CN104076207A - 一种电动车绝缘检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车绝缘检测电路，利用平衡电桥的灵敏性高的特点，并使用外接低压交流电源供电检测，在确保不影响整车系统的前提下，精确测量绝缘电阻值，操作、计算简单，对电动车绝缘性实时监测。

Description

一种电动车绝缘检测电路

技术领域

本发明涉及一种绝缘检测电路，具体涉及一种电动车绝缘检测电路。

技术背景

电动车以蓄电池为能源驱动电机工作从而达到使电动车行驶的目的，常用的电动车驱动电源电压在36V以上，有的高达500V，远远超过安全电压的级别，因此，电动车辆的动力系统需要有非常可靠的绝缘性，以保证电动车辆的正常运行和使用者的安全。良好绝缘性可以保证电气设备与线路的安全运行，绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。

因此，为了能够实时检测电动车的绝缘电阻值，监测电动车绝缘性，目前有如下解决方案：利用高阻值电阻对漏电检测回路进行分压测量，从而对电池的绝缘情况进行实时监测。该监测方法需要两个开关的交互闭合来测量结果并计算得出绝缘电阻值，这种方法存在以下缺点：

1、需要多次断开、闭合开关，操作复杂；

2、随着车辆行驶，电源电压会发生变化，对测试结果有影响；

3、测试电阻的分压影响整车系统的驱动电压；

4、计算复杂。

为解决以上问题，本发明采用新的绝缘检测电路，利用平衡电桥并使用外接低压交流电源供电检测，在确保不影响整车系统的前提下，精确测量绝缘电阻值，且操作、计算简单。

发明内容

本发明出于克服现有技术中的不足，利用外接低压交流电源及平衡电桥来实时检测绝缘电阻值，在确保不影响整车系统的前提下，精确测量绝缘电阻值。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电动车绝缘检测电路，绝缘检测端一端连接电源u0正极、电阻R1一端、电阻R2一端，绝缘检测端另一端连接电阻R1另一端、电阻R3一端、电阻R5一端；电阻R2另一端与电阻R4一端、电阻R5另一端连接；电阻R3另一端与电阻R4另一端、电源u0负极、地连接；电阻R5两端接电压采集装置。

所述电源u0为低压交流电源。

所述绝缘检测端正极与所述电源u0正极、电阻R1、电阻R2之间加入电容C隔离直流。

所述电压采集装置采用电压隔离采集装置。

所述电阻R1＝R2＝R3＝R4。

相比现有的绝缘检测电路，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

(1)使用该绝缘检测电路，由于采用外接低压交流电源及平衡电桥检测，测量精度高且对整车驱动电源没有影响；

(2)使用该绝缘检测电路，由于不使用开关，操作、计算简单。

附图说明

图1为现有的绝缘检测电路图；

图2为本发明的绝缘检测电路图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

一种电动车绝缘检测电路，包括绝缘检测端、电源u0、电容C、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述绝缘检测端一端连接电容C一端，电容C另一端连接电源u0正极、电阻R1一端、电阻R2一端，绝缘检测端另一端连接电阻R1另一端、电阻R3一端、电阻R5一端；电阻R2另一端与电阻R4一端、电阻R5另一端连接；电阻R3另一端与电阻R4另一端、电源u0负极、地连接；电阻R5两端接电压采集装置。

所述电源u0为低压交流电源，所述电阻R1＝R2＝R3＝R4，所述电压采集装置采用电压隔离采集装置。

现有方法多为开关切换电阻的方法，图1为现有的电动汽车绝缘电阻检测电路图，其中电阻RC1、电阻RC2为测量用的已知阻值的标准电阻，电阻RP、电阻RN分别为正、负母线与机壳之间的绝缘等效电阻。工作原理如下：当开关S1、S2全部断开时，测量正、负母线与机壳之间的电压分别为UP1、UN1，可以得到：

$\frac{\mathrm{UP}1}{\mathrm{RP}}=\frac{\mathrm{UN}1}{\mathrm{RN}}---\left(1\right)$

当开关S1闭合、S2断开时，则在正母线与电底盘之间加入标准电阻RC1，测量正、负母线与机壳之间的电压分别为UP2、UN2，同样可以得到：

$\frac{\mathrm{UP}2}{\mathrm{RP}}+\frac{\mathrm{UP}2}{\mathrm{RC}1}=\frac{\mathrm{UN}2}{\mathrm{RN}}---\left(2\right)$

由等式(1)、(2)联合求解可得：

$\mathrm{RP}=\mathrm{RC}1\×(\frac{\mathrm{UP}1\×\mathrm{UN}2}{\mathrm{UN}1\×\mathrm{UP}2}-1)$

$\mathrm{RN}=\mathrm{RC}1\×\left(\frac{\mathrm{UP}1\×\mathrm{UN}2-\mathrm{UN}1\×\mathrm{UP}2}{\mathrm{UP}1\×\mathrm{UP}2}\right)$

这种方法需要用到开关的闭合、断开并多次测量结果，联合计算得出绝缘电阻值，这样的计算复杂，并且需要人为加入阻抗，影响绝缘强度，开关动作前后，电池电压随汽车加、减速会发生变化，对结果的影响较大。

图2为本发明的绝缘检测电路图，其中R1＝R2＝R3＝R4，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4构成平衡电桥，RH为电池正极与机壳之间的等效电阻，当绝缘良好即电阻RH无穷大时，电阻R5两端电压为零，即ui＝0。当电池正极与机壳之间的绝缘性降低时，RH发生变化，此时交流信号会流过电容C及等效电阻RH，使得电桥中电阻R1两端的等效电阻减小，其值为电阻R1与RH的并联值，此时电桥平衡被打破，就会有电流流过电阻R5，电阻R5两端就会产生压降，使用隔离采集电阻R5两端的压降ui并经过计算可以得出等效电阻RH的大小，以此来实时监测电池正极与机壳之间的绝缘性，具体计算过程如下：

由平衡电桥可得： $\mathrm{ui}=(\frac{R3}{R1+R3}-\frac{R2}{R2+R4})\·u0$

在本实施例中取R1＝R2＝R3＝R4＝R，电池正极与机壳之间的绝缘性良好时，ui＝0；当电池正极与机壳之间的绝缘性降低时，R1两端电阻值为电阻R1与电阻RH并联阻值此时 $\mathrm{ui}=(\frac{R3}{R1\·\mathrm{RH}/(R1+\mathrm{RH})+R3}-\frac{R2}{R2+R4})\·u0$

解上述等式，得出：

由上述计算结果可以看出，该检测电路操作及计算方式简单，能有效检测绝缘电阻值。

本发明的绝缘检测电路采用加入一个低压交流电源，且在所述交流电源与电池之间加入电容C隔离，由于电池为直流电源，故该低压交流信号对系统不会产生影响，而且电池也不会干扰到检测电路，这就保证了测试结果不会受到外界干扰的影响。使用平衡电桥检测精度高，而且检测、计算方法简单，容易计算出绝缘等效电阻值，也便于监控，检测电路与系统电路是相互隔离的，这样保证了检测结果的准确性。使用电压隔离采集电阻R5两端电压，确保电阻R5两端电压的隔离采集不会对检测电路产生影响，进一步保障了检测的绝缘电阻值的准确性，当然，此电路也可以用来监测其他需要监测绝缘性的装置，如电池正负极之间、正负母线之间等。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (5)

1.一种电动车绝缘检测电路，其特征在于：绝缘检测端一端连接电源u0正极、电阻R1一端、电阻R2一端，绝缘检测端另一端连接电阻R1另一端、电阻R3一端、电阻R5一端；电阻R2另一端与电阻R4一端、电阻R5另一端连接；电阻R3另一端与电阻R4另一端、电源u0负极、地连接；电阻R5两端接电压采集装置。

2.根据权利要求1所述的电动车绝缘检测电路，其特征在于：所述电源u0为低压交流电源。

3.根据权利要求2所述的电动车绝缘检测电路，其特征在于：所述绝缘检测端正极与所述电源u0正极、电阻R1、电阻R2之间加入电容C隔离直流。

4.根据权利要求1所述的电动车绝缘检测电路，其特征在于：所述电压采集装置为电压隔离采集装置。

5.根据权利要求3或4所述的电动车绝缘检测电路，其特征在于：所述电阻R1＝R2＝R3＝R4。