣回路，高壓漏電采樣回路采集電池包的 漏電電阻值，若漏電電阻值< 2M D，判定電池包為漏電故障，則單片機(jī)發(fā)出斷開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)信 號(hào)，斷開(kāi)高壓回路；否則，進(jìn)行第（2)步；
[0010] (2)單片機(jī)通過(guò)控制三極管導(dǎo)通向光電耦合回路的第二輸入端輸入0V或5V的電 平，控制高壓漏電采樣回路采集電池包的漏電電阻值，將采集到的電池包的漏電電阻值通 過(guò)光電耦合回路的第二輸出端輸出，并同單片機(jī)向輸出跟隨器的輸入端輸入的固定頻率電 壓的方形波進(jìn)行比較疊加后，經(jīng)第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器，再 經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化成正弦波的電壓值并反饋至單片機(jī)內(nèi)，根據(jù)表1查找電壓值所對(duì)應(yīng)的漏 電電阻值，若漏電電阻值彡2. 0M D，則判定電池包未漏電；若漏電電阻值< 2. 0M D，則判定 電池包漏電。
[0011] 表1電壓值與漏電電阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系
[0013] 通常情況下，所述單片機(jī)輸出的方形波的頻率電壓為1HZ/5V。
[0014] 本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，將電池包的漏電阻阻值通過(guò)與 單片機(jī)輸入的固定頻率電壓的方形波疊加后，經(jīng)第一級(jí)積分電路、第二級(jí)積分電路后，將高 低電平轉(zhuǎn)換成正弦信號(hào)，通過(guò)判定正弦信號(hào)的振幅大小，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)有無(wú)漏電，極大的提 高了整車的高壓安全監(jiān)測(cè)的可靠性，在電池包體絕緣性減低或損壞的情況下，準(zhǔn)確的判斷 電池包體是否漏電，防止因電池包體絕緣故障產(chǎn)生巨大的短路電流而引起火災(zāi)、發(fā)生設(shè)備 及人身傷害等。使用本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路對(duì)電池包體絕緣的判 定方法，方法簡(jiǎn)單，可靠性高。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1 :混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例之表述。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，如圖1所示，包括高壓漏電采樣回 路、光電耦合回路Q1、第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器、同相比例放大 器、輸出跟隨器、AD轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，高壓漏電采樣回路由二個(gè)電容Cl、C2和電阻R1依 次串聯(lián)而成，高壓漏電采樣回路中電容的一端連接電池包的負(fù)極端，高壓漏電采樣回路中 電阻的一端連接光電親合回路的第一輸出端，電阻的另一端還連接光電親合回路的第二輸 出端，光電耦合回路的第一輸出端接地，光電耦合回路的第二輸出端連接第一級(jí)積分回路 的輸入端，第一級(jí)積分回路的輸出端連接第二級(jí)積分回路的輸入端，第二級(jí)積分回路的輸 出端連接第三級(jí)電壓跟隨器的輸入端，第三級(jí)電壓跟隨器的輸出端依次連接AD轉(zhuǎn)換電路 和單片機(jī)，輸出跟隨器的輸入端與單片機(jī)相連接，輸出跟隨器的輸出端連接同相比例放大 器的輸入端，同相比例放大器的輸出端連接第一級(jí)積分回路的輸入端，光電耦合回路的第 一輸入端直接與單片機(jī)相連接，光電耦合回路的第二輸入端串接一個(gè)三極管后與單片機(jī)相 連接。
[0019] 第一級(jí)積分回路與第二級(jí)積分回路中的電容選用具有低泄露的聚苯乙烯電容，電 阻采用高精度低溫系數(shù)類型的電阻。第一級(jí)積分回路與第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨 器中的運(yùn)算放大器選用軌到軌運(yùn)算放大器。
[0020] 單片機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出跟隨器輸出到同相比例放大器中，同相比例放大器的 信號(hào)放大倍數(shù)一般為1. 05~1. 2倍。輸出跟隨器、同相比例放大器中的運(yùn)算放大器選用軌 到軌運(yùn)算放大器，電容選用具有低泄露的聚苯乙烯電容，電阻采用高精度低溫系數(shù)類型的 電阻。
[0021] 一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣判定方法，使用上述的混合動(dòng)力汽車用電池包 體絕緣檢測(cè)電路，按以下步驟進(jìn)行：
[0022] (l)BMS發(fā)出上電信號(hào)后，單片機(jī)向光電親合回路的第一輸入端輸入低電平，光電 耦合回路通過(guò)第一輸出端輸出信號(hào)給高壓漏電采樣回路，高壓漏電采樣回路采集電池包的 漏電電阻值，若漏電電阻值< 2M D，判定電池包為漏電故障，則單片機(jī)發(fā)出斷開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)信 號(hào)，斷開(kāi)高壓回路；否則，進(jìn)行第（2)步；
[0023] (2)單片機(jī)通過(guò)控制三極管導(dǎo)通向光電耦合回路的第二輸入端輸入0V或5V的電 平，控制高壓漏電采樣回路采集電池包的漏電電阻值，將采集到的電池包的漏電電阻值通 過(guò)光電耦合回路的第二輸出端輸出，并同單片機(jī)向輸出跟隨器的輸入端輸入的固定頻率電 壓的方形波進(jìn)行比較疊加后，經(jīng)第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器，再 經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化成正弦波的電壓值并反饋至單片機(jī)內(nèi)，根據(jù)表1查找電壓值所對(duì)應(yīng)的漏 電電阻值，若漏電電阻值彡2. OM D，則判定電池包未漏電；若漏電電阻值< 2. OM D，則判定 電池包漏電。
[0024] 表1電壓值與漏電電阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，其特征在于：包括高壓漏電采樣回 路、光電耦合回路、第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器、同相比例放大 器、輸出跟隨器、AD轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，高壓漏電采樣回路由二個(gè)電容和電阻Rl依次串聯(lián) 而成，高壓漏電采樣回路中電容的一端連接電池包的負(fù)極端，高壓漏電采樣回路中電阻的 一端連接光電親合回路的第一輸出端，電阻的另一端還連接光電親合回路的第二輸出端， 光電耦合回路的第一輸出端接地，光電耦合回路的第二輸出端連接第一級(jí)積分回路的輸入 端，第一級(jí)積分回路的輸出端連接第二級(jí)積分回路的輸入端，第二級(jí)積分回路的輸出端連 接第三級(jí)電壓跟隨器的輸入端，第三級(jí)電壓跟隨器的輸出端依次連接AD轉(zhuǎn)換電路和單片 機(jī)，輸出跟隨器的輸入端與單片機(jī)相連接，輸出跟隨器的輸出端連接同相比例放大器的輸 入端，同相比例放大器的輸出端連接第一級(jí)積分回路的輸入端，光電耦合回路的第一輸入 端直接與單片機(jī)相連接，光電耦合回路的第二輸入端串接一個(gè)三極管后與單片機(jī)相連接。2. -種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣判定方法，其特征在于：使用如權(quán)利要求1所述 的混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，按以下步驟進(jìn)行： (1) BMS發(fā)出電信號(hào)后，單片機(jī)向光電親合回路的第一輸入端輸入低電平，光電親合回 路通過(guò)第一輸出端輸出信號(hào)給高壓漏電采樣回路，高壓漏電采樣回路采集電池包的漏電電 阻值，若漏電電阻值< 2ΜΩ，判定電池包為漏電故障，則單片機(jī)發(fā)出斷開(kāi)高壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，斷 開(kāi)高壓回路；否則，進(jìn)行第（2)步； (2) 單片機(jī)通過(guò)控制三極管導(dǎo)通向光電耦合回路的第二輸入端輸入OV或5V的電平，控 制高壓漏電采樣回路采集電池包的漏電電阻值，將采集到的電池包的漏電電阻值通過(guò)光電 耦合回路的第二輸出端輸出，并同單片機(jī)向輸出跟隨器的輸入端輸入的固定頻率電壓的方 形波進(jìn)行比較疊加后，經(jīng)第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器，再經(jīng)AD轉(zhuǎn) 換電路轉(zhuǎn)化成正弦波的電壓值并反饋至單片機(jī)內(nèi)，根據(jù)表1查找電壓值所對(duì)應(yīng)的漏電電阻 值，若漏電電阻值彡2. OM Ω，則判定電池包未漏電；若漏電電阻值< 2. OM Ω，則判定電池包 漏電。 表13.如權(quán)利要求2所述的一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣判定方法，其特征在于：所 述單片機(jī)輸出的方形波的頻率電壓為1HZ/5V。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力汽車用電池包體絕緣檢測(cè)電路，包括依次相連的高壓漏電采樣回路、光電耦合回路、第一級(jí)積分回路、第二級(jí)積分回路、第三級(jí)電壓跟隨器、同相比例放大器、輸出跟隨器、AD轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，輸出跟隨器的輸入端與單片機(jī)相連接，輸出跟隨器連接同相比例放大器后連接第一級(jí)積分回路的輸入端，光電耦合回路的第一輸入端直接與單片機(jī)相連接，光電耦合回路的第二輸入端串接一個(gè)三極管后與單片機(jī)相連接。還提供了使用該檢測(cè)電路判定電池包絕緣的方法。本發(fā)明的電池包體絕緣檢測(cè)電路，可靠性高，使用方法簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G01R31/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104898014
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510319301
【發(fā)明人】潘少華, 蔣中明, 鐘發(fā)平, 櫻井信雄
【申請(qǐng)人】科力遠(yuǎn)混合動(dòng)力技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日