本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池絕緣電阻檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前新能源電動(dòng)汽車發(fā)展迅速，因其可以替代油、氣等不可再生能源和緩解環(huán)境污染的問題，所以得到了越來越多的人的喜愛。但是隨著新能源電動(dòng)汽車的續(xù)航能力越來越強(qiáng)，電池組的電壓和容量也大大提高，現(xiàn)在電動(dòng)汽車的電池組電壓可以達(dá)到300V以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人體的安全電壓，可能會(huì)威脅到人身安全，所以電池組和車體之間的絕緣性能是一個(gè)重點(diǎn)問題。電動(dòng)汽車在運(yùn)行或充電過程中，由于工作環(huán)境比較復(fù)雜和惡劣，都可能會(huì)導(dǎo)致電池組和車體的絕緣性能降低，對(duì)人體造成危害。因此如何快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測絕緣電阻就非常重要。目前主要的絕緣電阻檢測方法有以下幾種：兆歐表法、無源接地法、輔助電源法、高壓注入法、平衡橋法和交流信號(hào)注入法等，現(xiàn)有的檢測絕緣電阻的方法要么檢測絕緣電阻值速度慢，精度低，要么和高壓電池組共地，操作和使用安全性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電池絕緣電阻檢測設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測絕緣電阻速度慢，精度低，操作安全性低的問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電池絕緣電阻檢測設(shè)備，其特征在于，所述電池絕緣電阻檢測設(shè)備包括：

脈沖信號(hào)注入電路、差分放大電路和單片機(jī)；

所述脈沖信號(hào)注入電路分別與所述單片機(jī)、所述差分放大電路、待測絕緣電阻、電池電性連接；

所述差分放大電路與所述單片機(jī)電性連接；

所述待測絕緣電阻與所述電池電性連接。

進(jìn)一步地，所述脈沖信號(hào)注入電路包括：

電壓產(chǎn)生器、第一電阻、第二電阻及第三電阻；

所述待測絕緣電阻包括：

并聯(lián)的第一絕緣電阻和第二絕緣電阻；

所述第一絕緣電阻的第一端分別與所述電池的正極、所述第一電阻的第一端電性連接，第二端與所述電壓產(chǎn)生器的第一端電性連接；

所述第二絕緣電阻的第一端分別與所述電池的負(fù)極、所述第二電阻的第一端電性連接，第二端與所述電壓產(chǎn)生器的第一端電性連接；

所述電壓產(chǎn)生器的第二端接地；

所述第三電阻的第一端接地，第二端分別與所述第一電阻的第二端、所述第二電阻的第二端、所述差分放大電路電性連接；

所述電壓產(chǎn)生器還與所述單片機(jī)電性連接，用于根據(jù)所述單片機(jī)發(fā)送的指令產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓。

進(jìn)一步地，所述差分放大電路包括：

第一運(yùn)算放大器、開關(guān)、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻；

則所述第三電阻的第二端與所述差分放大電路電性連接，包括：

所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端電性連接，所述第三電阻的第二端還通過所述開關(guān)與所述第五電阻的第一端電性連接；

所述第四電阻的第一端通過所述第一電容接地，所述第五電阻的第一端通過所述第二電容接地；所述開關(guān)與所述單片機(jī)電性連接；

所述第一運(yùn)算放大器的同向輸入端通過所述第六電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的同向輸入端還與所述第四電阻的第二端電性連接，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端分別與所述第五電阻的第二端、所述第七電阻的第一端、所述第三電容的第一端電性連接，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端分別與所述第七電阻的第二端、所述第三電容的第二端、所述第八電阻的第一端電性連接；

所述第八電阻的第二端與所述單片機(jī)電性連接，所述第八電阻的第二端還通過所述第四電容接地。

進(jìn)一步地，所述電池絕緣電阻檢測設(shè)備還包括：隔離電路；

則所述脈沖信號(hào)注入電路與所述差分放大電路電性連接，包括：

所述脈沖信號(hào)注入電路通過所述隔離電路與所述差分放大電路電性連接；

所述隔離電路包括：

第二運(yùn)算放大器和第九電阻；

則所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端電性連接，所述第三電阻的第二端還通過所述開關(guān)與所述第五電阻的第一端電性連接，包括：

所述第三電阻的第二端通過所述第九電阻與所述第二運(yùn)算放大器的同向輸入端電性連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端分別與所述第二運(yùn)算放大器的反向輸入端、所述第四電阻的第一端電性連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端還通過所述開關(guān)與所述第五電阻的第一端電性連接。

進(jìn)一步地，所述絕緣電阻檢測設(shè)備還包括：采樣保護(hù)電路；

所述采樣保護(hù)電路與所述差分放大電路電性連接；

所述采樣保護(hù)電路包括：

第一二極管、第二二極管及電源；

所述第一二極管的輸入端接地，輸出端分別與所述第二二極管的輸入端、所述第八電阻的第二端電性連接；

所述第二二極管的輸出端與所述電源電性連接。

從上述本實(shí)用新型實(shí)施例可知，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用正電壓和零伏脈沖電壓產(chǎn)生并配合差分放大電路的方案，可以濾除電池組的直流偏置電壓，直接采樣到純交流電壓，電路設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用，采樣速度快，采樣到的純交流電壓值可以直接參與運(yùn)算，快速、準(zhǔn)確的得到電池的絕緣電阻值。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖；

圖3和圖4是圖2中的脈沖信號(hào)注入電路101、待測絕緣電阻及電池組成的電路分解后得到的等效電路圖；

圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使得本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)用新型目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。圖1示例的電池絕緣電阻檢測設(shè)備1，主要包括：

脈沖信號(hào)注入電路101、差分放大電路102和單片機(jī)103。

脈沖信號(hào)注入電路101分別與單片機(jī)103、差分放大電路102、待測絕緣電阻2、電池3電性連接；

差分放大電路102還與單片機(jī)103電性連接；

待測絕緣電阻2與電池3電性連接。

圖2是圖1所示第一實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖。其中，脈沖信號(hào)注入電路101包括：

電壓產(chǎn)生器1011、第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3。

差分放大電路102包括：

第一運(yùn)算放大器U1A、開關(guān)SW1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8。

待測絕緣電阻R_pn包括：

并聯(lián)的第一絕緣電阻R_p和第二絕緣電阻R_n。

第一絕緣電阻R_p的第一端分別與電池的正極、第一電阻R1的第一端電性連接，第二端與電壓產(chǎn)生器1011的第一端電性連接。第二絕緣電阻R_n的第一端分別與電池的負(fù)極、第二電阻R2的第一端電性連接，第二端與電壓產(chǎn)生器1011的第一端電性連接。電壓產(chǎn)生器1011的第二端接地，電壓產(chǎn)生器1011還與單片機(jī)103電性連接，用于根據(jù)單片機(jī)103發(fā)送的指令產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓。第三電阻R3的第一端接地，第二端分別與第一電阻R1的第二端、第二電阻R2的第二端、第四電阻R4的第一端電性連接，第三電阻R3的第二端還通過開關(guān)SW1與第五電阻R5的第一端電性連接。第四電阻R4的第一端通過第一電容C1接地，第五電阻R5的第一端通過第二電容C2接地，開關(guān)SW1與單片機(jī)103電性連接。第一運(yùn)算放大器U1A的同向輸入端通過第6電阻R6接地，第一運(yùn)算放大器U1A的同向輸入端還與第四電阻R4的第二端電性連接，第一運(yùn)算放大器U1A的反相輸入端分別與第五電阻R5的第二端、第七電阻R7的第一端、第三電容C3的第一端電性連接，第一運(yùn)算放大器U1A的輸出端分別與第七電阻R7的第二端、第三電容C3的第二端、第八電阻R8的第一端電性連接。第八電阻R8的第二端與單片機(jī)103電性連接，第八電阻的第二端還通過第四電容C4接地。

需要說明的是，單片機(jī)103分別與電壓產(chǎn)生器1011、開關(guān)SW1及第八電阻R8的第二端電性連接(在圖中未示出)，用于控制電壓產(chǎn)生器1011產(chǎn)生正電壓Vin或0V電壓，其中Vin可取50V，還用于控制開關(guān)SW1的通斷，還用于采集第四電容C4兩端的電壓。

由疊加原理可知，圖2中的脈沖信號(hào)注入電路101、待測絕緣電阻及電池組成的電路圖可以分解為圖3和圖4，即圖3和圖4是圖2中的脈沖信號(hào)注入電路101、待測絕緣電阻及電池組成的電路分解后得到的等效電路圖。

圖3中包括電壓產(chǎn)生器1011、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一絕緣電阻R_p及第二絕緣電阻R_n。第一絕緣電阻R_p的第一端分別與第一電阻R1的第一端、第二電阻R2的第一端、第二絕緣電阻R_n的第一端電性連接，第一絕緣電阻R_p的第二端分別與電壓產(chǎn)生器1011的第一端、第二絕緣電阻R_n的第二端電性連接。電壓產(chǎn)生器1011的第二端接地。第三電阻R3的第一端接地，第二端分別與第一電阻R1的第二端、第二電阻R2的第二端電性連接。

圖4中包括電池3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一絕緣電阻R_p及第二絕緣電阻R_n。第一絕緣電阻R_p的第一端分別與第三電阻R3的第一端、第二絕緣電阻R_n的第一端電性連接，第二端與電池3的正極電性連接。第一電阻R1的第一端分別與第三電阻R3的第二端、第二電阻R2的第一端電性連接，第二端與電池3的正極電性連接。電池3的負(fù)極分別與第二絕緣電阻R_n的第二端、第二電阻R2的第二端電性連接。

設(shè)圖2中第三電阻R3兩端電壓為V1，圖3中第三電阻R3兩端電壓為V2，圖4中第三電阻R3兩端電壓為V3，則V1＝V2+V3。其中，V2為純交流電壓，V3為直流偏置電壓。由圖3可知，當(dāng)電壓產(chǎn)生器1011輸出電壓為正電壓Vin時(shí)，其中R12為第一電阻R1和第二電阻R2的并聯(lián)電阻，即可得待測絕緣電阻由于Vin、R1、R2、R3的值均為已知，則如果知道V2的值就可以求出電池絕緣電阻R_pn的值。

當(dāng)單片機(jī)103控制開關(guān)SW1閉合，且控制電壓產(chǎn)生器1011產(chǎn)生0V電壓時(shí)，第一電容C1兩端電壓V4等于第二電容C2兩端電壓V5等于直流偏置電壓V3，即V4＝V5＝V3，由于此時(shí)第一運(yùn)算放大器U1A同向輸入端和反向輸入端電位相同，則單片機(jī)103采集的第四電容C4兩端的電壓值為零，即V_采樣＝0。

當(dāng)單片機(jī)103控制開關(guān)SW1斷開，且控制電壓產(chǎn)生器1011產(chǎn)生電壓值為Vin的正電壓時(shí)，第一電容C1兩端電壓V4等于電壓的交流量V2與電池組直流偏置電壓V3之和，即V4＝V2+V3，第二電容C2兩端電壓V5等于電池組直流偏置電壓V3，即V5＝V3。經(jīng)過第一運(yùn)算放大器U1A的差分運(yùn)算，此時(shí)第四電容C4兩端的電壓V_采樣為第一電容C1兩端電壓V4與第二電容C2兩端電壓V5之差，即V_采樣＝V4-V5＝V2+V3-V3＝V2。因此，當(dāng)單片機(jī)103控制開關(guān)SW1斷開，且控制電壓產(chǎn)生器1011產(chǎn)生電壓值為Vin的正電壓時(shí)，單片機(jī)103采集的第四電容C4兩端的電壓值V_采樣等于電壓的交流量V2。根據(jù)此時(shí)單片機(jī)103采集的第四電容C4兩端的電壓值V_采樣、此時(shí)的V_采樣＝V2以及公式求得待測絕緣電阻R_pn的值。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用正電壓和零伏脈沖電壓產(chǎn)生并配合差分放大電路的方案，可以濾除電池組的直流偏置電壓，直接采樣到純交流電壓，電路設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用，采樣速度快，采樣到的純交流電壓值可以直接參與運(yùn)算，快速、準(zhǔn)確的得到電池的絕緣電阻值。

請(qǐng)參閱圖5，圖5是在圖1實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖的基礎(chǔ)上，增加了隔離電路104和采樣保護(hù)電路105，圖5示例的電池絕緣電阻檢測設(shè)備1，主要包括：

脈沖信號(hào)注入電路101、差分放大電路102、單片機(jī)103、隔離電路104及采樣保護(hù)電路105。

脈沖信號(hào)注入電路101分別與單片機(jī)103、待測絕緣電阻2、電池3電性連接，脈沖信號(hào)注入電路101還通過隔離電路104與差分放大電路102電性連接。

差分放大電路102還與單片機(jī)103及采樣保護(hù)電路105電性連接；

待測絕緣電阻2與電池3電性連接。

圖6是圖5所示第二實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖，即在圖2提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖的基礎(chǔ)上增加了第二運(yùn)算放大器U2A、第九電阻R9、第一二極管D1、第二二極管D2及電源VCC。其中，第二運(yùn)算放大器U2A和第九電阻R9構(gòu)成了圖5中的隔離電路104，第一二極管D1、第二二極管D2及電源VCC構(gòu)成了圖5中的采樣保護(hù)電路105。

本實(shí)施例將第一實(shí)施例的電路圖中的第三電阻R3的第二端與第四電阻R4的第一端電性連接，第三電阻R3的第二端還通過開關(guān)SW1與第五電阻R5的第一端電性連接，替換為：

第三電阻R3的第二端通過第九電阻R9與第二運(yùn)算放大器U2A的同向輸入端電性連接，第二運(yùn)算放大器U2A的輸出端分別與第二運(yùn)算放大器U2A的反向輸入端、第四電阻R4的第一端電性連接，第二運(yùn)算放大器U2A的輸出端還通過開關(guān)SW1與第五電阻R5的第一端電性連接。

隔離電路104，用于隔離脈沖信號(hào)注入電路101和差分放大電路102，防止產(chǎn)生等效電阻，影響檢測結(jié)果。

相較于第一實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的電路圖，本實(shí)施例還包括：

第一二極管D1的輸入端接地，輸出端分別與第二二極管D2的輸入端、第八電阻R8的第二端電性連接，第二二極管D2的輸出端與電源VCC電性連接。

采樣保護(hù)電路105，用于保護(hù)采集第四電容C4兩端電壓的單片機(jī)103在采集電壓時(shí)的安全性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用正電壓和零伏脈沖電壓產(chǎn)生并配合差分放大電路的方案，可以濾除電池組的直流偏置電壓，直接采樣到純交流電壓，電路設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用，采樣速度快，采樣到的純交流電壓值可以直接參與運(yùn)算，快速、準(zhǔn)確的得到電池的絕緣電阻值。

在上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。

以上為對(duì)本實(shí)用新型所提供的電池絕緣電阻檢測設(shè)備的描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。