本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，使用鋰電池作為動(dòng)力的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托、電動(dòng)旅游觀光車、后背電源等采用鋰電池作為其動(dòng)力輸出的產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。在眾多的應(yīng)用中，都需要保證動(dòng)力電池的安全使用，其中絕緣檢測(cè)變的更為重要。

在動(dòng)力電池使用的過(guò)程中，不可避免的會(huì)遇到絕緣薄弱甚至短路等問(wèn)題，這將會(huì)引起電池?fù)p害甚至火災(zāi)，危及人身安全。綜觀國(guó)內(nèi)目前現(xiàn)狀，有兩種情況：1.動(dòng)力電池?zé)o絕緣檢測(cè)功能。2.動(dòng)力電池有絕緣模塊，但是絕緣檢測(cè)算法計(jì)算的阻值跟實(shí)際值相差甚遠(yuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種硬件電路簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，能準(zhǔn)確的計(jì)算出絕緣電阻值，保證了動(dòng)力電池可靠性和安全性的動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)及工作方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)，包括電池單體采集模塊、絕緣檢測(cè)模塊、中央處理器，所述中央處理器分別與電池單體采集模塊、絕緣檢測(cè)模塊通信連接；

所述電池單體采集模塊包括動(dòng)力電池殼體、動(dòng)力電池總正極、動(dòng)力電池總負(fù)極；

所述絕緣檢測(cè)模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、二極管D1、ADC檢測(cè)口構(gòu)成的檢測(cè)電路，所述二極管D1、電阻R4、電阻R3、電阻R2依次串聯(lián)，所述電阻R2與動(dòng)力電池總負(fù)極連接，所述電阻R3和電阻R4的中間與動(dòng)力電池殼體連接，所述電阻R1兩端分別與電阻R2、ADC檢測(cè)口連接，所述ADC檢測(cè)口與動(dòng)力電池總負(fù)極之間并聯(lián)電容C1；

所述中央處理器與絕緣檢測(cè)模塊的ADC檢測(cè)口通過(guò)上位機(jī)通信連接；

所述動(dòng)力電池殼體與動(dòng)力電池總負(fù)極之間接有絕緣電阻Riso。

進(jìn)一步的，所述二極管D1的正極與動(dòng)力電池總正極連接，負(fù)極與電阻R4連接。

進(jìn)一步的，所述二極管D1為硅二極管且正向管壓降為0.7V。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用所述的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)的工作方法，包括如下步驟：

S1、電池單體采集模塊采集電池單體電壓數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)累加，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器；

S2、絕緣采集模塊通過(guò)ADC檢測(cè)口將采集到的絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器；

S3、中央處理器利用絕緣檢測(cè)算法處理采集到的電池單體電壓數(shù)據(jù)和絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制命令及警告信息。

進(jìn)一步的，所述步驟S3中絕緣檢測(cè)算法是首先通過(guò)檢測(cè)到的電阻R2兩端電壓，計(jì)算通過(guò)電阻R2和電阻R4的電流及動(dòng)力電池殼體對(duì)動(dòng)力電池總正極和動(dòng)力電池總負(fù)極的電壓，然后計(jì)算電流差，得出絕緣電阻計(jì)算值；最后中央處理器輸出準(zhǔn)確的絕緣電阻值。

有益效果：本發(fā)明通過(guò)電池單體采集模塊采集電池單體電壓數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)累加，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，絕緣采集模塊通過(guò)ADC檢測(cè)口將采集到的絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，中央處理器利用絕緣檢測(cè)算法處理采集到的電池單體電壓數(shù)據(jù)和絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制命令及警告信息。本發(fā)明的電路和軟件相對(duì)簡(jiǎn)單，功耗較低，可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性及安全性。

本發(fā)明的電阻R1與ADC檢測(cè)口連接起保護(hù)作用；ADC檢測(cè)口與動(dòng)力電池總負(fù)極之間并聯(lián)電容C1起濾波作用；二極管D1的作用為防止動(dòng)力電池總正極和動(dòng)力電池總負(fù)極這兩極接反；電阻R2、電阻R3、電阻R4主要實(shí)現(xiàn)電壓分壓作用。

應(yīng)用本發(fā)明的動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)及工作方法，可以準(zhǔn)確的計(jì)算動(dòng)力電池絕緣電阻，達(dá)到保護(hù)電池及人身安全的目的，此算法具有廣闊的應(yīng)用前景，且硬件電路簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，能準(zhǔn)確的計(jì)算出絕緣阻值，保證了電池的可靠性和安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接框圖。

圖2為本發(fā)明的電池單體采集模塊和絕緣檢測(cè)模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的工作流程框圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

如圖1和圖2所示，一種動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)，包括電池單體采集模塊、絕緣檢測(cè)模塊、中央處理器，中央處理器分別與電池單體采集模塊、絕緣檢測(cè)模塊通信連接。

電池單體采集模塊包括動(dòng)力電池殼體、動(dòng)力電池總正極、動(dòng)力電池總負(fù)極。

絕緣檢測(cè)模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、二極管D1、ADC檢測(cè)口構(gòu)成的檢測(cè)電路，二極管D1、電阻R4、電阻R3、電阻R2依次串聯(lián)，電阻R2與動(dòng)力電池總負(fù)極連接，電阻R3和電阻R4的中間與動(dòng)力電池殼體連接，電阻R1兩端分別與電阻R2、ADC檢測(cè)口連接，ADC檢測(cè)口與動(dòng)力電池總負(fù)極之間并聯(lián)電容C1。

中央處理器與絕緣檢測(cè)模塊的ADC檢測(cè)口通過(guò)上位機(jī)通信連接。

動(dòng)力電池殼體與動(dòng)力電池總負(fù)極之間接有絕緣電阻Riso。

作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，二極管D1的正極與動(dòng)力電池總正極連接，負(fù)極與電阻R4連接。二極管D1為硅二極管且正向管壓降為0.7V。

如圖3所示，本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用所述的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)的工作方法，包括如下步驟：

S1、電池單體采集模塊采集電池單體電壓數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)累加，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器；

S2、絕緣采集模塊通過(guò)ADC檢測(cè)口將采集到的絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器；

S3、中央處理器利用絕緣檢測(cè)算法處理采集到的電池單體電壓數(shù)據(jù)和絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制命令及警告信息。

作為優(yōu)選，步驟S3中絕緣檢測(cè)算法是首先通過(guò)檢測(cè)到的電阻R2兩端電壓，計(jì)算通過(guò)電阻R2和電阻R4的電流及動(dòng)力電池殼體對(duì)動(dòng)力電池總正極和動(dòng)力電池總負(fù)極的電壓，然后計(jì)算電流差，得出絕緣電阻計(jì)算值；最后中央處理器輸出準(zhǔn)確的絕緣電阻值。

實(shí)施例

在動(dòng)力電池殼體與動(dòng)力電池總負(fù)極之間接入絕緣電阻Riso，阻值根據(jù)實(shí)際不定，通過(guò)絕緣檢測(cè)模塊采集電阻R2兩端的電壓U1，通過(guò)公式可以計(jì)算動(dòng)力電池殼體對(duì)地電壓U2＝U1/R2*(R2+R3)，通過(guò)電阻R2的電流I1＝U1/R2，通過(guò)電阻R4的電流I2＝(U總-U2-0.7V)/R4，那么通過(guò)絕緣電阻Riso的電流Iiso＝I2-I1，最后計(jì)算絕緣電阻Riso＝U2/Iiso，得到準(zhǔn)確的絕緣電阻值。

本實(shí)施例中，電阻R1的阻值為1KΩ，電阻R2的阻值為1.5KΩ，電阻R3與電阻R4的阻值為51KΩ，電容C1為1uF，耐壓16V，二極管D1的參數(shù)為1A/1KV。二極管D1為硅二極管且正向管壓降為0.7V。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是通過(guò)電池單體采集模塊采集電池單體電壓數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)累加，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，絕緣采集模塊通過(guò)ADC檢測(cè)口將采集到的絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，中央處理器利用絕緣檢測(cè)算法處理采集到的電池單體電壓數(shù)據(jù)和絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制命令及警告信息。本發(fā)明的電阻R1與ADC檢測(cè)口連接起保護(hù)作用；ADC檢測(cè)口與動(dòng)力電池總負(fù)極之間并聯(lián)電容C1起濾波作用；二極管D1的作用為防止動(dòng)力電池總正極和動(dòng)力電池總負(fù)極這兩極接反；電阻R2、電阻R3、電阻R4主要實(shí)現(xiàn)電壓分壓作用。

本發(fā)明的電路和軟件相對(duì)簡(jiǎn)單，功耗較低，可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性及安全性。

應(yīng)用本發(fā)明的動(dòng)力電池絕緣檢測(cè)系統(tǒng)及工作方法，可以準(zhǔn)確的計(jì)算動(dòng)力電池絕緣電阻，達(dá)到保護(hù)電池及人身安全的目的，此算法具有廣闊的應(yīng)用前景，且硬件電路簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，能準(zhǔn)確的計(jì)算出絕緣阻值，保證了電池的可靠性和安全性。

上述具體實(shí)施方式，僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和結(jié)構(gòu)特征，目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)人士能夠據(jù)以實(shí)施，但以上內(nèi)容并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的任何等效變化或修飾，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。