一種電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，包括低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器，第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器和采樣電路；采樣電路包括由第一電阻和第二電阻串聯(lián)而成的第一支路、由第三電阻和第四電阻串聯(lián)而成的第二支路和第五電阻，第一支路和第二支路的一端連接于高壓電池的兩電極，第一支路和第二支路的另一端并聯(lián)于第五電阻；第一運(yùn)算放大器的一輸入端連接于第一電阻與第二電阻的連接點(diǎn)，另一輸入端連接于第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)。本實(shí)用新型電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，可檢測電動(dòng)汽車的絕緣電阻以及判斷正負(fù)極之間是否短路。
【專利說明】
一種電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車安全檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)汽車高壓短路檢測
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市面上常見的電動(dòng)汽車絕緣監(jiān)測設(shè)備主要用母線端電壓法和低頻信號(hào)注入法兩種。專利CN203422422U、CN101158701A、CN101603986A均公開了一種基于母線端電壓法的高壓系統(tǒng)絕緣電阻的監(jiān)測系統(tǒng)，利用電橋法，通過高壓正負(fù)兩邊的繼電器開關(guān)的閉合關(guān)斷的3種組合狀態(tài)測量正負(fù)絕緣電阻值，母線端電壓法通過測量并入標(biāo)準(zhǔn)電阻前、后直流母線與電底盤之間的電壓，可計(jì)算得到系統(tǒng)的絕緣電阻值，但工作比較不可靠，對(duì)高壓系統(tǒng)要求較高(包括電壓值，穩(wěn)定性等)，不能響應(yīng)高壓電池內(nèi)部對(duì)地短接故障。專利CN102749562A公開了采用低頻信號(hào)法的測量方式，利用低頻信號(hào)測試并聯(lián)絕緣電阻值，低頻信號(hào)注入法在系統(tǒng)直流母線與底盤之間注入低頻交流信號(hào)，低頻信號(hào)可以自動(dòng)適應(yīng)系統(tǒng)漏電容和絕緣電阻的大小，測量精度較高，可靠性較高，對(duì)高壓系統(tǒng)要求低，但是存在只能測試并聯(lián)絕緣電阻值，不能測試高壓正負(fù)之間是否短路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，提供一種便于檢測絕緣電阻以及判斷高壓電池是否短路的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，包括低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、采樣電路和處理器單元；
[0006]所述低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器用于對(duì)汽車車殼注入低頻脈沖信號(hào)；
[0007]所述采樣電路包括由第一電阻和第二電阻串聯(lián)而成的第一支路、由第三電阻和第四電阻串聯(lián)而成的第二支路和第五電阻，所述第一支路的一端連接于電動(dòng)汽車高壓電池的一電極，第二支路的一端連接于所述高壓電池的另一電極，第一支路和第二支路的另一端并聯(lián)連接后連接第五電阻的一端，第五電阻的另一端接地；
[0008]所述第一運(yùn)算放大器的一輸入端連接于第一電阻與第二電阻的連接點(diǎn)，第一運(yùn)算放大器的另一輸入端連接于第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)，所述第二運(yùn)算放大器的一輸入端連接于第一支路與第二支路的并聯(lián)連接點(diǎn)，第二運(yùn)算放大器的另一輸入端連接于第二運(yùn)算放大器的輸出端；
[0009]所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器的輸出端分別連接于所述處理器單元。
[0010]進(jìn)一步的，還包括由第六電阻和第一開關(guān)繼電器串聯(lián)而成的第三支路，第三支路的一端連接于電動(dòng)汽車高壓電池的一極，另一端連接于車殼地。
[0011]進(jìn)一步的，所述處理器單元為單片機(jī)或DSP。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻的阻值相等。
[0013]進(jìn)一步的，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻的阻值允許誤差為I %。
[0014]進(jìn)一步的，所述低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓為±40V頻率為0.1Hz。
[0015]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置包括低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器，第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、采樣電路和處理器單元，根據(jù)所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器的輸出電壓不僅可得到電動(dòng)汽車車殼對(duì)高壓電池正負(fù)極絕緣電阻，還可判斷高壓正負(fù)之間是否出現(xiàn)短路故障現(xiàn)象，可以在高壓正負(fù)之間出現(xiàn)短路故障時(shí)阻止整車控制器上高壓造成安全事故。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置的電路原理圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施方式電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施方式電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置的電路原理圖。該電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置包括低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器(圖1中的低頻信號(hào))，第一運(yùn)算放大器U1、第二運(yùn)算放大器U2、采樣電路(圖1中的Rl?R4)和處理器單元(圖1中未體現(xiàn)出)。其中，Rvl為高壓電池負(fù)極對(duì)車殼虛擬電阻，Rv2為高壓電池正極對(duì)車殼虛擬電阻，Rvl、Rv2分別為高壓正負(fù)極對(duì)車殼絕緣電阻。
[0020]所述低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器用于對(duì)汽車車殼注入低頻脈沖信號(hào)，低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓為±40V頻率為0.1Hz;圖1中的箭頭方向?yàn)榈皖l信號(hào)流動(dòng)方向。
[0021]所述采樣電路包括由第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)而成的第一支路，由第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)而成的第二支路和第五電阻Rh，所述第一支路的一端連接于電動(dòng)汽車高壓電池的正極，第二支路的一端連接于所述高壓電池的負(fù)極，第一支路和第二支路的另一端并聯(lián)連接后連接第五電阻Rh，第五電阻Rh的另一端接地。
[0022]所述第一運(yùn)算放大器Ul的一輸入端連接于第一電阻Rl與第二電阻R2的連接點(diǎn)，第一運(yùn)算放大器Ul的另一輸入端連接于第三電阻R3和第四電阻R4的連接點(diǎn)；所述第二運(yùn)算放大器U2的一輸入端連接于第一支路與第二支路的并聯(lián)連接點(diǎn)，第二運(yùn)算放大器U2的另一輸入端連接于第二運(yùn)算放大器的輸出端；
[0023]所述第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2的輸出端分別連接于所述處理器單元。其中，所述處理器單元用于對(duì)第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2的輸出信號(hào)進(jìn)行分析處理，所述處理器單元為單片機(jī)或DSP。優(yōu)選的，所述第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2使用TI公司OPA系列精密運(yùn)算放大器。
[0024]在本實(shí)施方式中，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻的阻值相等，并且所述第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻為阻值允許誤差為1%的高精度電阻。
[0025]本實(shí)用新型電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置是基于低頻脈沖信號(hào)注入的絕緣檢測方法，其采用低頻脈沖信號(hào)注入檢測整車絕緣性能，當(dāng)脈沖信號(hào)注入時(shí)開始絕緣監(jiān)測，通過采集回路的電壓變化可以計(jì)算出高壓電池正負(fù)對(duì)車殼地的絕緣電阻，以及高壓電池正負(fù)極之間是否發(fā)生短路故障的檢測。
[0026]首先從低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器處產(chǎn)生一個(gè)低頻信號(hào)幅值為VI，通過連接線注入車殼地，圖1中的箭頭方向?yàn)榈皖l信號(hào)幅值的流動(dòng)方向，低頻脈沖信號(hào)通過虛擬電阻Rvl和Rv2導(dǎo)入到高壓電池的正負(fù)極上，再經(jīng)過R1、R2和R3、R4(此處4個(gè)電阻值相等)最后在Rh處進(jìn)行分壓，并采集電壓通過第二運(yùn)算放大器U2處理后進(jìn)入處理器單元，得到采樣電壓V2。
[0027]通過公式Rv={(Vl/V2)Rh-[(Rl+R2)*(R3+R4)]/[(Rl+R2) + (R3+R4)]-Rh}，可計(jì)算得到虛擬電阻Rvl和Rv2的電阻值即為絕緣電阻。通過圖1中第一運(yùn)算放大器Ul，可以對(duì)R1、R2的分壓V3及R3、R4的分壓V4進(jìn)行比較處理，如果出現(xiàn)高壓正負(fù)短路故障，則根據(jù)電壓原理會(huì)有V3 = V4，第一運(yùn)算放大器Ul的輸出為0，反之為任意不為零的數(shù)。
[0028]請(qǐng)參閱圖2，在另一實(shí)施方式中，所述電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置還包括了由第六電阻(圖2中的R6)和第一開關(guān)繼電器(圖2中的SI)串聯(lián)而成的第三支路，第三支路的一端連接于高壓負(fù)極，另一端連接于車殼地。在該實(shí)施方式中，為了防止當(dāng)Rvl與Rv2相等的時(shí)候出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤的問題，增加了第三支路，當(dāng)CPU采樣到Ul輸出為0(即出現(xiàn)短路故障)時(shí)，通過微處理器控制第一開關(guān)繼電器SI閉合，把第六電阻與Rvl虛擬電阻并聯(lián)，從而導(dǎo)致新的等效虛擬電阻Rvxl與虛擬電阻Rv2不相等，如果此時(shí)Ul采樣不為O則判斷，無短路故障，如果Ul采樣還是為O則判斷出現(xiàn)高壓正負(fù)極之間出現(xiàn)短路故障，因此通過第一運(yùn)算放大器Ul的輸出以判斷高壓正負(fù)之間是否出現(xiàn)短路故障現(xiàn)象，可以在高壓正負(fù)之間出現(xiàn)短路故障時(shí)阻止整車控制器上高壓造成安全事故。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效形狀或結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，包括低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、采樣電路和處理器單元； 所述低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器用于對(duì)汽車車殼注入低頻脈沖信號(hào)； 所述采樣電路包括由第一電阻和第二電阻串聯(lián)而成的第一支路、由第三電阻和第四電阻串聯(lián)而成的第二支路和第五電阻，所述第一支路的一端連接于電動(dòng)汽車高壓電池的一電極，第二支路的一端連接于所述高壓電池的另一電極，第一支路和第二支路的另一端并聯(lián)連接后連接第五電阻的一端，第五電阻的另一端接地； 所述第一運(yùn)算放大器的一輸入端連接于第一電阻與第二電阻的連接點(diǎn)，第一運(yùn)算放大器的另一輸入端連接于第三電阻和第四電阻的連接點(diǎn)，所述第二運(yùn)算放大器的一輸入端連接于第一支路與第二支路的并聯(lián)連接點(diǎn)，第二運(yùn)算放大器的另一輸入端連接于第二運(yùn)算放大器的輸出端； 所述第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器的輸出端分別連接于所述處理器單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，還包括由第六電阻和第一開關(guān)繼電器串聯(lián)而成的第三支路，第三支路的一端連接于電動(dòng)汽車高壓電池的一極，另一端連接于車殼地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，所述處理器單元為單片機(jī)或DSP。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻的阻值相等。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻的阻值允許誤差為I %。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓短路檢測裝置，其特征在于，所述低頻脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓為±40V頻率為0.1Hz。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK205643518SQ201620512293
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】戴少洪, 雷學(xué)國, 陳華聰
【申請(qǐng)人】福建萬潤新能源科技有限公司