一種電池組絕緣檢測裝置及其絕緣檢測方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電池組絕緣檢測裝置及其絕緣檢測方法。
【背景技術】
[0002]隨著全國新能源行業(yè)的快速發(fā)展，為滿足市場需求，各領域對鋰電池電源系統(tǒng)的能量等級和電壓等級要求也在逐步提高，目前鋰電池電源系統(tǒng)均具有成組特性，即電池系統(tǒng)中的核心部件為包括由若干個電池模塊串聯(lián)構成的電池組，即該電池組由η個電池模塊依次串聯(lián)構成，每個電池模塊由至少一個單體電池組成。面對高電壓、高能量密度的電池系統(tǒng)，因絕緣不良而引發(fā)的電池系統(tǒng)內(nèi)部故障也最為常見，由其引發(fā)的內(nèi)部放電、內(nèi)部短路帶來的危害也最大，因此如何提高其使用安全性，實現(xiàn)絕緣狀態(tài)的自動巡檢、自動排查、自動預警及自動保護等功能，對系統(tǒng)整體使用的安全性、可靠性及穩(wěn)定性均具有不可替代的重要意義。
[0003]而實現(xiàn)這一保護功能的核心部件為其絕緣檢測單元。目前常規(guī)成組的動力電池系統(tǒng)，多采用在系統(tǒng)主正、主負部分設置絕緣檢測裝置，來實現(xiàn)系統(tǒng)的絕緣檢測，比如申請?zhí)枮?01120521255.4的中國專利申請公開了一種電動車動力電池系統(tǒng)的絕緣檢測儀，該檢測儀能夠獲取電池系統(tǒng)的絕緣電阻值。該檢測儀可在系統(tǒng)任意點發(fā)生絕緣不良時，及時上傳故障信息，便于遠端監(jiān)控，但該方式無法準確判定電池組內(nèi)部的絕緣故障部位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種電池組絕緣檢測裝置，用以解決傳統(tǒng)的絕緣檢測裝置無法確定絕緣故障部位的問題。本發(fā)明同時提供一種電池組絕緣檢測方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種電池組絕緣檢測裝置，該電池組由η個電池模塊依次串聯(lián)構成，該絕緣檢測裝置包括控制器和與電池模塊一一對應的絕緣檢測模塊，絕緣檢測模塊的信號輸入端連接對應電池模塊的正負極，所述絕緣檢測模塊輸出連接到所述控制器的信號輸入端。
[0006]所述絕緣檢測模塊包括正極信號輸入端、負極信號輸入端、正極電流互感器、負極電流互感器和運算單元，所述正極信號輸入端用于連接對應電池模塊的正極，所述負極信號輸入端用于連接對應電池模塊的負極;所述絕緣檢測模塊包括兩條檢測線路，第一檢測線路上串設有正極檢測電阻和所述正極電流互感器，第二檢測線路上串設有負極檢測電阻和所述負極電流互感器，所述第一檢測線路的一端為所述正極信號輸入端，所述第二檢測線路的一端為所述負極信號輸入端，所述第一檢測線路的另一端連接所述第二檢測線路的另一端，并連接接地極;所述正極電流互感器和負極電流互感器的信號輸出端連接所述運算單元，所述運算單元用于對采集到的電流信息進行比較，所述運算單元輸出連接所述控制器的信號輸入端。
[0007]所述絕緣檢測裝置還包括一個用于檢測整個電池組絕緣情況的主回路絕緣檢測單元，所述主回路絕緣檢測單元包括主回路運算單元，第一個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的負極電流互感器的信號輸出端連接所述主回路運算單元，第η個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的正極電流互感器的信號輸出端連接所述主回路運算單元，所述主回路運算單元用于對采集到的電流信息進行比較，所述主回路運算單元輸出連接所述控制器的信號輸入端。
[0008]所述絕緣檢測裝置還包括串設在相鄰電池模塊之間的連接線路上的控制開關，所述控制器控制連接所述控制開關。
[0009]所述控制器為BMS。
[0010]所有的絕緣檢測模塊共用一個接地極。
[0011]—種上述電池組絕緣檢測裝置的電池組絕緣檢測方法，該檢測方法包括以下步驟:
[0012](I)、對于任意一個電池模塊，采集該電池模塊對應的正極檢測電阻上和負極檢測電阻上的電流值；
[0013](2)、比較采集到的兩個電流值，當該電池模塊對應的正極檢測電阻上的電流值與該電池模塊對應的負極檢測電阻上的電流值之間的誤差值大于設定的第一比較閾值時，判定該電池模塊絕緣不良。
[0014]在所述步驟(I)之前，所述檢測方法還包括以下步驟:
[0015]I)、對于整個電池組，采集第一個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的負極檢測電阻上的電流值，以及第η個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的正極檢測電阻上的電流值；
[0016]2)、比較采集到的兩個電流值，當所述第一個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的負極檢測電阻上的電流值與所述第η個電池模塊對應的絕緣檢測模塊中的正極檢測電阻上的電流值之間的誤差值大于設定的第二比較閾值時，進行所述步驟(I)。
[0017]本發(fā)明提供的電池組絕緣檢測裝置中，包括多個絕緣檢測模塊，絕緣檢測模塊的個數(shù)與電池模塊的個數(shù)相同，并且兩者一一對應，每一個絕緣檢測模塊的信號輸入端連接對應電池模塊的正負極，能夠檢測出對應電池模塊的絕緣狀況，所以，該檢測裝置能夠檢測出所有的電池模塊的絕緣情況，進而能夠準確得出該電池組內(nèi)的哪一個電池模塊出現(xiàn)了絕緣故障，所以，該絕緣檢測裝置能夠與準確判定電池組內(nèi)部的絕緣故障部位，為后續(xù)的故障檢修以及故障排除打下基礎，確保電池組使用的安全型、可靠性和經(jīng)濟性。
[0018]本發(fā)明提供的電池組絕緣檢測方法，對于任意一個電池模塊，首先，采集該電池模塊對應的正極檢測電阻上和負極檢測電阻上的電流值;然后，比較采集到的兩個電流值，當這兩個電流值之間的誤差大于設定的第一比較閾值時，判定該電池模塊絕緣不良。該方法步驟簡單，涉及到的檢測參數(shù)較少，并且能夠準確地檢測出電池組中的各個電池模塊的絕緣情況。
【附圖說明】
[0019]圖1是電源系統(tǒng)的整體架構圖；
[0020]圖2是絕緣檢測裝置與電池組之間的連接示意圖；
[0021 ]圖3是絕緣檢測模塊的結構示意圖；
[0022]圖4是絕緣檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提供的電源系統(tǒng)包括電池組和電池組絕緣檢測裝置，其中，電池組的布置方式與現(xiàn)有的常規(guī)布置方式相同，由若干個依次串聯(lián)的電池模塊組成，每個電池模塊由一個或者多個單體電池組成。電池模塊的配置可根據(jù)實際需要進行靈活設置。由于電池組屬于常規(guī)技術，這里不做贅述，本實施例中，單體電池以具有代表性的鋰電池為例，并且該電池組由η個電池模塊組成；以下對電池組絕緣檢測裝置進行重點說明。
[0025]如圖2所示，電池組絕緣檢測裝置包括η個絕緣檢測模塊，絕緣檢測模塊與電池模塊之間一一對應，每一個絕緣檢測模塊的信號輸入端連接對應電池模塊的正負極，圖2中，絕緣檢測模塊I與電池模塊I連接，絕緣檢測模塊2與電池模塊2連接……絕緣檢測模塊η與電池模塊η連接;η個絕緣檢測模塊的輸出端均連接到BMS的信號輸入端。每個絕緣檢測模塊檢測對應電池模塊的絕緣狀態(tài)，并將檢測得到的信息傳輸給BMS，BMS進行后續(xù)的處理。
[0026]η個絕緣檢測模塊的結構相同，如圖3所示，對于任意一個絕緣檢測模塊，該絕緣檢測模塊包括正極信號輸入端、負極信號輸入端、正極電流互感器、負極電流互感器和運算單元，正極信號輸入端用于連接對應電池模塊的正極，負極信號輸入端用于連接對應電池模塊的負極;絕緣檢測模塊包括兩條檢測線路，第一檢測線路上串設有正極檢測電阻和正極電流互感器，第二檢測線路上串設有負極檢測電阻和負極電流互感器，第一檢測線路的一端為正極信號輸入端，第二檢測線路的一端為負極信號輸入端，第一檢測線路的另一端連接第二檢測線路的另一端，并連接接地極;正極電流互感器用于采集正極檢測電阻上的電流，負極電流互感器用于采集負極檢測電阻上的電流，正極電流互感器和負極電流互感器的信號輸出端連接對應運算單元的信號輸入端。η個絕緣檢測模塊就對應有η個運算單元，這η個運算單元均輸出連接到BMS上的對應的信號輸入端。從圖3中能夠看出，η個絕緣檢測模塊還可以共用一個接地極。
[0027]另外，BMS還與整車控制器進行通信連接，方便信息的上傳。
[0028]對于其中任意一個絕緣檢測模塊，運算單元用于對采集到的電流信息進行比較處理，當系統(tǒng)因各類原因發(fā)生絕緣不良時，會出現(xiàn)流過正負檢測電阻的電流不相等的情況。運算單元計算出正負檢測電阻上的電