電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及電動(dòng)汽車電池監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明公開了一種可以用于檢測(cè)動(dòng)力電池組漏電的電路模塊。目前新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，基于動(dòng)力電池組為能量源的新能源汽車是國內(nèi)外各大主機(jī)廠的熱門發(fā)展方向，都在積極不斷開發(fā)并努力解決動(dòng)力電池組應(yīng)用中的各種問題。動(dòng)力電池作為核心儲(chǔ)能部件，其安全性和可靠性一直是關(guān)注的重點(diǎn)。車用的動(dòng)力電池組的電壓值一般在300V以上，且放電能力極大，如果出現(xiàn)電池組與車體件的絕緣失效，且無其它有效的檢測(cè)和保護(hù)措施，極易出現(xiàn)意外短路和人體觸電等危險(xiǎn)情況的發(fā)生，將對(duì)駕駛員及乘客都會(huì)造成很大傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)易可靠的專用檢測(cè)電路，能夠監(jiān)控檢測(cè)電池組與車體之間的絕緣特性，并對(duì)絕緣特性做出判斷，輸出狀態(tài)信息。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，絕緣限定電阻R1連接電池組正極和車體，絕緣限定電阻R2連接電池組負(fù)極和車體，所述電池組正極經(jīng)絕緣限定電阻R1輸出電壓至放大器A正相端，以及放大器B的方向端，所述電池組負(fù)極經(jīng)絕緣限定電阻R2連接放大器B的反向端，所述放大器A的輸出端連接比較器A的負(fù)極和比較器B的正極，所述放大器B的輸出端連接比較器A的正極和比較器B的負(fù)極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號(hào)，比較器B輸出負(fù)極絕緣異常信號(hào)。
[0005]所述絕緣限定電阻R1和絕緣限定電阻R2的阻值小于車體絕緣阻抗的阻值。
[0006]所述電池組正極經(jīng)絕緣限定電阻R1和分壓電阻R3輸出電壓至放大器A正相端，以及放大器B的方向端。
[0007]所述比較器A的正極和比較器B的信號(hào)輸出端連接報(bào)警控制器，所述報(bào)警控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至車內(nèi)的報(bào)警裝置。
[0008]本發(fā)明基于電池組應(yīng)用安全因素的考慮，同時(shí)滿足實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，該系統(tǒng)能夠在電池組和車體之間絕緣特性破壞的瞬間提供報(bào)警信號(hào)，提高電動(dòng)汽車的安全性會(huì)泛。
[0009]具體來說具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、此檢測(cè)系統(tǒng)能夠有效的監(jiān)控電池組漏電和絕緣阻抗情況，也使電池組的裝置更可靠更安全的工作。
[0011]2、此檢測(cè)系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定，易于調(diào)試計(jì)算，一般用于電池組管理系統(tǒng)，因而便與批量生產(chǎn)和降低總的成本。
[0012]3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)試制和批量生產(chǎn)情況來看，此檢測(cè)系統(tǒng)能設(shè)計(jì)良好，通用性廣，可用于鋰離子電池組，鉛酸電池及其他各類電池，也可優(yōu)化單獨(dú)開發(fā)作為獨(dú)立模塊產(chǎn)品，具有很大的市場(chǎng)潛力。
【附圖說明】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說明:
[0014]圖1為電路原理圖；
[0015]圖2為系電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]正常情況下，電池組高壓正極和負(fù)極之間存在很大的安全絕緣阻抗，理想狀態(tài)下應(yīng)是無窮大的，但實(shí)際受絕緣材料特性和環(huán)境濕度等因素影響，安全絕緣阻抗根據(jù)IS0/DIS6469.3:2000《電動(dòng)道路車輛安全要求第3部分:人員觸電防護(hù)》的要求，II類設(shè)備的絕緣電阻應(yīng)達(dá)到500R/V。假設(shè)電池組電壓為300V，則絕緣阻抗應(yīng)大于150千歐。通過檢測(cè)動(dòng)力電池組系統(tǒng)的絕緣電阻是否符合要求，可以判定動(dòng)力電池組系統(tǒng)是否存在漏電。
[0017]在電動(dòng)車上，為保證人員防觸電安全，動(dòng)力電池與車體是完全隔離的，電池的正極和負(fù)極均與車體絕緣保護(hù)。雖然受材料和環(huán)境等因素影響，無法做到無窮大的絕緣阻抗，但遠(yuǎn)超過500R/V的標(biāo)準(zhǔn)是容易實(shí)現(xiàn)的，一般而言絕緣阻抗較為容易超過10兆歐。因此電池組的正負(fù)兩級(jí)與車體均呈現(xiàn)較好的隔離特性。
[0018]本發(fā)明利用上述特性，通過檢測(cè)電池組正負(fù)兩級(jí)與車體絕緣阻抗的偏差比較，進(jìn)行電池組的漏電檢測(cè)。相比傳統(tǒng)電流檢測(cè)法和阻抗測(cè)試法，電路簡(jiǎn)單可靠，實(shí)用性更強(qiáng)，成本更低。
[0019]本發(fā)明巧妙的利用電池組正極和負(fù)極與車體分別存在較高的絕緣阻抗，通過檢測(cè)兩極與車體間阻抗的平衡關(guān)系判斷絕緣特性是否有效。電池組的正負(fù)兩極與車體間是完全隔離的，一般而言正常狀況下絕緣阻抗可以保證在10兆歐以上，在滿足500R/V的標(biāo)準(zhǔn)條件下，通過兩個(gè)固定電阻器分別連接電池組正極和車體、電池組負(fù)極和車體，將電池組與車體間的絕緣阻抗通過兩個(gè)固定電阻器限定。由于電池組正負(fù)兩極與車體的絕緣阻抗正常狀況大于10兆歐，而固定電阻器可選用2兆歐阻值，這樣與10兆歐的車體絕緣阻抗并聯(lián)，最終電池組兩極與車體的絕佳阻抗都被固定在2兆歐左右，同時(shí)滿足500R/V標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
[0020]電池組的正極和負(fù)極與車體件的阻抗都被限定為2兆歐，車體實(shí)際處于電池組的中間電平，如電池組的正極或負(fù)極與車體之間的絕緣特性破壞，這一電極與車體間的絕緣阻抗將明顯變小，改變與2M電阻并聯(lián)后的阻抗值，車體處于電池組中間電平的狀態(tài)將被破壞，通過檢測(cè)車體在電池組間所處的電平位置即可判斷電池與車體的絕緣特性是否正常。
[0021]檢測(cè)電路通過比較器組合電路判斷電池組的正極和負(fù)極與車體間的電位關(guān)系，如任何一端絕緣特性變化，電阻分壓值將被改變，觸發(fā)比較器輸出絕緣失效信號(hào)。絕緣限定電阻:2MR電阻(電阻取值需考慮實(shí)車狀況)，運(yùn)算放大器:LM2904、比較器:TLC3702、二極管。
[0022]工作原理:如圖2所示，整車電池組標(biāo)稱電壓為300V，此時(shí)PACK POSITIVE高壓通過2M和100K電阻分壓得到輸入電壓連接放大器A正相端，和放大器B的方向端。同時(shí)PACKNegative也通過2M連接放大器B的反向端。通過2M電阻與車體接地相關(guān)聯(lián)信號(hào)經(jīng)差分放大電路運(yùn)算后輸出的一個(gè)增益倍數(shù)的定值Vout，Vout通過比較器A和比較器B處理，比較器A輸出正極絕緣異常信號(hào)，比較器B輸出負(fù)極絕緣異常信號(hào)。如車體處于電池組的中間電平，比較器比較輸出高電平，如車體中間電平被破壞，相應(yīng)比較器被觸發(fā)輸出低電平報(bào)警信號(hào)，檢測(cè)電池組處于漏電狀態(tài)，電池組的絕緣特性被破壞。
[0023]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，其特征在于:絕緣限定電阻R1連接電池組正極和車體，絕緣限定電阻R2連接電池組負(fù)極和車體，所述電池組正極經(jīng)絕緣限定電阻R1輸出電壓至放大器A正相端，以及放大器B的方向端，所述電池組負(fù)極經(jīng)絕緣限定電阻R2連接放大器B的反向端，所述放大器A的輸出端連接比較器A的負(fù)極和比較器B的正極，所述放大器B的輸出端連接比較器A的正極和比較器B的負(fù)極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號(hào)，比較器B輸出負(fù)極絕緣異常信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，其特征在于:所述絕緣限定電阻R1和絕緣限定電阻R2的阻值小于車體絕緣阻抗的阻值。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，其特征在于:所述電池組正極經(jīng)絕緣限定電阻R1和分壓電阻R3輸出電壓至放大器A正相端，以及放大器B的方向端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，其特征在于:所述比較器A的正極和比較器B的信號(hào)輸出端連接報(bào)警控制器，所述報(bào)警控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至車內(nèi)的報(bào)警裝置。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種電動(dòng)汽車電池組漏電檢測(cè)電路，絕緣限定電阻R1連接電池組正極和車體，絕緣限定電阻R2連接電池組負(fù)極和車體，所述電池組正極經(jīng)絕緣限定電阻R1輸出電壓至放大器A正相端，以及放大器B的方向端，所述電池組負(fù)極經(jīng)絕緣限定電阻R2連接放大器B的反向端，所述放大器A的輸出端連接比較器A的負(fù)極和比較器B的正極，所述放大器B的輸出端連接比較器A的正極和比較器B的負(fù)極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號(hào)，比較器B輸出負(fù)極絕緣異常信號(hào)。本發(fā)明基于電池組應(yīng)用安全因素的考慮，同時(shí)滿足實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，該系統(tǒng)能夠在電池組和車體之間絕緣特性破壞的瞬間提供報(bào)警信號(hào)，提高電動(dòng)汽車的安全性能。
【IPC分類】G01R31/12, G01R31/02
【公開號(hào)】CN105425098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510965389
【發(fā)明人】陳澤堅(jiān)
【申請(qǐng)人】埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日