本發(fā)明涉及漏電檢測保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，基于動力電池組為能量源的新能源汽車是國內(nèi)外各大主機廠得熱門發(fā)展方向，都在積極不斷開發(fā)并努力解決動力電池組應(yīng)用中的各種問題。動力電池組作為核心儲能部件，其安全性和可靠性一直是關(guān)注的重點。車用的動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)電池組與車體間的絕緣失效，且無其他有效的檢測和保護(hù)措施，極易出現(xiàn)意外短路和人體觸電等危險情況的發(fā)生，將對駕駛員及乘客都會造成很大傷害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)，其特征是：包括備用電源模塊、檢測模塊、報警模塊、單片機、光MOSFET開關(guān)電路和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)；

備用電源模塊包括備用電池組和直流繼電器，備用電池組通過直流繼電器和動力電池組連接，用于作為備用電源給電動車提供動力；

檢測模塊包括運動傳感器，與單片機連接，用于檢測電動車是否正處于運動狀態(tài)；

報警模塊包括聲光報警器，與單片機連接，用于發(fā)出聲光報警；

單片機與光MOSFET開關(guān)電路連接，用于控制光MOSFET開關(guān)電路；

光MOSFET開關(guān)電路由光MOSFET管組成；

分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由精密電阻組成，與光MOSFET開關(guān)電路連接。

本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)，包括備用電源模塊、檢測模塊、報警模塊、單片機、光MOSFET開關(guān)電路和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)；

備用電源模塊包括備用電池組和直流繼電器；檢測模塊包括運動傳感器，與單片機連接；報警模塊包括聲光報警器，與單片機連接；單片機與光MOSFET開關(guān)電路連接，用于控制光MOSFET開關(guān)電路；

光MOSFET開關(guān)電路包括第一光MOSFET管、第二光MOSFET管、第三光MOSFET管、第四光MOSFET管、第五光MOSFET管和第六光MOSFET管；

分壓電阻網(wǎng)絡(luò)包括第一精密電阻、第二精密電阻、第三精密電阻、第四精密電阻、第五精密電阻、第六精密電阻和第七精密電阻，與光MOSFET開關(guān)電路連接；

備用電池組的正極連接直流繼電器的常閉開關(guān)的一端，常閉開關(guān)的另一端連接第六光MOSFET管的一端；動力電池組的正極連接直流繼電器的線圈的一端，線圈的另一端連接第五光MOSFET管的一端；第六光MOSFET管的另一端和第五光MOSFET管的另一端同時連接第一精密電阻的一端，第一精密電阻的另一端連接第一光MOSFET管的一端，第一光MOSFET管的另一端連接第二精密電阻的一端，第二精密電阻的另一端連接第三精密電阻的一端，第三精密電阻的另一端同時連接第四光MOSFET管的一端和第四精密電阻的一端，第四光MOSFET管的另一端連接車體地極，第四精密電阻的另一端連接第五精密電阻的一端，第五精密電阻的另一端連接第二光MOSFET管的一端，第二光MOSFET管的另一端同時連接第六精密電阻的一端和第三光MOSFET管的一端，第六精密電阻的另一端和第三光MOSFET管的另一端連接第七精密電阻的一端，第七精密電阻的另一端同時連接備用電池組的負(fù)極和動力電池組的負(fù)極。

通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

本發(fā)明的一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)，不僅可以實時監(jiān)控檢測電動車的動力電池組是否對外漏電而且在檢測到電動車的動力電池組漏電后還能夠根據(jù)不同情況采取不同的保護(hù)措施在最大程度上司乘人員的安全；當(dāng)該電路檢測到電動車的動力電池組對外漏電且電動車處于靜止?fàn)顟B(tài)時，該電路的報警模塊發(fā)出聲光報警提醒司乘人員；當(dāng)該電路檢測到電動車的動力電池組對外漏電且電動車處于運動狀態(tài)時，該電路在報警模塊發(fā)出聲光報警提醒司乘人員的同時切斷動力電池組，啟動備用電源給電動車供電，維持電動車處于正常工作狀態(tài)，在最大程度上司乘人員的安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路原理圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖中：Va是備用電池組， K1是直流繼電器，Q1是第一光MOSFET管，Q2是第二光MOSFET管，Q3是第三光MOSFET管，Q4是第四光MOSFET管，Q5是第五光MOSFET管，Q6是第六光MOSFET管，R1是第一精密電阻，R2是第二精密電阻，R3是第三精密電阻，R4是第四精密電阻，R5是第五精密電阻，R6是第六精密電阻，R7是第七精密電阻。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本專利進(jìn)一步解釋說明。但本專利的保護(hù)范圍不限于具體的實施方式。

實施例1

如圖所示，本專利的一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)，包括備用電源模塊、檢測模塊、報警模塊、單片機、光MOSFET開關(guān)電路和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。

備用電源模塊包括備用電池組Va和直流繼電器K1，備用電池組Va通過直流繼電器K1和動力電池組連接，用于作為備用電源給電動車提供動力；檢測模塊包括運動傳感器，與單片機連接，用于檢測電動車是否正處于運動狀態(tài)；報警模塊包括聲光報警器，與單片機連接，用于發(fā)出聲光報警；單片機與光MOSFET開關(guān)電路連接，用于控制光MOSFET開關(guān)電路；光MOSFET開關(guān)電路由光MOSFET管組成；分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由精密電阻組成，與光MOSFET開關(guān)電路連接；在正常工作過程中，光MOSFET開關(guān)電路會調(diào)整分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，得到不同的測量電壓值，供AD采集電路測出。

在本實施例中，光MOSFET開關(guān)電路包括第一光MOSFET管Q1、第二光MOSFET管Q2、第三光MOSFET管Q3、第四光MOSFET管Q4、第五光MOSFET管Q5和第六光MOSFET管Q6；分壓電阻網(wǎng)絡(luò)包括第一精密電阻R1、第二精密電阻R2、第三精密電阻R3、第四精密電阻R4、第五精密電阻R5、第六精密電阻R6和第七精密電阻R7。

其中，備用電池組Va的正極連接直流繼電器K1的常閉開關(guān)的一端，常閉開關(guān)的另一端連接第六光MOSFET管Q6的一端；動力電池組的正極連接直流繼電器K1的線圈的一端，線圈的另一端連接第五光MOSFET管Q5的一端；第六光MOSFET管Q6的另一端和第五光MOSFET管Q5的另一端同時連接第一精密電阻R1的一端，第一精密電阻R1的另一端連接第一光MOSFET管Q1的一端，第一光MOSFET管Q1的另一端連接第二精密電阻R2的一端，第二精密電阻R2的另一端連接第三精密電阻R3的一端，第三精密電阻R3的另一端同時連接第四光MOSFET管Q4的一端和第四精密電阻R4的一端，第四光MOSFET管Q4的另一端連接車體地極，第四精密電阻R4的另一端連接第五精密電阻R5的一端，第五精密電阻R5的另一端連接第二光MOSFET管Q2的一端，第二光MOSFET管Q2的另一端同時連接第六精密電阻R6的一端和第三光MOSFET管Q3的一端，第六精密電阻R6的另一端和第三光MOSFET管Q3的另一端連接第七精密電阻R7的一端，第七精密電阻R7的另一端同時連接備用電池組Va的負(fù)極和動力電池組的負(fù)極；如圖 1 所示，圖中Vb代表動力電池組總電壓，GND代表電動車的車體地極即底盤，Rp和Rn代表正負(fù)母線對車體地極的絕緣電阻；動力電池組漏電檢測保護(hù)電路的動力電池組的正極連接絕緣電阻 Rp的一端，動力電池組的負(fù)極連接絕緣電阻 Rp的一端，絕緣電阻 Rn 和絕緣電阻 Rp 的另一端連接車體地極。

在檢測時，AD采集電路會分別測出第二精密電阻R2和第五精密電阻R5兩端的電壓Vl和V2，其中，Vl為總正對車體地極電壓，V2 為車體地極對總負(fù)電壓。

首先閉合第一光 MOSFET 管和第二光 MOSFET 管，斷開第三光 MOSFET 管和第四光 MOSFET 管，由第一精密電阻R1、第二精密電阻R2、第三精密電阻R3、第四精密電阻R4、第五精密電阻R5、第六精密電阻R6和第七精密電阻R7組成分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，用 AD 采集電路測出第二精密電阻R2的電壓值Vl，根據(jù)電阻分壓原理，由公式1計算出動力電池組總電壓 Vb：

Vb=（V1/V2）(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7) (1)

其次第一光 MOSFET 管、第二光 MOSFET 管和第四光 MOSFET 管，斷開第三光 MOSFET 管，由第一精密電阻R1、第二精密電阻R2、第三精密電阻R3、第四精密電阻R4、第五精密電阻R5、第六精密電阻R6、第七精密電阻R7和絕緣電阻 Rn 、絕緣電阻 Rp組成分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，用 AD 采集電路測出一組Vl和V2電壓值，由公式2計算出絕緣電阻 Rn 和絕緣電阻 Rp的一組關(guān)系：

(V1(R1+R2+R3)²Rp)/(R2(R1+R2+R3+Rp))=(V2(R4+R5+R6+R7)²Rn)/(R5(R4+R5+R6+R7+ Rn)) (2)

然后閉合第一光 MOSFET 管、第二光 MOSFET 管、第三光 MOSFET 管和第四光 MOSFET 管，由第一精密電阻R1、第二精密電阻R2、第三精密電阻R3、第四精密電阻R4、第五精密電阻R5、第六精密電阻R6、第七精密電阻R7和絕緣電阻 Rn 、絕緣電阻 Rp組成分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，用AD采集電路測出新一組V1`和V2`電壓值，由公式3計算出絕緣電阻 Rn 和絕緣電阻 Rp的一組關(guān)系：

(V1`(R1+R2+R3)<sup>2</sup>Rp)/(R2(R1+R2+R3+Rp))=(V2`(R4+R5+R7)²Rn)/(R5(R4+R5 +R7+ Rn)) (3)

由公式 (2) 和公式 (3) 解出兩個未知數(shù)，即絕緣電阻 Rn和絕緣電阻Rp，再根據(jù)測得的總電壓值計算出絕緣等級，由絕緣等級判斷是否漏電。參考有關(guān)電動汽車的國家標(biāo)準(zhǔn)，如果人和其他物體構(gòu)成高壓電路與地之間的外部電路，規(guī)定高壓電路的絕緣電阻的最小等級是100歐姆每伏，如果小于這個值，產(chǎn)生的漏電流就會很危險。

如圖2所示，為本專利的一種用于對電動車的動力電池組進(jìn)行漏電檢側(cè)保護(hù)的系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，用于對動力電池組的漏電狀況進(jìn)行檢測。在本實施例中，單片機通過輸出引腳對光MOSFET 開關(guān)電路進(jìn)行控制，選用具有 I²C接口AD采集電路，通過專用的數(shù)字信號隔離電路與單片機進(jìn)行通信，該接口電路抗干擾能力強且電磁兼容性好；光MOSFET 開關(guān)電路用于調(diào)整電池漏電監(jiān)測電路的適配網(wǎng)絡(luò) ；AD采集電路用于采集電池漏電檢測電路測量點的電壓值。故，通過第一光 MOSFET 管、第二光 MOSFET 管、第三光 MOSFET 管、第四光 MOSFET 管及第一精密電阻R1、第二精密電阻R2、第三精密電阻R3、第四精密電阻R4、第五精密電阻R5、第六精密電阻R6、第七精密電阻R7和 AD 采集電路，完成了對動力電池組的漏電狀況實時監(jiān)測；在該電路工作時，當(dāng)電動車的動力電池組處于不漏電的工作狀態(tài)下，第五光 MOSFET 管處于閉合狀態(tài)，第六光 MOSFET 管處于斷開狀態(tài)，直流繼電器K1因線圈上有直流電流通過，故常閉開關(guān)處于斷開狀態(tài)，備用電池組Va處于被斷開狀態(tài)，報警模塊未收到單片機信號不進(jìn)行報警；當(dāng)電動車處于靜止?fàn)顟B(tài)時，動力電池組被該電路檢測出漏電狀況，則單片機給報警模塊發(fā)出控制信號，報警模塊發(fā)出聲光報警，同時單片機控制第五光 MOSFET 管斷開，則動力電池組與電動車供電系統(tǒng)的連接關(guān)系被斷開，不對外放電；當(dāng)電動車處于運動狀態(tài)時，動力電池組被該電路檢測出漏電狀況，則單片機給報警模塊發(fā)出控制信號，報警模塊發(fā)出聲光報警，同時單片機控制第五光 MOSFET 管斷開，則動力電池組與電動車供電系統(tǒng)的連接關(guān)系被斷開，不對外放電，另外單片機控制第六光 MOSFET 管閉合且因此時第五光 MOSFET 管斷開，直流繼電器K1的線圈上沒有直流電流通過，其常閉開關(guān)處于閉合狀態(tài)，故備用電池組Va被接入電動車供電系統(tǒng)，代替動力電池組進(jìn)行工作，維持電動車處于正常工作狀態(tài)，在最大程度上司乘人員的安全。