專利名稱：電動(dòng)車的絕緣檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣絕緣的檢測，特別涉及一種用于電動(dòng)車的絕緣檢測電路。
背景技術(shù)電動(dòng)車輛，如電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、燃料電池車等都搭載有高壓的 直流電池組，為了安全起見，電池組的正負(fù)極母線和車體是不能連接在一起的，必須保證絕 緣良好。但車載工作環(huán)境復(fù)雜，震動(dòng)、溫度和濕度的急劇變化、酸堿氣體的腐蝕等都會(huì)引起 絕緣的損傷和破壞，使絕緣性能下降。當(dāng)電源正、負(fù)極引線通過絕緣層和車體構(gòu)成漏電流回 路時(shí)，車體的電位會(huì)上升，從而危害車輛和人身的安全，因此，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測高壓電氣系 統(tǒng)對車體的絕緣性能具有重要的意義。電動(dòng)車的絕緣狀況由直流電池組的正負(fù)極母線對車 體的絕緣電阻決定，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定，該絕緣電阻必須不小于100歐/伏。現(xiàn)階段對電動(dòng)車絕緣電阻的檢測方法主要有1、平衡電橋法。利用電橋電路的原理，在直流電池組的正、負(fù)母線之間串聯(lián)兩個(gè)等值大電阻，它 們與正、負(fù)母線各自對地的絕緣電阻構(gòu)成了一個(gè)平衡電橋電路，再在地與串聯(lián)的兩電阻之 間接上電流表，這樣在絕緣良好的情況下，流過兩橋臂之間的電流為零，而一旦絕緣電阻下 降，電橋就失去平衡，電流表就有電流流過。這種方法的缺點(diǎn)是，對構(gòu)建的電橋電路的精確度要求很高，而且此方法本身就降 低了系統(tǒng)的絕緣性能，不適用于實(shí)時(shí)檢測。2、輔助電源測量。利用蓄電池作為外接輔助電源，與絕緣電阻形成閉合回路，即將蓄電池正極與待 測高壓直流電池組的負(fù)極相連，蓄電池負(fù)極與車體實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地，當(dāng)待測系統(tǒng)絕緣良好時(shí)， 蓄電池回路漏電流為零，反之，蓄電池通過絕緣電阻產(chǎn)生漏電流，然后根據(jù)該漏電流的大小 報(bào)警，并關(guān)斷待測直流電池組。這種方法的缺點(diǎn)是直接將蓄電池的一點(diǎn)接地，這在電動(dòng)車上是不允許的。3、電壓分壓測量。整個(gè)測量回路由比例電路和數(shù)據(jù)采集處理單元組成。高壓直流電源的正負(fù)極母 線分別通過兩個(gè)阻值較大的電阻與車體相連接，另在正極母線與車體之間接入一個(gè)已知的 測量電阻R和開關(guān)管。數(shù)據(jù)采集處理單元利用單片機(jī)的高速輸出單元輸出脈沖信號，驅(qū)動(dòng) 開關(guān)管以便接入測量電阻R ；在開關(guān)管導(dǎo)通和斷開期間，分別采集比例電路的與電源正負(fù) 極母線對地電壓成正比的輸入輸出電壓，并輸入到CPU中計(jì)算出正負(fù)極絕緣電阻中較小的 值；當(dāng)該測量值低于預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，數(shù)據(jù)采集處理單元發(fā)出報(bào)警信號。這種方法的缺點(diǎn)是測量值和高壓直流電源的電壓有關(guān)，因此在車輛行進(jìn)中高壓直 流電源的電壓一旦發(fā)生突變就會(huì)對測量結(jié)果有直接的影響。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型 所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有電動(dòng)車絕緣檢測電路的缺陷，提供一 種電動(dòng)車的絕緣檢測電路，其將標(biāo)準(zhǔn)檢測信號輸入含有高壓直流電池組對車體絕緣電阻的 并聯(lián)分壓電路，然后根據(jù)由并聯(lián)分壓電路中檢測到的采樣信號來判斷高壓直流電池組與車 體之間的絕緣電阻大小，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、能夠?qū)崟r(shí)檢測絕緣電阻且測量結(jié)果不受高壓 直流電池組電壓影響的目的。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種電動(dòng)車的絕緣檢測電路，其包括并聯(lián)分壓電路，由兩分支構(gòu)成，一分支包括連接車體的第一電容，另一分支包括相 串聯(lián)的第二電阻和第二電容，該第二電容與高壓電池組負(fù)極連接；電壓跟隨器，輸入端連接于第二電阻和第二電容的連接點(diǎn)，檢測第二電容上的電 壓采樣信號；采樣回路，連接于電壓跟隨器的輸出端，對電壓跟隨器的輸出信號進(jìn)行延時(shí)處理；微處理器，輸出端通過第一電阻向并聯(lián)分壓電路傳輸標(biāo)準(zhǔn)檢測信號，A/D輸入端連 接采樣回路的輸出端，接收采樣回路的輸出信號并據(jù)以計(jì)算高壓直流電池組對車體的絕緣 電阻，該微處理器的參考零電位與高壓直流電池組的負(fù)極連接。本實(shí)用新型所述電動(dòng)車的絕緣檢測電路的電壓跟隨器為放大倍數(shù)為1 1的運(yùn)算 放大器；所述微處理器在電壓采樣信號的幅值小于標(biāo)準(zhǔn)檢測信號的50%時(shí)發(fā)出報(bào)警信號， 其輸出的標(biāo)準(zhǔn)檢測信號為矩形方波，并能夠計(jì)算出在不同采樣信號下所述絕緣電阻的數(shù)值。與現(xiàn)有的電動(dòng)車絕緣檢測電路相比較，本實(shí)用新型首先不必構(gòu)建精密的電橋電 路，也省去了開關(guān)管等元件，因而具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)；其次，由于在并聯(lián)分壓 電路中，電壓跟隨器所檢測第二電容上的電壓采樣信號只與高壓直流電池組的內(nèi)阻有關(guān)， 而該內(nèi)阻又非常小，所以本實(shí)用新型的測量不受高壓直流電池組電壓的影響，也不存在預(yù) 設(shè)閾值要隨電源電壓不斷改變而做出相應(yīng)修正的問題，因此即使該電壓在車輛行駛中有突 變，也不會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生任何影響；再次，本實(shí)用新型含有采樣電路，能夠準(zhǔn)確地檢測出 在不同絕緣電阻下的電壓采樣信號幅值，并通過微處理器計(jì)算出實(shí)時(shí)的絕緣電阻值，從而 提高了整個(gè)檢測電路的精度?？傊緦?shí)用新型所述電動(dòng)車的絕緣檢測電路具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、適用實(shí)時(shí) 檢測、結(jié)果不受高壓直流電池組電壓影響的優(yōu)點(diǎn)，能夠用于包括混合動(dòng)力車在內(nèi)的所有電 動(dòng)車輛及其他電池供電系統(tǒng)的絕緣電阻的檢測。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。請參閱圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖，圖示電動(dòng)車的絕緣檢測電路用于檢測所有電 動(dòng)車輛及其他電池供電系統(tǒng)的絕緣電阻。所述電動(dòng)車中設(shè)置有高壓直流電池組，該高壓直流電池組連接著負(fù)載，其正、負(fù)極母線與電動(dòng)車車體之間自然地存在著絕緣電阻R。為了檢 測高壓直流電池組與車體之間的絕緣狀況，在高壓直流電池組的負(fù)極和車體之間連接有絕 緣檢測電路，高壓直流電池組的負(fù)極母線和所述絕緣檢測電路的參考零電位連接在一起， 該絕緣檢測電路包括并聯(lián)分壓電路、電壓跟隨器、采樣回路和微處理器。[0026]所述并聯(lián)分壓電路由兩條并聯(lián)分支構(gòu)成一分支包括第一電容Cl，該第一電容Cl 與車體連接，再通過絕緣電阻R、高壓直流電池組的內(nèi)阻與絕緣檢測電路的參考零電位連 接，而高壓直流電池組的內(nèi)阻非常小，所以這一分支實(shí)際由第一電容Cl和絕緣電阻R串聯(lián) 而成；另一分支包括相互串聯(lián)的第二電阻R2和第二電容C2，該第二電容C2與高壓電池組 負(fù)極連接，即與絕緣檢測電路的參考零電位連接，第二電阻R2與第一電容Cl相連接。在如 上的并聯(lián)分壓電路中，絕緣電阻R的變化就會(huì)影響各節(jié)點(diǎn)的電壓參數(shù)，反過來說，只要檢測 并聯(lián)分壓電路上有關(guān)節(jié)點(diǎn)上電壓參數(shù)的大小就能夠判斷高壓直流電池組對車體的絕緣狀 況是否良好。所述電壓跟隨器是一放大倍數(shù)為1 1的運(yùn)算放大器，起到阻抗匹配的作用，其輸 入端連接于串聯(lián)著的第二電阻R2和第二電容C2的連接點(diǎn)上，由該節(jié)點(diǎn)上檢測第二電容C2 上的電壓采樣信號。所述采樣回路連接于電壓跟隨器的輸出端，其主要對電壓跟隨器的輸出信號進(jìn)行 延時(shí)處理。所述微處理器能夠發(fā)生和傳輸標(biāo)準(zhǔn)檢測信號，該標(biāo)準(zhǔn)檢測信號為具有一定占空比 的矩形方波，該微處理器的輸出端通過第一電阻Rl連接至第一電容Cl和第二電阻R2的連 接點(diǎn)上，由此向并聯(lián)分壓電路傳輸用于檢測的標(biāo)準(zhǔn)檢測信號；該微處理器的A/D輸入端連 接采樣回路的輸出端，以接收采樣回路的輸出信號并據(jù)以計(jì)算高壓直流電池組對車體的絕 緣電阻R，即所述微處理器能夠計(jì)算出在不同采樣信號下所述絕緣電阻的數(shù)值；在電壓采 樣信號的幅值小于標(biāo)準(zhǔn)檢測信號的50%時(shí)，微處理器能夠發(fā)出報(bào)警信號；該微處理器的參 考零電位與高壓直流電池組的負(fù)極連接。本實(shí)用新型所述電動(dòng)車的絕緣檢測電路工作時(shí)，微處理器的輸出端口輸出矩形方 波信號，該方波信號經(jīng)由第一電阻Rl施加于由第一電容Cl、絕緣電阻R和第二電阻R2、第 二電容C2所組成的并聯(lián)分壓電路上。如果高壓直流電池組與車體之間的絕緣狀況不好，則 會(huì)導(dǎo)致絕緣電阻R的減小，從而使由第一電容Cl和絕緣電阻R所組成的分支回路的等效電 阻也相應(yīng)地減小，因此，由第二電阻R2和第二電容C2的連接點(diǎn)上檢測到的第二電容C2上 的電壓采樣信號幅值就會(huì)隨之變小，當(dāng)該電壓采樣信號的幅值小于微處理器輸入的標(biāo)準(zhǔn)檢 測信號的50%時(shí)，就說明高壓直流電池組與車體之間的絕緣狀況已經(jīng)惡劣，于是微處理器 發(fā)出報(bào)警。該微處理器可以根據(jù)電壓采樣信號的幅值精確計(jì)算絕緣電阻R的大小，因此本 實(shí)用新型所述電動(dòng)車的絕緣檢測電路的檢測精度較高。上述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并不用于限定本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范 圍，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的種種等效變化或等效替換，皆應(yīng)包括在本實(shí)用新 型權(quán)利要求所涵蓋的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車的絕緣檢測電路，其特征在于所述絕緣檢測電路包括并聯(lián)分壓電路，由兩分支構(gòu)成，一分支包括連接車體的第一電容，另一分支包括相串聯(lián) 的第二電阻和第二電容，該第二電容與高壓電池組負(fù)極連接；電壓跟隨器，輸入端連接于第二電阻和第二電容的連接點(diǎn)，檢測第二電容上的電壓采 樣信號；采樣回路，連接于電壓跟隨器的輸出端，對電壓跟隨器的輸出信號進(jìn)行延時(shí)處理；微處理器，輸出端通過第一電阻向并聯(lián)分壓電路傳輸標(biāo)準(zhǔn)檢測信號，A/D輸入端連接 采樣回路的輸出端，接收采樣回路的輸出信號并據(jù)以計(jì)算高壓直流電池組對車體的絕緣電 阻，該微處理器的參考零電位與高壓直流電池組的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車的絕緣檢測電路，其特征在于所述電壓跟隨器為放 大倍數(shù)為1 1的運(yùn)算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車的絕緣檢測電路，其特征在于所述微處理器輸出的 標(biāo)準(zhǔn)檢測信號為矩形方波。
專利摘要一種電動(dòng)車的絕緣檢測電路，包括并聯(lián)分壓電路，由兩分支構(gòu)成，一分支包括連接車體的第一電容，另一分支包括相串聯(lián)的第二電阻和與高壓電池組負(fù)極連接的第二電容；電壓跟隨器，輸入端連接于第二電阻和第二電容的連接點(diǎn)，檢測第二電容上的電壓采樣信號；采樣回路，連接于電壓跟隨器的輸出端，對之輸出的信號進(jìn)行延時(shí)處理；微處理器，輸出端通過第一電阻向并聯(lián)分壓電路傳輸標(biāo)準(zhǔn)檢測信號，A/D輸入端連接采樣回路的輸出端，接收采樣回路的輸出信號并據(jù)以計(jì)算高壓直流電池組對車體的絕緣電阻，該微處理器的參考零電位與高壓直流電池組的負(fù)極連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、適用實(shí)時(shí)檢測且結(jié)果不受高壓直流電池組電壓影響，可用于電動(dòng)車輛絕緣電阻的檢測。
文檔編號G01R31/14GK201886117SQ20102055117
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者丁勇, 莊曦 申請人:京濱電子裝置研究開發(fā)(上海)有限公司