[实用新型]一种基于小信号注入法的动力电池绝缘检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车行业电池系统技术领域，具体是一种基于小信号注入法的动力电池绝缘检测电路。

背景技术

目前，电动汽车的一个重要特点是其动力源为高压电源，高压电源一般有多节电池串联组成，其工作电压在300V以上，正常工作电流可以达到数十安培，启动电流可达百安培以上，短路电流更是成倍增加。当发生高压电路绝缘故障时，高压和大电流会造成车上人身安全，同时影响车辆的正常行驶。因此针对动力电池的绝缘检测具有重要意思。目前国内针对电池系统绝缘检测方法多采用电桥平衡法，此法人为降低了整车的绝缘性能，增加了电池系统的自耗电，同时计算相对复杂。

为了解决上述问题，本发明通过一种基于小信号注入的动力电池绝缘阻抗检测电路方式检测动力电池绝缘阻抗，该电路通过自激型小信号发生电路产生检测源，通过采样点路的隔离电容注入到动力电池组负端；交流信号有效值测量电路对采样点路采集到的交流信号进行测量；通过信号放大电路对检测信号进行还原；最后由MCU电路对还原后的信号进行计算。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种本实用新型能够较快和准确的检测动力电池的内部、正极、负极及对称漏电的情况，电路形式简单，试和运算方法简单的基于小信号注入法的动力电池绝缘检测电路。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于小信号注入法的动力电池绝缘检测电路，包括自激型小信号发生电路、采样电路、交流信号有效值检测电路、信号放大电路和MCU电路，

所述自激型小信号发生电路用于小信号的产生，在电池系统上电时为绝缘检测提供检测信号源；

所述采样电路用于采集由电池系统绝缘电阻的大小影响采集电路的阻抗进而使采集电路采集的电压发生的变化量，为交流信号有效值检测电路提供检测信号；

所述交流信号有效值检测电路用于检测和处理采样电路信号，为信号放大电路提供标准输入源；

所述信号放大电路用于对交流信号有效值检测电路测量值进行放大、还原；

所述MCU电路用于对信号放大电路输出的信号进行A/D处理，计算动力电池组对整车地的绝缘电阻R，并把绝缘电阻R反馈到上位机。

进一步地，所述自激型小信号发生电路包括运算放大器U1-A、运算放大器U1-B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、稳压管D1和稳压管D2，所述运算放大器U1-A的反相输入端接地，所述电阻R1与运算放大器U1-A的输出端连接，所述稳压管D1和稳压管D2连接后一端接地，另一端与运算放大器U1-A的输出端连接，所述运算放大器U1-B的同相输入端接地，所述电阻R2与运算放大器U1-B的输出端连接，所述电容C1连接在运算放大器U1-B的反相输入端和输出端之间，所述电容C2的一端与运算放大器U1-B的输出端连接，所述电容C2的另一端接地，所述运算放大器U1-A的输出端与运算放大器U1-B的反相输入端之间连接电阻R3，所述自激型小信号发生电路的信号频率为f＝R1/4R2R3C1，信号电压为V＝R2Vz/R1，其中Vz为稳压二极管的钳位电压。

进一步地，所述采样电路包括依次连接的电阻R4、电阻R5、电容C4、电阻R6和电阻R7，所述电阻R4的一端与U1-B的输出端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R5和一电容C3连接，所述电阻R7的一端分别与R6和交流信号有效值检测电路连接，所述电阻R7的另一端接地；

所述电容C3将电池组的负极与自激型小信号发生电路隔离，采用电容通交流阻直流的特点：一方面时低压交流检测信号与高压电气进行隔离；另一方面为自激型小信号发生电路产生的检测信号通过绝缘电阻R提供交流通道；

所述电阻R6和电阻R7组成信号衰减电路，为交流信号有效值检测电路提供适当的输入信号。

进一步地，所述交流信号有效值检测电路包括一芯片U2，所述芯片U2上设有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚和8脚，所述1脚和8脚之间连接一电容C8，所述2脚与电阻R7的一端连接，所述3脚和6脚之间连接一电容C9，所述6脚与信号放大电路连接，所述4脚连接芯片U2电源负极，所述7脚连接芯片U2电源正极，所述5脚上连接一电容C10，所述电容C10的一端连接5脚，所述电容C10的另一端接地。

进一步地，所述芯片U2的型号为AD736。

进一步地，所述电容C8的电容为10μF。