專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)被應(yīng)用到人們生活當(dāng)中。電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)是電池系統(tǒng)，電池系統(tǒng)的安全問(wèn)題尤為重要，絕緣電阻是一個(gè)十分重要的安全參數(shù)。當(dāng)電池系統(tǒng)的絕緣電阻出現(xiàn)故障時(shí)(GB/T18384.1-2001電動(dòng)汽車(chē)安全要求第一部分:車(chē)載儲(chǔ)能裝置中規(guī)定絕緣電阻應(yīng)大于500 Ω/V)，一方面會(huì)對(duì)人造成觸電危險(xiǎn)，另一方面會(huì)影響電池系統(tǒng)的工作，還會(huì)損壞電池系統(tǒng)及與其相連的電器設(shè)備。電池系統(tǒng)一般由多個(gè)模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊由多個(gè)單體電池串并聯(lián)后組成。如果發(fā)生電池系統(tǒng)絕緣電阻低的故障，如何能快速準(zhǔn)確的找出故障點(diǎn)位置進(jìn)而進(jìn)行維修是一件十分有意義和必要的事情。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特點(diǎn)是可快速、精確測(cè)定絕緣電阻故障及故障位置，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中電池系統(tǒng)的無(wú)法測(cè)量絕緣電阻值及出現(xiàn)絕緣電阻故障時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確、快速定位故障位置的問(wèn)題。本實(shí)用新型為了解決其要解決的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，該裝置包括:切換模塊，依據(jù)數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊給出的指令向采樣電阻網(wǎng)絡(luò)接入或切斷電池系統(tǒng)的高壓+和高壓采樣電阻網(wǎng)絡(luò)，用于連接高壓+、高壓-和接地線(xiàn)間的電阻網(wǎng)絡(luò)；電壓測(cè)量模塊，測(cè)量采樣電阻兩端的電壓值；和數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊，依據(jù)采樣電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻值、電壓測(cè)量模塊的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算絕緣電阻的電阻值和故障點(diǎn)位置，并給出切換模塊相關(guān)指令的模塊。其中，切換模塊為繼電器、固態(tài)繼電器、MOSFET或三極管，優(yōu)選的為固態(tài)繼電器。電壓測(cè)量模塊包括為運(yùn)算放大器和高精度A/D轉(zhuǎn)換器。其中，電池系統(tǒng)的電池組由單體電池模塊構(gòu)成，可以有I 999個(gè)串聯(lián)單元。其中，所述單體電池模塊是鋰離子電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、燃料電池或液硫電池等。所述采樣網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)回路，分別從電池高壓+或高壓-經(jīng)采樣電阻、絕緣電阻、最終回到電池形成回路。所述電壓測(cè)量模塊用于分別測(cè)量?jī)苫芈分胁蓸与娮枭细邏?和高壓-對(duì)地間的分壓，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊根據(jù)分壓大小準(zhǔn)確計(jì)算絕緣電阻值的大小和發(fā)生絕緣電阻低的故障的位置。上述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置的測(cè)量方法，其特征在于包括如下步驟:[0016]I)由數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊給出切換模塊指令，切換模塊向采樣電阻網(wǎng)絡(luò)接入或切斷聞壓+或聞壓_ ;2)電壓測(cè)量模塊測(cè)量所述采樣電阻網(wǎng)絡(luò)中接入高壓的各回路中采樣電阻兩端電壓值，各回路中采樣電阻值相等；3)通過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊根據(jù)采樣電阻值、測(cè)量模塊所得采樣電阻的電壓值計(jì)算絕緣電阻值，根據(jù)所得絕緣電阻值判斷是否存在絕緣電阻故障；4)若存在絕緣電阻故障，數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊可直接計(jì)算絕緣電阻故障位置。如測(cè)得不無(wú)絕緣電阻故障，則還需包括如下方法確定故障是否放生在電池系統(tǒng)中間位置:5)若根據(jù)步驟1)-4)判斷不存在絕緣電阻故障，在采樣電阻網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)回路中引入新的電阻，使回路電阻值不相等；6)所述電壓測(cè)量模塊測(cè)量新回路中采樣電阻兩端電壓值；7)通過(guò)所述數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊計(jì)算絕緣電阻值，以此判斷故障是否發(fā)生在電池系統(tǒng)中間位置。本實(shí)用新型的有益效果是:提供了準(zhǔn)確的絕緣電阻值。提供了準(zhǔn)確的絕緣故障位置。減少了工作人員的工作量。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型的優(yōu)選補(bǔ)償方式電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型高壓+絕緣電阻故障原理圖。圖5是本實(shí)用新型的控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，通過(guò)借助附圖可詳細(xì)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。如圖1所示，電池系統(tǒng)I的絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，該裝置包括:切換模塊2，依據(jù)數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊5給出的指令向采樣電阻網(wǎng)絡(luò)接入或切斷電池系統(tǒng)的高壓+和高壓-;采樣電阻網(wǎng)絡(luò)3，用于連接高壓+、高壓-和接地線(xiàn)間的電阻網(wǎng)絡(luò)；電壓測(cè)量模塊4，測(cè)量采樣電阻兩端的電壓值；和數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊5，依據(jù)采樣電阻網(wǎng)絡(luò)3的電阻值、電壓測(cè)量模塊4的電壓測(cè)量結(jié)果，計(jì)算絕緣電阻的電阻值和故障點(diǎn)位置，并給出切換模塊I相關(guān)指令；其中，根據(jù)測(cè)得的絕緣電阻值判斷是否存在絕緣電阻低的故障，若存在絕緣電阻低的故障則根據(jù)采樣電阻上的電壓值定位故障點(diǎn)在電池系統(tǒng)中的位置。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方式中，如本實(shí)用新型的測(cè)量原理圖2所示，JU J2 (以及圖3中的J3)優(yōu)選固態(tài)繼電器作為切換模塊控制采樣電阻網(wǎng)絡(luò)。R1、R3、R4、R2 (圖3中的R5)構(gòu)成了對(duì)GND的采樣電阻網(wǎng)絡(luò)，電池高壓通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成回路。V1、V2為電壓測(cè)量模塊，檢測(cè)采樣電阻R3、R4上的電壓并被送入到數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊中。Rx為等效待測(cè)絕緣絕緣電阻，其大小和連接位置是未知的，依據(jù)實(shí)際工作和故障發(fā)生位置決定。測(cè)量開(kāi)始時(shí)，由數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊給出指令，控制Jl閉合，J2打開(kāi)，在采樣電阻R3上會(huì)測(cè)量到的電壓VI，輸入數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊；然后數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊給出指令:打開(kāi)J1，閉合J2，在采樣電阻R4上會(huì)測(cè)量到電壓V2，并輸入數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊。設(shè)電池系統(tǒng)中單只電池電壓為A (V), Vbatl由η節(jié)單只電池串聯(lián)組成，Vbat2由m節(jié)單只串聯(lián)組成，成組電池系統(tǒng)共由N節(jié)單只電池串聯(lián)組成。由電路原理圖可知:
權(quán)利要求1.一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:該裝置包括切換模塊、采樣電阻網(wǎng)絡(luò)、電壓測(cè)量模塊和數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊；其中，所述切換模塊用于依據(jù)所述數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊給出的指令向所述采樣電阻網(wǎng)絡(luò)接入或切斷電池系統(tǒng)的高壓+和高壓-，所述采樣電阻網(wǎng)絡(luò)為連接高壓+、高壓-和接地線(xiàn)間的電阻網(wǎng)絡(luò)，所述電壓測(cè)量模塊用于測(cè)量采樣電阻兩端的電壓值，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊依據(jù)所述采樣電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻值、所述電壓測(cè)量模塊的測(cè)量結(jié)果計(jì)算采樣絕緣電阻的電阻值和故障點(diǎn)位置，并給出所述切換模塊相關(guān)指令。
2.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:所述切換模塊為繼電器、固態(tài)繼電器、MOSFET或三極管。
3.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:所述電壓測(cè)量模塊包括運(yùn)算放大器和高精度A/D轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:所述電池系統(tǒng)的電池組由單體電池模塊構(gòu)成,可以有I 999個(gè)串聯(lián)單元。
5.如權(quán)利要求4所述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:所述單體電池模塊是鋰離子電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、燃料電池或液硫電池。
6.如權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，其特征在于:所述采樣網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)回路，所述電壓測(cè)量模塊用于分別測(cè)量?jī)苫芈分胁蓸与娮枭细邏?和高壓-對(duì)地間的分壓，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊根據(jù)分壓大小準(zhǔn)確計(jì)算絕緣電阻值的大小和發(fā)生絕緣電阻低的故障的位置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電池系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量及故障點(diǎn)定位裝置，包括切換模塊、采樣電阻網(wǎng)絡(luò)、電壓測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)運(yùn)算分析模塊。測(cè)量絕緣電阻時(shí)，通過(guò)切換模塊將高壓引入到采樣電阻中，然后送入到電壓測(cè)量模塊進(jìn)行采樣，最后根據(jù)數(shù)學(xué)運(yùn)算分析模塊進(jìn)行運(yùn)算，從而得到絕緣電阻值，如發(fā)生絕緣電阻低的故障，則可通過(guò)本裝置精確定位絕緣故障在電池系統(tǒng)中的位置。
文檔編號(hào)G01R31/08GK203164290SQ20122070289
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者郭長(zhǎng)新, 毛永志, 王海星, 王曉敏, 王瑞軍, 趙曉彬, 張溪 申請(qǐng)人:中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司