電動汽車電池組漏電檢測電路的制作方法
【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動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，基于動力電池組為能量源的新能源汽車是國內(nèi)外各大主機廠的熱門發(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)電池組與車體件的絕緣失效，且無其它有效的檢測和保護措施，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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種簡易可靠的專用檢測電路，能夠監(jiān)控檢測電池組與車體之間的絕緣特性，并對絕緣特性做出判斷，輸出狀態(tài)信息。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:電動汽車電池組漏電檢測電路，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的負極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號，比較器B輸出負極絕緣異常信號。
[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的信號輸出端連接報警控制器，所述報警控制器輸出驅(qū)動信號至車內(nèi)的報警裝置。
[0008]本發(fā)明基于電池組應(yīng)用安全因素的考慮，同時滿足實用性、經(jīng)濟性和可靠性，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警信號，提高電動汽車的安全性會泛。
[0009]具體來說具有以下優(yōu)點:
[0010]1、此檢測系統(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、此檢測系統(tǒng)電路簡單穩(wěn)定，易于調(diào)試計算，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)實驗試制和批量生產(chǎn)情況來看，此檢測系統(tǒng)能設(shè)計良好，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)化單獨開發(fā)作為獨立模塊產(chǎn)品，具有很大的市場潛力。
【附圖說明】
[0013]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容作簡要說明:
[0014]圖1為電路原理圖；
[0015]圖2為系電動汽車電池組漏電檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0016]正常情況下，電池組高壓正極和負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《電動道路車輛安全要求第3部分:人員觸電防護》的要求，II類設(shè)備的絕緣電阻應(yīng)達到500R/V。假設(shè)電池組電壓為300V，則絕緣阻抗應(yīng)大于150千歐。通過檢測動力電池組系統(tǒng)的絕緣電阻是否符合要求，可以判定動力電池組系統(tǒng)是否存在漏電。
[0017]在電動車上，為保證人員防觸電安全，動力電池與車體是完全隔離的，電池的正極和負極均與車體絕緣保護。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，但遠超過500R/V的標(biāo)準(zhǔn)是容易實現(xiàn)的，一般而言絕緣阻抗較為容易超過10兆歐。因此電池組的正負兩級與車體均呈現(xiàn)較好的隔離特性。
[0018]本發(fā)明利用上述特性，通過檢測電池組正負兩級與車體絕緣阻抗的偏差比較，進行電池組的漏電檢測。相比傳統(tǒng)電流檢測法和阻抗測試法，電路簡單可靠，實用性更強，成本更低。
[0019]本發(fā)明巧妙的利用電池組正極和負極與車體分別存在較高的絕緣阻抗，通過檢測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，通過兩個固定電阻器分別連接電池組正極和車體、電池組負極和車體，將電池組與車體間的絕緣阻抗通過兩個固定電阻器限定。由于電池組正負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，同時滿足500R/V標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
[0020]電池組的正極和負極與車體件的阻抗都被限定為2兆歐，車體實際處于電池組的中間電平，如電池組的正極或負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]檢測電路通過比較器組合電路判斷電池組的正極和負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。絕緣限定電阻:2MR電阻(電阻取值需考慮實車狀況)，運算放大器: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)信號經(jīng)差分放大電路運算后輸出的一個增益倍數(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，比較器B輸出負極絕緣異常信號。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)輸出低電平報警信號，檢測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)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(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)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.電動汽車電池組漏電檢測電路，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的負極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號，比較器B輸出負極絕緣異常信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池組漏電檢測電路，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所述的電動汽車電池組漏電檢測電路，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所述的所述的電動汽車電池組漏電檢測電路，其特征在于:所述比較器A的正極和比較器B的信號輸出端連接報警控制器，所述報警控制器輸出驅(qū)動信號至車內(nèi)的報警裝置。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種電動汽車電池組漏電檢測電路，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的負極，所述比較器A輸出正極絕緣異常信號，比較器B輸出負極絕緣異常信號。本發(fā)明基于電池組應(yīng)用安全因素的考慮，同時滿足實用性、經(jīng)濟性和可靠性，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警信號，提高電動汽車的安全性能。
【IPC分類】G01R31/12, G01R31/02
【公開號】CN105425098
【申請?zhí)枴緾N201510965389
【發(fā)明人】陳澤堅
【申請人】埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月18日