一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了储能电池绝缘电阻技术领域的一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，旨在解决现有技术中电池簇绝缘电阻监测功能相互干扰，测量精度低，操作和使用安全性低的技术问题，包括单片机、正极直流接触器连接电池簇的正极母线主接触器、负极直流接触器连接电池簇的负极母线主接触器、正极绝缘开关电路和负极绝缘开关电路连接待监测绝缘电阻；单片机连接定时器和采样电路、单片机连接电池簇管理单元。避免了电池簇绝缘电阻监测装置与PCS系统同时接入造成的相互干扰，测量精度低，操作和使用安全性低的技术问题，可以更灵活配置绝缘电阻测量功能。

【技术实现步骤摘要】
一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置
本技术属于储能电池绝缘电阻
，具体涉及一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置。
技术介绍
在储能电站电池系统投运后，由于锂离子电池簇电压一般都在几百伏以上，如果发生意外漏电的情况，绝缘电阻低不仅威胁着现场技术人员的安全，而且会严重影锂离子电池的使用寿命。因此，绝缘电阻检测是储能电站必不可少的一项功能。传统的锂离子电池绝缘电阻检测多采用电阻测量法或电桥测量法，此类方法不具备电池簇绝缘电阻监测投退功能，长时间接入测量电阻，降低了系统绝缘性，增加了电池损耗；且当PCS投入后，电池簇绝缘电阻监测装置和电池管理系统仍旧连接在一起，操作和使用安全性低，可能影响PCS系统对电池簇绝缘电阻的测量结果，导致无法精确测量出电池簇的漏电程度。从而无法为电池管理系统提供更加详细准确的绝缘信息，这无疑增加了电池系统的安全隐患，也不利于整个储能电池行业的推广。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，以解决现有技术中电池簇绝缘电阻监测功能相互干扰，测量精度低，操作和使用安全性低的技术问题。为达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，包括单片机，所述单片机连接正极直流接触器、负极直流接触器、正极绝缘开关电路、负极绝缘开关电路；所述正极直流接触器连接电池簇的正极母线主接触器，采集正极母线主接触器的位置信息；所述负极直流接触器连接电池簇的负极母线主接触器，采集负极母线主接触器的位置信息；所述正极绝缘开关电路和所述负极绝缘开关电路连接待监测绝缘电阻，测量计算绝缘电阻所需的电气量数据；所述单片机连接电池簇管理单元，将计算所得的绝缘电阻值上传至电池簇管理单元。所述单片机连接定时器，定时测量电池簇绝缘电阻。所述正极绝缘开关电路包括正极分压电路、所述正极分压电路连接正极继电器，所述正极继电器连接正极隔离光耦。所述正极隔离光耦连接所述单片机的其中一路GPIO。所述负极绝缘开关电路包括负极分压电路、所述负极分压电路连接负极继电器，所述负极继电器连接负极隔离光耦。所述负极隔离光耦连接所述单片机的其中一路GPIO。所述单片机还包括CAN通信模块。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果：（1）本技术通过正负极母线主接触器状态自动投退电池簇绝缘电阻监测装置，避免了电池簇绝缘电阻监测装置与PCS系统同时接入造成的相互干扰，测量精度低，操作和使用安全性低的技术问题，可以更灵活配置绝缘电阻测量功能；（2）本技术通过定时器定时测量绝缘电阻，不需要长时间接入测量电阻，保护系统绝缘性，降低电池损耗。附图说明图1是本技术实施例提供的一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置的电路图；图3是本技术实施例提供的一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置的单片机引脚驱动正极继电器触点电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。如图1所示，电池簇绝缘电阻监测装置包括单片机，单片机连接正、负极直流接触器，通过正、负极直流接触器连接电池簇的正、负极母线主接触器，并实现与正、负极母线主接触器联动，当正、负极母线主接触器闭合时，电池簇绝缘电阻监测装置被退出，此时，电池簇投入了PCS系统，电池簇和PCS系统配合工作，电池簇绝缘电阻由PCS系统监测；当正、负极母线主接触器断开时，电池簇绝缘电阻监测装置被投入，此时，电池簇和PCS系统分离，电池簇绝缘电阻监测装置对电池簇的绝缘电阻进行监测。单片机连接正、负极绝缘开关电路并通过正、负极绝缘开关电路采集计算绝缘电阻所需的电气量数据。单片机连接电池簇管理单元并将计算得到的绝缘电阻值通过单片机的CAN通信模块，以CAN报文的形式上传给电池簇管理单元，供电池簇管理系统使用。本实施例中，正、负极直流接触器和正、负极绝缘开关电路均安装于电池簇高压配电箱内部，正、负极直流接触器可直接与电池簇高压配电箱内部的正、负极母线主接触器连接，实现电池簇绝缘电阻监测装置的投退与正、负极母线主接触器动作的联动，即正、负极母线主接触器闭合时，电池簇绝缘电阻监测装置被退出；正、负极母线主接触器断开时，电池簇绝缘电阻监测装置被投入。单片机还连接定时器，定时器可按照设定周期自动启动单片机的测量程序，不测量时处于休眠状态，避免长时间接入测量电阻，降低系统绝缘性，增加电池损耗。如图2所示，虚线框内代表电池簇模型，Vb为电池簇电压，Rp和Rn分别代表正、负极母线对地绝缘电阻，为待监测的绝缘电阻；虚线框外是构建的绝缘电阻测量电路，R0为配合测量用的已知标准电阻，S1、S2分别是正极继电器、负极继电器的7、8脚构成的回路，电阻R1和R2、R3和R4为分压采样电阻，Vp为正对地电压，Vn为地对负电压。需要说明的是，标准电阻R0的精确程度直接影响最终绝缘电阻计算结果的精度，因此需要选用高精度、低温漂的精密电阻。标准电阻阻值选取可以根据国标推荐方法，依据电池的标称电压计算，在100Ω/V～500Ω/V之间选择。正极母线对地绝缘电阻Rp的第一端与电池簇正极、正极继电器的7脚、第一分压电阻R1的第一端连接；Rp第二端与地、标准电阻R0的第一端、负极母线对地绝缘电阻Rn第一端连接。R0的第二端与正极继电器8脚、负极继电器7脚连接。负极母线对地绝缘电阻Rn的第一端与地、正极母线对地绝缘电阻Rp第二端、标准电阻R0第一端连接；Rn第二端与电池簇负极、负极继电器8脚、第二分压电阻R4第二端连接。第一分压电阻R1的第二端与第一采样电阻R2的第一端连接，第一采样电阻R2的第二端与地、第二采样电阻R3的第一端连接，第二采样电阻R3的第二端与第二分压电阻R4第一端连接。第二分压电阻R4的第二端与负极继电器的8脚、负母线对地绝缘电阻第二端、电池簇负极连接。需要说明的是，单片机的ADC采样管脚与第一采样电阻R2两端、第二采样电阻R3两端连接，分压电阻R1与R4为大阻值电阻，采样电阻R2与R3为小阻值电阻，通过单片机ADC模块分别测量R2和R3两端的电压为V2、V3。进一步，R1、R4为大阻值电阻，R2、R3为小阻值电阻，单片机ADC模块电压输入范围是0～5V，对于AD测量通道，取一定的裕量为4V。电池电压范围按照0～1000V，电压测量的分压电路由阻值为Rh的大阻值电阻和阻值为Rl的小阻值电阻组成，考虑电池正负极直接对地短路的极端情况，权衡国标对电压测量仪器阻抗的要求，选取Rh=10MΩ，Rl=40kΩ。分压电路分压系数为：Rl/(Rh+Rl)=4/1000=1/250（1）进一步，Vp和Vn的值根据单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，其特征是，包括单片机，所述单片机连接正极直流接触器、负极直流接触器、正极绝缘开关电路、负极绝缘开关电路；/n所述正极直流接触器连接电池簇的正极母线主接触器；/n所述负极直流接触器连接电池簇的负极母线主接触器；/n所述正极绝缘开关电路和所述负极绝缘开关电路连接待监测绝缘电阻，测量计算绝缘电阻所需的电气量数据；/n所述单片机连接电池簇管理单元，将计算所得的绝缘电阻值上传至电池簇管理单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，其特征是，包括单片机，所述单片机连接正极直流接触器、负极直流接触器、正极绝缘开关电路、负极绝缘开关电路；
所述正极直流接触器连接电池簇的正极母线主接触器；
所述负极直流接触器连接电池簇的负极母线主接触器；
所述正极绝缘开关电路和所述负极绝缘开关电路连接待监测绝缘电阻，测量计算绝缘电阻所需的电气量数据；
所述单片机连接电池簇管理单元，将计算所得的绝缘电阻值上传至电池簇管理单元。


2.根据权利要求1所述的独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，其特征是，所述单片机连接定时器，定时测量电池簇绝缘电阻。


3.根据权利要求1所述的独立式电化学储能锂离子电池簇绝缘电阻监测装置，其特征是，所述正极绝缘开关电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：查晓锐，陈福锋，赵谦，常晓勇，徐程骥，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32