一种车载高压绝缘检测装置及方法制造方法及图纸

一种车载高压绝缘检测装置，包括MCU单元、高压绝缘检测电路、高压诊断电路以及隔离CAN单元；所述隔离CAN单元、高压绝缘检测电路和高压诊断电路均与MCU单元连接；所述高压绝缘检测电路连接在待检测电池包的两端；所述高压诊断电路连接在待检测高压器件的两端；MCU单元采集待检测电池包和/或待检测高压器件的电压，通过隔离CAN单元传输至BMS主控单元。

【技术实现步骤摘要】
一种车载高压绝缘检测装置及方法
本专利技术涉及车载电池检测领域，特别涉及一种车载高压绝缘检测装置及方法。
技术介绍
由于在电动汽车中汽车的动力来源是动力电池，它与传统的汽车不同的是采用300V到700V不等的高压，为整车动力系统及空调等系统供电。从电安全考虑，高压系统必须与低压系统(含车身)做电气隔离，并有绝缘性能的国标要求。如果高低压系统的绝缘性能下降，会对整车和驾乘人员造成身体伤害，因此对动力电池进行高压采样与高压部件的诊断、以及整车绝缘电阻的采样具有重要的意义。目前在动力电池管理系统的设计中主要包括温度、单体电压、电池包总压、总电流、绝缘电阻等功能模块设计，对上述电路的设计以及车辆静止或者行驶过程中上述参数的采集，以及相关的高压部件的诊断，直接关系到汽车的安全行驶和驾乘人员的安全，因此BMS设计中保证采样数据的准确性显得尤为重要。现有技术存在的问题包括:单一功能，只能实现电流或绝缘电阻或电压采样；没有编码输出功能，需要BMS主控单元做二次判断或者计算；功能分散，需要考虑安装、设计、维修等多方面的因素，或者功能集中于BMS主控单元，造成BMS主控单元设计成本过高，电路复杂、高低压共存于一块电路板上，存在着一定的安全隐患。对绝缘电阻的测量和高压检测的多是集成于BMS主控板上，或者采用独立单元测量时只有绝缘电阻检测没有其他的功能，如CN201710316037.9,《一种电动汽车电池组绝缘电阻检测系统、方法和电动汽车》方案中只给出了绝缘电阻的测量方法，且该方法是集成于主控单元中，没有诊断、通信、编码等多重功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在不足，主要将电池系统高压采集、高压部件电压采集诊断、绝缘电阻检测集中到一个装置中，具有校正、能编码输出高压系统状态、故障诊断等功能，提供了一种车载高压绝缘检测装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车载高压绝缘检测装置，包括MCU单元、高压绝缘检测电路、高压诊断电路以及隔离CAN单元；所述隔离CAN单元、高压绝缘检测电路和高压诊断电路均与MCU单元连接；所述高压绝缘检测电路连接在待检测电池包的两端；所述高压诊断电路连接在待检测高压器件的两端；MCU单元采集待检测电池包和/或待检测高压器件的电压，通过隔离CAN单元传输至BMS主控单元。作为优选，所述高压绝缘检测电路，包括：第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第六开关K6、第七开关K7、第一电阻R1、第二电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一采样电阻Rs、第一绝缘电阻Rp以及第二绝缘电阻Rn；所述第一绝缘电阻Rp第一端与待检测电池包第一端、第一电阻R1第一端、电阻R2第一端连接，第二开关K2第一端与第一电阻R1第二端连接，第三开关K3第一端与电阻R2第二端连接，第一开关K1第一端与第二开关K2第二端、第三开关K3第二端、第二电阻R1第一端、电阻R3第一端连接，第一开关K1第二端与第一绝缘电阻Rp第二端、第二绝缘电阻Rn第一端连接并与地连接，第二电阻R1第二端与第六开关K6第一端连接，电阻R3第二端与第七开关K7第一端连接，第六开关K6第二端与第七开关K7第二端、第一采样电阻Rs第一端连接，第一采样电阻Rs第二端与第二绝缘电阻Rn第二端、待检测电池包第二端连接。作为优选，所述高压诊断电路，包括：第三电阻R1、第四电阻R1、第四开关K4、第五开关K5以及第二采样电阻Rs；所述第三电阻R1第一端与待检测高压器件第一端、待检测电池包第一端连接，第四电阻R1第一端与待检测高压器件第二端连接，第三电阻R1第二端与第四开关K4第一端连接，第四电阻R1第二端与第五开关K5第一端连接，第四开关K4第二端与第五开关K5第二端、第二采样电阻Rs第一端连接，第二采样电阻Rs第二端与待检测电池包第二端连接并接地。作为优选，一种车载高压绝缘检测方法，适用于所述的一种车载高压绝缘检测装置，其特征在于，检测电池包电压的方法为：通过MCU单元控制第一开关K1、第三开关K3、第七开关K7断开，第二开关K2、第六开关K6闭合，获得第一采样电阻Rs两端的电压Us，计算得到待检测电池包的电压VBAT，VBAT＝Us*(2*R1+Rs)/Rs。作为优选，检测第一绝缘电阻Rp和第二绝缘电阻Rn的方法，包括：步骤1：通过MCU单元控制第一开关K1、第三开关K3、第七开关K7断开，第二开关K2、第六开关K6闭合，获得第一采样电阻Rs两端的电压Uz；步骤2：控制第一开关K1、第二开关K2、第六开关K6闭合，第三开关K3、第七开关K7断开，获得第一采样电阻Rs两端的电压Ua；步骤3：根据步骤1和步骤2得到第一绝缘电阻Rp的阻值：步骤4：通过MCU单元控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3断开、第六开关K6闭合，第七开关K7断开，获得第一采样电阻Rs两端的电压Ub；步骤5：根据步骤1和步骤4得到第一绝缘电阻Rp的阻值：步骤6：根据步骤3和步骤5得到：其中：Q1＝4*R1^2+Rs^2+4*R1*Rs)*Vz^2；Q2＝(R1^2+Rs^2+2*R1*Rs)*Va*Vb；Q3＝(-4*R1^2-Rs^2-4*R1*Rs)*Vb*Vz；Q4＝-(Rs^2+2*R1*Rs)*Va*Vz。作为优选，判断待检测高压器件好坏的方法，包括：步骤1：通过MCU单元控制开关K4闭合、K5断开，得到第二采样电阻Rs的采样电压：URs1＝V1*Rs/(R1+Rs)，从而得到待测电池包两端的电压V1＝URs1*(R1+Rs)/Rs；步骤2：通过MCU单元控制开关K5闭合、K4断开，得到第二采样电阻Rs的采样电压：URs2＝V2*Rs/(R1+Rs)，从而得到待测电池包两端的电压V2＝URs2*(R1+Rs)/Rs；步骤3：比较V1与V2，若|V1-V2|≤5V，，则待检测高压器件正常；否则，待检测高压器件正常损坏。本专利技术的实质性效果效果：(1)模块体积小安装方便，可以应用于不同的整车系统，适用性强；(2)将高压单元从BMS主控板上分离出来，保证了BMS主控板上全是低压器件，这样就不需要在主控板上做高压隔离，降低了设计难度，增强了系统的可靠性；(3)具备了高压采样状态编码输出、高压采样合理性判断、绝缘电阻合理性判断等多重功能，可以更快速的发现高压系统中的问题。附图说明图1为本专利技术的一种结构框图；图2为本专利技术的一种高压绝缘检测电路；图3为本专利技术的一种高压诊断电路；具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。一种车载高压绝缘检测装置，如图1所示，包括MCU单元、高压绝缘检测电路、高压诊断电路以及隔离CAN单元；所述隔离CAN单元、高压绝缘检测电路和高压诊断电路均与MCU单元连接；所述高压绝缘检测电路连接在待检测电池包的两端；所述高压诊断电路连接在待检测高压器件的两端；MCU单元采集待检测电池包和/或待检测高压器件的电压，通过隔离CAN单元传输至BMS主控单元。高压绝缘检测电路，如图2所示，包括：第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第六开关K6、第七开关K7、第一电阻R1、第二电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一采样电阻Rs、第一绝缘电阻Rp以及第二绝缘电阻Rn；所述第一绝缘电阻Rp第一端与待检测电池包第一端、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载高压绝缘检测装置，其特征在于，包括MCU单元、高压绝缘检测电路、高压诊断电路以及隔离CAN单元；所述隔离CAN单元、高压绝缘检测电路和高压诊断电路均与MCU单元连接；所述高压绝缘检测电路连接在待检测电池包的两端；所述高压诊断电路连接在待检测高压器件的两端；MCU单元采集待检测电池包和/或待检测高压器件的电压，通过隔离CAN单元传输至BMS主控单元。

【技术特征摘要】
1.一种车载高压绝缘检测装置，其特征在于，包括MCU单元、高压绝缘检测电路、高压诊断电路以及隔离CAN单元；所述隔离CAN单元、高压绝缘检测电路和高压诊断电路均与MCU单元连接；所述高压绝缘检测电路连接在待检测电池包的两端；所述高压诊断电路连接在待检测高压器件的两端；MCU单元采集待检测电池包和/或待检测高压器件的电压，通过隔离CAN单元传输至BMS主控单元。2.根据权利要求1所述的一种车载高压绝缘检测装置，其特征在于，所述高压绝缘检测电路，包括：第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第六开关K6、第七开关K7、第一电阻R1、第二电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一采样电阻Rs、第一绝缘电阻Rp以及第二绝缘电阻Rn；所述第一绝缘电阻Rp第一端与待检测电池包第一端、第一电阻R1第一端、电阻R2第一端连接，第二开关K2第一端与第一电阻R1第二端连接，第三开关K3第一端与电阻R2第二端连接，第一开关K1第一端与第二开关K2第二端、第三开关K3第二端、第二电阻R1第一端、电阻R3第一端连接，第一开关K1第二端与第一绝缘电阻Rp第二端、第二绝缘电阻Rn第一端连接并与地连接，第二电阻R1第二端与第六开关K6第一端连接，电阻R3第二端与第七开关K7第一端连接，第六开关K6第二端与第七开关K7第二端、第一采样电阻Rs第一端连接，第一采样电阻Rs第二端与第二绝缘电阻Rn第二端、待检测电池包第二端连接。3.根据权利要求1所述的一种车载高压绝缘检测装置，其特征在于，所述高压诊断电路，包括：第三电阻R1、第四电阻R1、第四开关K4、第五开关K5以及第二采样电阻Rs；所述第三电阻R1第一端与待检测高压器件第一端、待检测电池包第一端连接，第四电阻R1第一端与待检测高压器件第二端连接，第三电阻R1第二端与第四开关K4第一端连接，第四电阻R1第二端与第五开关K5第一端连接，第四开关K4第二端与第五开关K5第二端、第二采样电阻Rs第一端连接，第二采样电阻Rs第二端与待检测电池包第二端连接并接地。4.一种车载高压绝缘检测方法，适用于权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：施乾东，
申请(专利权)人：浙江零跑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33