專利名稱：一種電動汽車用絕緣檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車用絕緣檢測裝置。
背景技術(shù)：
在能源緊缺、環(huán)境惡化的雙重因素的緊逼下，新能源汽車的發(fā)展如日中天。而目前的新能源汽車以動力電池為主要動力，電池的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要。由于牽引汽車需要強大的功率，基于電池本身的原因，目前動力電池采用多節(jié)串聯(lián)方式連接，來滿足汽車需求的高功率。而采取多節(jié)串聯(lián)的方式使電池體積大增，與車身的接觸面積大大增加，車身與電池之間的絕緣檢測將十分必要。由于電池串聯(lián)會形成很高的電壓，而此電壓并不是人體的安全電壓，而且如果絕緣不好，電池將長時間處于放電狀態(tài)， 不僅影響電池性能，而且當人體接觸的時候就可能產(chǎn)生觸電情況，造成人身傷害，損壞設(shè)備等嚴重后果，而現(xiàn)有的絕緣檢測方法雖可以檢測絕緣狀況但其電路復雜，成本高，占用空間大，而汽車狹小的可用空間和成本方面的因素限制了其在汽車方面的應(yīng)用。因此，本領(lǐng)域急需一種簡單、低成本、小體積的汽車用絕緣檢測裝置，可以快速響應(yīng)汽車絕緣情況，而且穩(wěn)定、可靠，保證電動汽車的安全。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是通過使用分壓限流電路，將電池包正負極電壓限壓，并通過運算比較電路判斷正負極絕緣情況，如果絕緣不佳，單片機控制電路發(fā)送信號給繼電器驅(qū)動電路，從而繼電器斷開電池包的正負極。所述技術(shù)方案如下一種電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于，所述裝置包含以下部件絕緣判斷部，包括電池包、分壓限流電路，運算比較電路；絕緣響應(yīng)部，包括單片機控制電路、繼電器驅(qū)動電路、繼電器和整車控制器；其中，電池包，其正負極分別接于分壓限流電路；分壓限流電路，由一個運算放大器和電阻電容組成，用于將電池包的大電壓和大電流轉(zhuǎn)化為小電壓小電流，并具有電平轉(zhuǎn)換功能；運算比較電路，由電壓比較器和電阻電容等組成，主要用來對小電壓小電流等檢驗，并把信號輸出給單片機控制電路；單片機控制電路，用于接收絕緣判斷輸出的信號，以及控制繼電器驅(qū)動電路；繼電器驅(qū)動電路，用于驅(qū)動繼電器；繼電器，用于控制電池包的正極和負極回路，來控制電池包回路的閉合和斷開。優(yōu)選地，單片機控制電路通過汽車通訊總線與整車控制器連接并進行通信。優(yōu)選地，電池包的正極對地電壓，經(jīng)過分壓電路轉(zhuǎn)換成小電壓后，經(jīng)過一個電壓跟隨器將信號送至運算比較電路。優(yōu)選地，電池包的負極對地電壓，經(jīng)過電阻和運算放大器組成的比例運算電路轉(zhuǎn)換成小信號的正電壓后，送至運算比較電路。優(yōu)選地，從電池包負極轉(zhuǎn)換過來的小信號被送到比較器的管腳2和管腳5，從電池包正極轉(zhuǎn)換過來的小信號經(jīng)過電阻R511、R512、R513的分壓被分別送到管腳3和管腳6，通過改變R511、R512、R513的值可以改變送到管腳3和管腳6的電壓值；此比較器具有當管腳3和管腳5的電壓值高于管腳2和管腳6的電壓值的時候，比較器將輸出高電平，此時定義為絕緣情況正常，當管腳2電壓值大于管腳3電壓值或者管腳6電壓值大于管腳5電壓值時或者管腳2電壓值大于管腳3電壓值且管腳6電壓值大于管腳5電壓值，比較器將輸出低電平，此時定義為絕緣情況不良。優(yōu)選地，在電池包正極絕緣不良的情況下，此時電池包正極對地電壓值降低，電池包負極對地電壓值升高，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換過去的電壓值也降低和升高，于是就會出現(xiàn)進入比較器管腳2電壓值大于管腳3電壓值的情況，此時比較器將會輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。優(yōu)選地，在電池包負極絕緣不良的情況下，此時電池包負極對地電壓值降低，電池包正極對地電壓值升高，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換過去的電壓值也降低和升高，于是就會出現(xiàn)進入比較器管腳6電壓值大于管腳5電壓值的情況，此時比較器將會輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。優(yōu)選地，當正極負極都絕緣不良的情況下，將會出現(xiàn)比較器進入管腳2電壓值大于管腳3電壓值，管腳6電壓值大于管腳5電壓值的情況，此時比較器輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。本申請?zhí)岢隽艘环N電動汽車用絕緣檢測裝置，可以檢測動力電池和車身之間的絕緣狀況，本裝置利用集成運算電路等相關(guān)電子元件設(shè)計，簡單實用，只需少量的元器件就可實現(xiàn)，故成本低，體積小，經(jīng)過實踐檢驗，具有響應(yīng)速度快，安全穩(wěn)定可靠，易于維護，損壞只需更換某幾個器件即可等諸多優(yōu)點，可以滿足電動汽車方面需求，提高使用動力電池的安全性，促進汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


圖1是本發(fā)明所述電動汽車用絕緣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述電動汽車用絕緣檢測裝置的分壓限流電路原理圖；圖3是本發(fā)明所述電動汽車用絕緣檢測裝置的運算比較電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明實施例介紹了一種電動汽車用絕緣檢測裝置。其目的是為了檢測動力電池和車身之間的絕緣狀況，降低電動汽車成本，減少空間利用等功效。一種電動汽車用絕緣檢測裝置，參見附圖1，包括電池包111、分壓限流電路112、 運算比較電路113、單片機控制電路123、繼電器驅(qū)動電路122、繼電器121、整車控制器IM寸。本發(fā)明的原理為實現(xiàn)動力電池和車身之間絕緣的檢測，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)。一種電動汽車用絕緣檢測裝置，包括絕緣判斷部11和絕緣響應(yīng)部12兩部分，絕緣判斷用來檢測動力電池和車身之間的絕緣狀況，并把這種狀況反饋給單片機，絕緣響應(yīng)是單片機通過絕緣判斷反饋的信號，來控制繼電器121動作。絕緣判斷11，由分壓限流電路112、運算比較電路113、電池包111等組成。分壓限流電路112由一個運算放大器和電阻電容組成，主要用來將電池包111的大電壓和大電流轉(zhuǎn)化為小電壓小電流，并具有電平轉(zhuǎn)換功能。運算比較電路113由電壓比較器和電阻電容等組成，主要用來對小電壓小電流等檢驗，并把信號輸出給單片機控制電路。絕緣響應(yīng)12，由單片機控制電路123、繼電器驅(qū)動電路122、繼電器121，整車控制器IM等組成。單片機控制電路123主要用來接收絕緣判斷11輸出的信號，以及控制繼電器驅(qū)動電路122。繼電器驅(qū)動電路122由主要用來驅(qū)動繼電器121。繼電器121主要用來控制電池包111的正極和負極回路，來控制電池包111回路的閉合和斷開。電池包111正負極連接分壓限流電路112，分壓限流電路112連接運算比較電路 113，運算比較電路113連接單片機控制電路123，單片機控制電路123通過汽車通訊總線與整車控制器1 連接并進行通信，同時控制繼電器驅(qū)動電路122，繼電器驅(qū)動電路122來控制繼電器121斷開和閉合。整車控制器IM通過通訊總線與單片機控制電路123進行連接，整車控制器124負責整個汽車各個部件的控制。在絕緣良好的情況下，電池包111正極對地電壓是電池包111總電壓的二分之一并為正值，電池包111負極對地電壓是電池包111總電壓的二分之一并為負值，當電池包 111正極電壓經(jīng)過電阻R500、R501、R505根據(jù)基爾霍夫電流定理，加在R505上的電壓很小， 經(jīng)過一個電壓跟隨器將信號送到運算比較電路113，可以通過改變R500、R501、R505的阻值改變此電壓值。電池包111負極電壓經(jīng)過由電阻R502、R503、R507及運算放大器TOOO組成的比例運算電路將電池包111負極電壓轉(zhuǎn)換成小信號的正電壓，我們可以通過改變R502、 R503、R507的阻值改變此電壓值，此電壓值被送到運算比較電路113。從電池包111負極轉(zhuǎn)換過來的小信號被送到比較器的管腳2和管腳5，從電池包111正極轉(zhuǎn)換過來的小信號經(jīng)過電阻R511、R512、R513的分壓被分別送到管腳3和管腳6，通過改變R511、R512、R513的值可以改變送到管腳3和管腳6的電壓值。此比較器具有當管腳3和管腳5的電壓值高于管腳2和管腳6的電壓值的時候，比較器將輸出高電平，我們定義為絕緣情況正常，當管腳 2電壓值大于管腳3電壓值或者管腳6電壓值大于管腳5電壓值時或者管腳2電壓值大于管腳3電壓值且管腳6電壓值大于管腳5電壓值比較器將輸出低電平，我們定義為絕緣情況不良。此信號將被單片機控制電路123分析來接通和斷開繼電器121。在電池包111正極絕緣不良的情況下，根據(jù)我們設(shè)置的電阻參數(shù)，此時電池包111 正極對地電壓值降低，電池包111負極對地電壓值升高，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換過去的電壓值也降低和升高，于是就會出現(xiàn)進入比較器管腳2電壓值大于管腳3電壓值的情況，根據(jù)前述，此時比較器將會輸出低電平，單片機控制電路123顯示絕緣不良。在電池包111負極絕緣不良的情況下，根據(jù)我們設(shè)置的電阻參數(shù)，此時電池包111 負極對地電壓值降低，電池包111正極對地電壓值升高，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換過去的電壓值也降低和升高，于是就會出現(xiàn)進入比較器管腳6電壓值大于管腳5電壓值的情況，根據(jù)前述，此時比較器將會輸出低電平，單片機控制電路123顯示絕緣不良。當正極負極都絕緣不良的情況下，根絕我們設(shè)置的參數(shù)達到我們設(shè)置的參數(shù)值將會出現(xiàn)比較器進入管腳2電壓值大于管腳3電壓值，管腳6電壓值大于管腳5電壓值的情況，根據(jù)前述，此時比較器輸出低電平，單片機控制電路123顯示絕緣不良。本申請?zhí)岢隽艘环N電動汽車用絕緣檢測裝置，可以檢測動力電池和車身之間的絕緣狀況，本裝置利用集成運算電路等相關(guān)電子元件設(shè)計，簡單實用，只需少量的元器件就可實現(xiàn)，故成本低，體積小，經(jīng)過實踐檢驗，具有響應(yīng)速度快，安全穩(wěn)定可靠，易于維護，損壞只需更換某幾個器件即可等諸多優(yōu)點，可以滿足電動汽車方面需求，提高使用動力電池的安全性，促進汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于，所述裝置包含以下部件絕緣判斷部，包括電池包、分壓限流電路、和運算比較電路；絕緣響應(yīng)部，包括單片機控制電路、繼電器驅(qū)動電路、繼電器和整車控制器；其中，電池包的正極和負極分別接于分壓限流電路；分壓限流電路，由一個運算放大器和電阻電容組成，用于將電池包的大電壓和大電流轉(zhuǎn)化為小電壓和小電流，并具有電平轉(zhuǎn)換功能；運算比較電路，由電壓比較器和電阻電容等組成，用于來對小電壓和小電流等檢驗，并把信號輸出給單片機控制電路；單片機控制電路，用于接收絕緣判斷部輸出的信號，以及控制繼電器驅(qū)動電路；繼電器驅(qū)動電路，用于驅(qū)動繼電器；繼電器，用于控制電池包的正極和負極回路，來控制電池包回路的閉合和斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于單片機控制電路通過汽車通訊總線與整車控制器連接并進行通信。
3.如權(quán)利要求1所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于電池包的正極對地電壓，經(jīng)過分壓電路轉(zhuǎn)換成小電壓后，經(jīng)過一個電壓跟隨器將上述信號送至運算比較電路。
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于電池包的負極對地電壓，經(jīng)過電阻和運算放大器組成的比例運算電路轉(zhuǎn)換成小信號的正電壓后，送至運算比較電路。
5.如權(quán)利要求1-4所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于從電池包負極轉(zhuǎn)換過來的小信號被送到比較器的2端和5端，從電池包正極轉(zhuǎn)換過來的小信號經(jīng)過電阻R511、 R512、R513的分壓被分別送到比較器的3端和6端，通過改變R511、R512、R513的值可以改變送到3端和6端的電壓值；該比較器具有當3端和5端的電壓值高于2端和6端的電壓值的時候，比較器將輸出高電平，此時定義為絕緣情況正常，當2端電壓值大于3端電壓值或者6端電壓值大于5端電壓值時或者2端電壓值大于3端電壓值且6端電壓值大于5端電壓值比較器將輸出低電平，此時定義為絕緣情況不良。
6.如權(quán)利要求5所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于在電池包正極絕緣不良的情況下，此時電池包正極對地電壓值降低，電池包負極對地電壓值升高，相應(yīng)的電池包正極轉(zhuǎn)換過去的電壓值降低，電池包負極轉(zhuǎn)換過去的電壓值升高，如果進入比較器3端電壓值小于2端電壓值，比較器將會輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。
7.如權(quán)利要求5所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于在電池包負極絕緣不良的情況下，此時電池包負極對地電壓值降低，電池包正極對地電壓值升高，相應(yīng)的電池包負極轉(zhuǎn)換過去的電壓值降低，電池包正極轉(zhuǎn)換過去的電壓值升高，如果進入比較器6端電壓值大于5端電壓值，比較器將會輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。
8.如權(quán)利要求5所述的電動汽車用絕緣檢測裝置，其特征在于當正極負極都絕緣不良的情況下，使比較器進入3端電壓值小于2端電壓值，6端電壓值大于5端電壓值的情況， 此時比較器輸出低電平，單片機控制電路顯示絕緣不良。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動汽車用絕緣檢測裝置，屬于汽車領(lǐng)域。所述裝置包含以下部件絕緣判斷部，包括電池包、分壓限流電路，運算比較電路；絕緣響應(yīng)部，包括單片機控制電路、繼電器驅(qū)動電路、繼電器和整車控制器，可以判斷汽車電池正負極絕緣情況，如果絕緣不佳，單片機控制電路發(fā)送信號給繼電器驅(qū)動電路，從而繼電器斷開電池包的正負極。
文檔編號G01R31/12GK102156252SQ20111006741
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者宋開通, 王省偉 申請人:奇瑞汽車股份有限公司