一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動汽車的電池組系統(tǒng)及大型儲能電池組系統(tǒng)中，電池組電壓很高，而高壓安全防護(hù)成為高壓電池組應(yīng)用的一個重要影響因素。正常情況下，電池組的正、負(fù)極母線與設(shè)備殼體具有良好的絕緣性能，但在使用過程中可能會出現(xiàn)由于振動、器件老化等原因造成絕緣性被破壞，產(chǎn)生漏電，影響乘客或其他人員的人身安全。因此，為了確保高壓電池組的使用安全，需要在應(yīng)用過程中對高壓電池組的總電壓進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，同時對高壓電池組對汽車殼體的絕緣電阻進(jìn)行監(jiān)測?，F(xiàn)有技術(shù)中，對高壓電池組絕緣電阻檢測的電路復(fù)雜，且檢測的精度低，只能得到絕緣等級，不能得到具體的絕緣阻值。此外，目前電池組總電壓的檢測電路和絕緣電阻檢測電路是兩個獨(dú)立的電路模塊，電路復(fù)雜，成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路，高壓電池組總電壓的檢測及其絕緣電阻檢測共用一個檢測電路，且電路結(jié)構(gòu)簡單、絕緣電阻檢測精度高。
[0004]本發(fā)明的另一目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路，包括高壓電池組、分別跨接在高壓電池組正極和負(fù)極之間的第一分壓電阻單元和第二分壓電阻單元、多通道AD轉(zhuǎn)換器和處理器，
[0007]所述第一分壓電阻單元包括電阻串聯(lián)支路3和電阻R4，電阻串聯(lián)支路3的一端接高壓電池組正極，另一端接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接高壓電池組負(fù)極，電阻串聯(lián)支路3與電阻R4連接的節(jié)點(diǎn)接多通道AD轉(zhuǎn)換器的第一 AD采樣端口 ；
[0008]所述第二分壓單元包括電阻串聯(lián)支路P、開關(guān)K1、電阻串聯(lián)支路1N及電阻R2N，電阻串聯(lián)支路P —端接尚壓電池組正極，另一端接開關(guān)K1的一端；開關(guān)K1的另一端接殼體，同時依次串聯(lián)電阻串聯(lián)支路1N、R2N后接高壓電池組負(fù)極，電阻串聯(lián)支路1N與電阻R2N連接的節(jié)點(diǎn)接多通道AD轉(zhuǎn)換器的第二 AD采樣端口 ；
[0009]所述多通道AD轉(zhuǎn)換器的與處理器隔離通訊；
[0010]在開關(guān)K1閉合時通過多通道AD轉(zhuǎn)換器采集電阻R4的電壓及電阻R2N的電壓并傳輸至處理器；
[0011]在開關(guān)K1斷開時通過多通道AD轉(zhuǎn)換器采集電阻R4的電壓及電阻R2N的電壓并傳輸至處理器；
[0012]處理器根據(jù)開關(guān)K1閉合及斷開時采集的電壓數(shù)據(jù)及已知的分壓電阻計(jì)算高壓電池組正極對殼體電阻及負(fù)極對殼體電阻。
[0013]本發(fā)明的另一目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0014]一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測方法，基于上述的高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路，正極母線對殼體電阻記為RX，負(fù)極母線對殼體電阻記為RY，串聯(lián)支路1Ν的總電阻記為R1N ;串聯(lián)支路Ρ的總電阻記為RP，其中，
[0015]負(fù)極對殼體電壓/負(fù)極對殼體總電阻=電池組總電壓/(正極對殼體總電阻+負(fù)極對殼體總電阻)(1)
[0016]包括以下步驟:
[0017]閉合開關(guān)Κ1，采集電阻R4的電壓Ur4及電阻R2N的電壓Ur2n，并計(jì)算高壓電池組總電壓U及負(fù)極對殼體電壓V，此時，
[0018]負(fù)極對殼體總電阻Ra = (R1N+R2N) *RY/ (R1N+R2N) +RY)(2)
[0019]正極對殼體總電阻Rb = RP*RX/ (RP+RX)(3)
[0020]由公式(1)(2)(3)得:
[0021 ] V = (U*(R1N+R2N)*RY/(R1N+R2N)+RY)/((R1N+R2N)*RY/(R1N+R2N)+RY)+RP*RX/(RP+RX))(4)
[0022]斷開開關(guān)ΚΙ，采集電阻R4的電壓Ur4’及電阻R2N的電壓Ur2n’，并計(jì)算高壓電池組總電壓U’及負(fù)極對殼體電壓V’，此時，
[0023]負(fù)極對殼體總電阻Ra’ = (R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY) (5)
[0024]正極對殼體總電阻Rb’ = RX(6)
[0025]由公式(1)(5)(6)得:
[0026]V’ = (U’ * (R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY)) / ((R1N+R2N) *RY/ ((R1N+R2N) +RY) +RX) (7)
[0027]由公式(4) (7)聯(lián)合計(jì)算得到正極母線對殼體電阻RX、負(fù)極母線對殼體電阻RY及電池組總電壓U。
[0028]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)包括以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0029]本發(fā)明的高壓電池組總電壓的檢測及其絕緣電阻的檢測共用一個檢測電路，簡化了檢測電路的結(jié)構(gòu)，提高檢測電路的絕緣電阻檢測精度及可靠性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]實(shí)施例
[0033]如圖1所示，一種高壓電池組總電壓和絕緣電阻檢測電路，包括高壓電池組、分別跨接在高壓電池組正極和負(fù)極之間的第一分壓電阻單元和第二分壓電阻單元、多通道AD轉(zhuǎn)換器和處理器，
[0034]所述第一分壓電阻單元包括電阻串聯(lián)支路3和電阻R4，電阻串聯(lián)支路3的一端接高壓電池組正極，另一端接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接高壓電池組負(fù)極，電阻串聯(lián)支路3與電阻R4連接的節(jié)點(diǎn)接多通道AD轉(zhuǎn)換器的第一 AD采樣端口 ；
[0035]所述第二分壓單元包括電阻串聯(lián)支路P、開關(guān)K1、電阻串聯(lián)支路1N及電阻R2N，電阻串聯(lián)支路P —端接尚壓電池組正極，另一端接開關(guān)K1的一端，開關(guān)K1的另一端接殼體，同時依次串聯(lián)電阻串聯(lián)支路1N、R2N后接高壓電池組負(fù)極，電阻串聯(lián)支路1N與電阻R2N連接的節(jié)點(diǎn)接多通道AD轉(zhuǎn)換器的第二 AD采樣端口 ；
[0036]所述多通道AD轉(zhuǎn)換器的與處理器隔離通訊；
[0037]在開關(guān)K1閉合時通過多通道AD轉(zhuǎn)換器采集電阻R4的電壓及電阻R2N的電壓并傳輸至處理器；
[0038]在開關(guān)K1斷開時通過多通道AD轉(zhuǎn)換器采集電阻R4的電壓及電阻R2N的電壓并傳輸至處理器；
[0039]處理器根據(jù)開關(guān)K1閉合及斷開時采集的電壓數(shù)據(jù)及已知的電阻計(jì)算高壓電池組正極對殼體電阻及負(fù)極對殼體電阻。所述串聯(lián)支路3、串聯(lián)支路1N及串聯(lián)支路P均為由多個電阻串聯(lián)組成的串聯(lián)支路。
[0040]基于上述電路，檢測高壓電池組總電壓和絕緣電阻的方法具體如下:
[0041]正極母線對殼體電阻記為RX，負(fù)極母線對殼體電阻記為RY，電阻串聯(lián)支路3的總電阻R3、電阻串聯(lián)支路1N的總電阻R1N、電阻串聯(lián)支路P的總電阻RP及電阻R4、電阻R2N、的阻值均為已知。其中，
[0042]負(fù)極對殼體電壓/負(fù)極對殼體總電阻=電池組總電壓/