一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置和控制方法，包括：絕緣檢測(cè)控制器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、正極絕緣檢測(cè)裝置、負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置，動(dòng)力蓄電池組正極連接第一開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第一開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第一開關(guān)信號(hào)輸出端連接正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端；動(dòng)力蓄電池組負(fù)極連接第二開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第二開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第二開關(guān)信號(hào)輸出端連接負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端。
【專利說明】 一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置和控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置和控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前電動(dòng)汽車上蓄電池動(dòng)力系統(tǒng)的電壓通常都超過了人體能夠承受的安全電壓，而諸如絕緣老化、涉水、淋雨等客觀因素都會(huì)使原有絕緣電阻進(jìn)一步下降，從而在使用或者維修過程中，給使用、維修人員帶來觸電危險(xiǎn)，因此，研制出一種車載實(shí)時(shí)高效、低成本的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置就顯得很有必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置和控制方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其關(guān)鍵在于，包括:絕緣檢測(cè)控制器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、正極絕緣檢測(cè)裝置、負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置，
[0005]動(dòng)力蓄電池組E1正極連接第一開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第一開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第一開關(guān)信號(hào)輸出端連接正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端；
[0006]動(dòng)力蓄電池組E1負(fù)極連接第二開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第二開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第二開關(guān)信號(hào)輸出端連接負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端。
[0007]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，優(yōu)選的，還包括:第三電阻和第四電阻，
[0008]所述第三電阻一端連接在動(dòng)力蓄電池組E1正極和第一開關(guān)信號(hào)輸入端之間，所述第三電阻另一端連接電動(dòng)車電底盤，所述第四電阻一端連接在動(dòng)力蓄電池組E1負(fù)極和第二開關(guān)信號(hào)輸入端之間，所述第四電阻另一端連接電動(dòng)車電底盤。
[0009]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，優(yōu)選的，所述正極絕緣檢測(cè)裝置包括:第一電阻、第二電阻、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、第一絕緣電阻Rol，
[0010]第一電阻一端連接第一開關(guān)連接端，所述第一電阻另一端分別連接第二電阻一端和絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端，所述第二電阻另一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管漏極，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管源極分別連接第二場(chǎng)效應(yīng)管源極和電動(dòng)車電底盤，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第一絕緣電阻Rol —端，所述第一絕緣電阻Rol另一端連接第一開關(guān)信號(hào)輸出端。
[0011]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，優(yōu)選的，所述負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置包括:第五電阻、第六電阻、第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第二絕緣電阻Ro2，
[0012]第三場(chǎng)效應(yīng)管源極連接第二開關(guān)信號(hào)輸出端，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第二絕緣電阻Ro2—端，所述第二絕緣電阻Ro2另一端連接電動(dòng)車電底盤，所述第二開關(guān)信號(hào)輸出端還連接第四場(chǎng)效應(yīng)管源極，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第六電阻一端，所述第六電阻另一端分別連接第五電阻一端和絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端，所述第五電阻另一端還連接第二絕緣電阻Ro2，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端。
[0013]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，優(yōu)選的，還包括:電池管理器BMS和顯示裝置，
[0014]所述電池管理器BMS信號(hào)輸入端通過CAN總線與絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸出端連接，所述電池管理器BMS信號(hào)輸出端連接顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)和進(jìn)行報(bào)警顯示。
[0015]本發(fā)明還公開一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其關(guān)鍵在于，包括如下步驟:
[0016]步驟1，通過權(quán)利要求1所述的裝置，測(cè)試動(dòng)力蓄電池組正極對(duì)電底盤電壓，從而檢測(cè)絕緣電阻值是否超過閾值，判斷是否報(bào)警操作；
[0017]步驟2，通過權(quán)利要求1所述的裝置，測(cè)試動(dòng)力蓄電池組負(fù)極對(duì)電底盤電壓，從而檢測(cè)絕緣電阻值是否超過閾值，判斷是否報(bào)警操作。
[0018]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，優(yōu)選的，所述步驟1包括:
[0019]步驟1-1，絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出低電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管截止斷開；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，通過公式:
[0020]VR3+VR4 = VE1,
[0021]VR1+VR2 = VR3,
[0022]VR2 = R2X VR3 + (R1+R2)，
[0023]上式中VR3為第三電阻上壓降，VR4為第四電阻上壓降，VE1為蓄電池組的總電壓，VR1為第一電阻上壓降，VR2為第二電阻上壓降；使用第二電阻上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第一 A/D信號(hào)輸入端后，第二電阻上的壓降VR2被測(cè)試出來，將該VR2的電壓值代入下式得到
[0024]VR3 = (R1+R2) XVR2 + R2。
[0025]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，優(yōu)選的，所述步驟2包括:
[0026]步驟2-1，絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出低電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管截止斷開，絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)，如下式:
[0027]VR5+VR6 = VR4，
[0028]上式中VR4為第四電阻上壓降，VR5為第五電阻上壓降，VR6為第六電阻上壓降，使用第五電阻上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第二 A/D信號(hào)輸入端后，第五電阻上的壓降VR5被測(cè)試出來，將該VR5的電壓值代入VR5 = R5XVR4+ (R5+R6)，得到如下式:
[0029]VR4 = (R5+R6) XVR5 + R5。
[0030]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，優(yōu)選的，所述步驟1包括:
[0031]步驟1-2，絕緣檢測(cè)控制器對(duì)VR3和VR4進(jìn)行比較，如果VR3 > VR4，說明第三電阻>第四電阻，為了測(cè)試第四電阻，引入已知電阻值的第一絕緣電阻；
[0032]絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)第一絕緣電阻與第三電阻并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R31，如下公式:
[0033]VRS^ (R1+R2) XVR2
[0034]根據(jù)步驟1-1的測(cè)試方法，VR21也被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由上式得到VR3、
[0035]所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，優(yōu)選的，所述步驟2包括:
[0036]步驟2-1，如果VR4 >VR3，說明第四電阻>第三電阻，為了測(cè)試第三電阻，引入已知電阻值的第二絕緣電阻，
[0037]絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)第二絕緣電阻與第四電阻并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R41，如下式:
[0038]VR4J= (R5+R6) XVR5
[0039]根據(jù)步驟2-1使用的測(cè)試方法，VR51被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由上式式得到VR41。
[0040]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0041]由于本裝置采用的是精密電阻試測(cè)法，比采用外電壓測(cè)試法電路簡(jiǎn)單，成本下降；當(dāng)需要采用專用絕緣測(cè)試儀器來維修或者檢測(cè)車輛的絕緣電阻時(shí)，可以通過上位機(jī)控制第一、第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)即可，也可以將第一、第二開關(guān)設(shè)置為手動(dòng)開關(guān)控制。
[0042]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0044]圖1為本發(fā)明的電路原理連接圖；
[0045]圖2為本發(fā)明的第1步測(cè)試電池組正極電壓等效電路圖；
[0046]圖3為本發(fā)明的第2步測(cè)試電池組負(fù)極電壓等效電路圖；
[0047]圖4為本發(fā)明的第3步測(cè)試電池組正極電壓等效電路圖；
[0048]圖5為本發(fā)明的第4步測(cè)試電池組負(fù)極電壓等效電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0050]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0051]在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
[0052]本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，該裝置在車輛行駛和充電中實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)力電池系統(tǒng)E1的正極、負(fù)極分別對(duì)電底盤(車體)的絕緣電阻，當(dāng)測(cè)得的絕緣電阻值<允許的二級(jí)絕緣電阻值時(shí)(500 Ω/V)，本裝置首先通過CAN總線把二級(jí)絕緣電阻故障傳遞給電池管理器BMS，電池管理器BMS控制顯示儀表進(jìn)行二級(jí)絕緣電阻光閃爍報(bào)警，提示車輛使用者；當(dāng)測(cè)得的絕緣電阻值 < 允許的一級(jí)絕緣電阻值時(shí)(100 Ω /V)，本裝置在通過CAN總線把一級(jí)絕緣電阻故障傳遞給電池管理器BMS，電池管理器BMS控制顯示儀表進(jìn)行一級(jí)絕緣電阻光閃爍報(bào)警的同時(shí)，再通過電池管理器BMS控制動(dòng)力電池系統(tǒng)的正、負(fù)極與車輛的動(dòng)力電機(jī)斷開，以保證人員與車輛的絕緣安全。
[0053]在圖1中，第一開關(guān)、第二開關(guān)為繼電器，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)作用是為了解決采用其它專用絕緣測(cè)試儀器來維修或者檢測(cè)車輛絕緣系統(tǒng)而設(shè)置的，平時(shí)第一開關(guān)、第二開關(guān)為常閉接通狀態(tài)，E1為動(dòng)力蓄電池組，Q1、Q2、Q3、Q4為N型場(chǎng)效應(yīng)管，電阻R1+R2 =電阻R5+R6彡10ΜΩ ,R2 = R5 = 1 % Rl, R1 = R6,電阻R1、R2、R5、R6均為已知電阻值的精密電阻，Rol =Ro2為按照500ΩΛ配置的已知電阻值的精密電阻(按動(dòng)力蓄電池的標(biāo)稱電壓計(jì)算，如動(dòng)力蓄電池的標(biāo)稱電壓=320V時(shí)，Rol = 500X320 = 160ΚΩ。)，電阻R3和R4分別為動(dòng)力蓄電池組正、負(fù)極對(duì)電底盤的絕緣電阻，一般為有限電阻值，且二者一般也不相等，R3或者R4中任一者超過允許值，即為系統(tǒng)絕緣超過允許值，即小的一個(gè)電阻值為系統(tǒng)的絕緣電阻值，系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行報(bào)警和控制。
[0054]使用時(shí)，按如下方式對(duì)絕緣電阻R3和R4分別進(jìn)行測(cè)試:
[0055]第1步，測(cè)試蓄電池組正極對(duì)電底盤電壓VR3:
[0056]絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端A4輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端A2輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端A3輸出低電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2截止斷開；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端A5輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，由于場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電阻為幾十毫歐量級(jí)，該幾十毫歐級(jí)電阻對(duì)測(cè)試電路沒有影響，相當(dāng)于短路，此時(shí)有等效電路如圖2，由圖2有:
[0057]VR3+VR4 = VE1 (1)
[0058]VR1+VR2 = VR3 (2)
[0059]VR2 = R2XVR3+(R1+R2) (3)
[0060]上述(1)、⑵、(3)式中VR3為絕緣電阻R3上壓降，VR4為絕緣電阻R4上壓降，VE1為蓄電池組的總電壓，VR1為精密電阻R1上壓降，VR2為精密電阻R2上壓降；由于R1和R2為精密已知電阻，在圖2使用下R2上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第一 A/D信號(hào)輸入端A1后，電阻R2上的壓降VR2被測(cè)試出來，將該VR2的電壓值代入(3)式，得到
[0061]VR3 = (R1+R2) XVR2 + R2 (4)
[0062]第2步，測(cè)試蓄電池組負(fù)極對(duì)電底盤電壓VR4:
[0063]絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端A5輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端A8輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管Q1飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端A6輸出低電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3截止斷開，絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端A4輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)；此時(shí)有等效電路如圖3，由圖3有:
[0064]VR5+VR6 = VR4 (5)
[0065]VR5 = R5XVR4+(R5+R6) (6)
[0066](5)式中VR4為絕緣電阻R4上壓降，VR5為精密電阻R5上壓降，VR6為精密電阻R6上壓降；由于R5和R6為精密已知電阻，在圖3使用下R5上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第二 A/D信號(hào)輸入端A7后，電阻R5上的壓降VR5被測(cè)試出來(負(fù)壓可以進(jìn)行絕對(duì)值處理)，將該VR5的電壓值代入(6)式，得到
[0067]VR4 = (R5+R6) XVR5 + R5 (7)
[0068]第3步，絕緣檢測(cè)控制器對(duì)VR3和VR4進(jìn)行比較，如果VR3 > VR4，說明絕緣電阻R3 > R4 (流過R3和R4的漏電流是相等的)，系統(tǒng)絕緣電阻由R4確定，為了測(cè)試R4，引入已知電阻值的精密電阻Ro 1。
[0069]絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端A4輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端A2輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端A3輸出高電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端A5輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)有等效電路如圖4，此時(shí)Rol與R3并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R31，由圖4有:
[0070]VRS^ (R1+R2) XVR2 J^-R2 (8)
[0071]根據(jù)第1步使用的測(cè)試方法，VR21也可以被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由(8)式得到 VR31。
[0072]第4步，如果VR4 > VR3，說明絕緣電阻R4 > R3，系統(tǒng)絕緣電阻由R3確定，為了測(cè)試R3，引入已知電阻值的精密電阻Ro2。
[0073]絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端A5輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端A8輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端A6輸出高電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端A4輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)有等效電路如圖5，此時(shí)Ro2與R4并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R41，由圖5有:
[0074]VR4J= (R5+R6) XVR5 ^RS (9)
[0075]根據(jù)第2步使用的測(cè)試方法，VR51也可以被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由(9)式得到 VR41。
[0076]由上述(1)式到(9)式可以得到本裝置檢測(cè)動(dòng)力蓄電池組系統(tǒng)絕緣電阻的結(jié)果為:
[0077]當(dāng)VR3 > VR4 時(shí)，
[0078]絕緣電阻R4 = (VR3-VR31) XRol X (1+VR4 + VR3) +VR31
[0079]當(dāng)VR4 > VR3 時(shí)，
[0080]絕緣電阻R3 = (VR4-VR41) XRo2X (1+VR3 + VR4) +VR41
[0081]本裝置根據(jù)測(cè)得絕緣電阻進(jìn)行判斷后，進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警和控制。
[0082]所述絕緣檢測(cè)控制器使用89C51和A/D轉(zhuǎn)換器以及外圍電路能夠?qū)崿F(xiàn)，或者使用電池管理系統(tǒng)(BMS)。
[0083]由于本裝置采用的是精密電阻試測(cè)法，比采用外電壓測(cè)試法電路簡(jiǎn)單，成本下降；當(dāng)需要采用專用絕緣測(cè)試儀器來維修或者檢測(cè)車輛的絕緣電阻時(shí)，可以通過上位機(jī)控制第一、第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)即可，也可以將第一、第二開關(guān)設(shè)置為手動(dòng)開關(guān)控制。
[0084]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0085]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其特征在于，包括:絕緣檢測(cè)控制器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、正極絕緣檢測(cè)裝置、負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置， 動(dòng)力蓄電池組(El)正極連接第一開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第一開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第一開關(guān)信號(hào)輸出端連接正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述正極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端； 動(dòng)力蓄電池組(El)負(fù)極連接第二開關(guān)信號(hào)輸入端，所述第二開關(guān)控制端連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第二開關(guān)信號(hào)輸出端連接負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸入端，所述負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置信號(hào)輸出端連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其特征在于，還包括:第三電阻和第四電阻， 所述第三電阻一端連接在動(dòng)力蓄電池組(El)正極和第一開關(guān)信號(hào)輸入端之間，所述第三電阻另一端連接電動(dòng)車電底盤，所述第四電阻一端連接在動(dòng)力蓄電池組(El)負(fù)極和第二開關(guān)信號(hào)輸入端之間，所述第四電阻另一端連接電動(dòng)車電底盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其特征在于，所述正極絕緣檢測(cè)裝置包括:第一電阻、第二電阻、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、第一絕緣電阻(Rol)， 第一電阻一端連接第一開關(guān)連接端，所述第一電阻另一端分別連接第二電阻一端和絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端，所述第二電阻另一端連接第一場(chǎng)效應(yīng)管漏極，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管源極分別連接第二場(chǎng)效應(yīng)管源極和電動(dòng)車電底盤，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器控制端，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第一絕緣電阻(Rol) —端，所述第一絕緣電阻(Rol)另一端連接第一開關(guān)信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其特征在于，所述負(fù)極絕緣檢測(cè)裝置包括:第五電阻、第六電阻、第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第二絕緣電阻(Ro2)， 第三場(chǎng)效應(yīng)管源極連接第二開關(guān)信號(hào)輸出端，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第二絕緣電阻(Ro2) —端，所述第二絕緣電阻(Ro2)另一端連接電動(dòng)車電底盤，所述第二開關(guān)信號(hào)輸出端還連接第四場(chǎng)效應(yīng)管源極，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接第六電阻一端，所述第六電阻另一端分別連接第五電阻一端和絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端，所述第五電阻另一端還連接第二絕緣電阻(Ro2)，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制裝置，其特征在于，還包括:電池管理器(BMS)和顯示裝置， 所述電池管理器(BMS)信號(hào)輸入端通過CAN總線與絕緣檢測(cè)控制器信號(hào)輸出端連接，所述電池管理器(BMS)信號(hào)輸出端連接顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)和進(jìn)行報(bào)警顯示。
6.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，通過權(quán)利要求1所述的裝置，測(cè)試動(dòng)力蓄電池組正極對(duì)電底盤電壓，從而檢測(cè)絕緣電阻值是否超過閾值，判斷是否報(bào)警操作； 步驟2，通過權(quán)利要求1所述的裝置，測(cè)試動(dòng)力蓄電池組負(fù)極對(duì)電底盤電壓，從而檢測(cè)絕緣電阻值是否超過閾值，判斷是否報(bào)警操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟I包括: 步驟1-1，絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出低電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管截止斷開；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，通過公式:
VR3+VR4 = VEl,
VR1+VR2 = VR3, VR2 = R2XVR3+ (R1+R2)， 上式中VR3為第三電阻上壓降，VR4為第四電阻上壓降，VEl為蓄電池組的總電壓，VRl為第一電阻上壓降，VR2為第二電阻上壓降；使用第二電阻上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第一 A/D信號(hào)輸入端后，第二電阻上的壓降VR2被測(cè)試出來，將該VR2的電壓值代入下式得到
VR3 = (R1+R2) XVR2 + R2。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟2包括: 步驟2-1，絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出低電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管截止斷開，絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)，如下式:
VR5+VR6 = VR4， 上式中VR4為第四電阻上壓降，VR5為第五電阻上壓降，VR6為第六電阻上壓降，使用第五電阻上的分壓被送到絕緣檢測(cè)控制器的第二 A/D信號(hào)輸入端后，第五電阻上的壓降VR5被測(cè)試出來，將該VR5的電壓值代入VR5 = R5XVR4+ (R5+R6)，得到如下式:
VR4 = (R5+R6) XVR5 + R5。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟I包括: 步驟1-2，絕緣檢測(cè)控制器對(duì)VR3和VR4進(jìn)行比較，如果VR3 > VR4，說明第三電阻>第四電阻，為了測(cè)試第四電阻，引入已知電阻值的第一絕緣電阻； 絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第一場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第一場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第二場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第二場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)第一絕緣電阻與第三電阻并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R31，如下公式:
VR31= (R1+R2) XVR2 根據(jù)步驟1-1的測(cè)試方法，VR21也被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由上式得到VR3 1O
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)絕緣檢測(cè)控制方法，其特征在于，所述步驟2包括: 步驟2-1，如果VR4 > VR3，說明第四電阻>第三電阻，為了測(cè)試第三電阻，引入已知電阻值的第二絕緣電阻， 絕緣檢測(cè)控制器的第二開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第二開關(guān)接通，絕緣檢測(cè)控制器的第四場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第四場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通，絕緣檢測(cè)控制器的第三場(chǎng)效應(yīng)管控制端輸出高電平信號(hào)使第三場(chǎng)效應(yīng)管飽和導(dǎo)通；絕緣檢測(cè)控制器的第一開關(guān)控制端輸出信號(hào)使第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)，此時(shí)第二絕緣電阻與第四電阻并聯(lián)，設(shè)并聯(lián)為R41，如下式:
VR41= (R5+R6) XVR5 1^-RS, 根據(jù)步驟2-1使用的測(cè)試方法，VR51被絕緣檢測(cè)控制器測(cè)得，從而由上式式得到VR4 1O
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK104502712SQ201410636701
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】張興海, 熊代榮, 南富乾, 程波 申請(qǐng)人:重慶小康工業(yè)集團(tuán)股份有限公司