一种检测电路、车辆和检测方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种检测电路、车辆和检测方法。

背景技术：

随着电动汽车行业的飞速发展，对电动车汽车安全性能的要求也越来越高。无论是插电式混动汽车还是纯电动汽车，高压电池包都是其主要动力来源。高压电池包的总电压比较高，工作时，如果高压电池包的高压正极或高压负极对整车地之间发生短路，将会造成功率损失，甚至会对车辆及人身安全造成严重危害。因此，需要检测高压电池包的高压正极或高压负极与整车地(整车电底盘)之间是否存在短路隐患。

目前，检测是否存在短路隐患的方式包括主动注入法和被动检测法。被动检测法大多采用上下桥臂的电路连接形式，这种电路需要外接负电源基准和放大器，由于放大器存在零点漂移，会影响绝缘电阻值的检测精度，从而影响短路隐患的判断准确度，不利于车辆安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种检测电路，以解决外接放大器存在零点漂移，会影响绝缘电阻值的检测精度的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种检测电路，应用于车辆，所述车辆包括高压电池包，所述高压电池包设置有高压正极和高压负极，所述高压正极与接地端之间存在第一绝缘电阻，所述高压负极与所述接地端之间存在第二绝缘电阻，所述检测电路包括控制模块、反馈模块和电池管理芯片；

所述控制模块分别与所述高压正极、所述电池管理芯片和一节点连接，用于接收所述电池管理芯片发出的控制指令，根据所述控制指令控制所述高压正极与所述反馈模块电连接；

所述反馈模块分别与所述电池管理芯片、所述节点和所述接地端连接，用于在与所述高压正极电连接时，产生反馈电压；

所述电池管理芯片，用于向所述控制模块发送所述控制指令，获取所述反馈电压，根据所述反馈电压分别确定所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻的阻值。

进一步地，所述控制模块包括第一电阻、第二电阻、第一开关和第二开关，所述电池管理芯片设置有第一控制端口和第二控制端口；

所述第一电阻的两端分别与所述高压正极和所述第一开关连接；

所述第二电阻的两端分别与所述高压正极和所述第二开关连接；

所述第一开关还连接所述第一控制端口，用于根据所述第一控制端口的电平导通，使所述高压正极通过所述第一电阻与所述节点电连接；

所述第二开关还连接所述第二控制端口，用于根据所述第二控制端口的电平导通，使所述高压正极通过所述第二电阻与所述节点电连接。

进一步地，所述反馈模块包括第三电阻，所述电池管理芯片还设置有模数接口；

所述第三电阻的两端分别与所述节点和所述接地端连接；

所述模数接口与所述节点连接，以供所述电池管理芯片获取所述反馈电压。

进一步地，所述高压正极与所述接地端之间还存在第一电容，所述高压负极与所述接地端之间还存在第二电容；

所述第一电容在所述第一开关和所述第二开关依次导通时，均处于放电状态；

所述第二电容在所述第一开关和所述第二开关依次导通时，均处于充电状态。

进一步地，在所述第一电容第一次放电完毕，所述第二电容第一次充电完毕时，所述检测电路达到第一稳态；

在所述第一电容第二次放电完毕，所述第二电容第二次充电完毕后，所述检测电路达到第二稳态。

相对于现有技术，本发明所述的检测电路具有以下优势：

本发明中，检测电路包括控制模块、反馈模块和电池管理芯片，与现有技术中检测电路需要外接放大器相比，通过电池管理芯片获取反馈电压并计算绝缘电阻的阻值，解决了外接放大器存在零点漂移的问题，提高了检测精度；并且结构简单节省了硬件资源。

进一步地，检测电路在达到两个稳态的过程中，等效电容的充放电方向一致，两个稳态的电压波动较小，因此缩减了两个稳态之间的时间间隔，提高了检测速度，缩短了检测周期。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以解决外接放大器存在零点漂移，会影响绝缘电阻值的检测精度的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如上述的检测电路。

所述车辆与上述检测电路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种检测方法，以解决外接放大器存在零点漂移，会影响绝缘电阻值的检测精度的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种检测方法，应用于如上述的检测电路；所述检测电路包括控制模块、反馈模块和电池管理芯片；所述检测电压用于检测车辆上高压电池包的高压正极与接地端之间的第一绝缘电阻的阻值，以及高压电池包的高压负极与所述接地端之间的第二绝缘电阻的阻值；

所述方法包括：

所述电池管理芯片向所述控制模块发送控制指令；

所述控制模块接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述高压正极与所述反馈模块电连接；

所述反馈模块产生反馈电压；

所述电池管理芯片获取所述反馈电压，并根据所述反馈电压分别确定所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻的阻值。

进一步地，所述控制模块包括第一电阻、第二电阻、第一开关和第二开关，所述电池管理芯片设置有第一控制端口和第二控制端口；

所述电池管理芯片向所述控制模块发送控制指令，包括：

所述电池管理芯片控制所述第一控制端口和所述第二控制端口的电平；

所述控制模块接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述高压正极与所述反馈模块电连接，包括：

所述第一开关根据所述第一控制端口的电平导通，所述高压正极通过所述第一电阻与一节点电连接；

所述第二开关根据所述第二控制端口的电平导通，所述高压正极通过所述第二电阻与所述节点电连接。

进一步地，所述反馈模块包括第三电阻，所述电池管理芯片还设置有模数接口；

所述电池管理芯片获取所述反馈电压，包括：

所述电池管理芯片从所述模数接口获取所述第一开关导通时所述第三电阻产生的第一反馈电压；

所述电池管理芯片从所述模数接口获取所述第二开关导通时所述第三电阻产生的第二反馈电压。

进一步地，所述高压正极与所述接地端之间还存在第一电容，所述高压负极与所述接地端之间还存在第二电容；

当所述第一开关导通、所述第二开关关断时，所述第一电容放电，所述第二电容充电，所述检测电路在所述第一电容第一次充电完毕、所述第二电容第一次放电完毕后达到第一稳态；

当所述第一开关和所述第二开关均导通时，所述第一电容放电，所述第二电容充电，所述检测电路在所述第一电容第二次充电完毕、所述第二电容第二次放电完毕后达到第二稳态。

所述检测方法与上述检测电路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的一种检测电路的结构示意图之一；

图2为本发明实施例一所述的一种检测电路的结构示意图之二；

图3为本发明实施例一所述的一种检测电路的局部等效图之一；

图4为本发明实施例一所述的一种检测电路的局部等效图之二；

图5为本发明实施例三所述的一种检测方法的步骤流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

详细介绍了本发明实施例提供的一种检测电路。

参照图1，示出了本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图，应用于车辆，所述车辆包括高压电池包10，所述高压电池包10设置有高压正极101和高压负极102，所述高压正极101与接地端gnd之间存在第一绝缘电阻rp，所述高压负极与所述接地端gnd之间存在第二绝缘电阻rn。

本实施例中，高压电池包10的高压正极101与接地端gnd即整车地之间存在等效电阻，即第一绝缘电阻rp；高压负极102与接地端gnd之间存在等效电阻，即第二绝缘电阻rn。检测第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值，可以确定高压正极101和高压负极102与整车地之间是否存在短路风险，如果阻值正常，则不存在短路风险；如果阻值过小，则存在短路风险，则需要采取一定措施，避免损失功率，或者发生危险。

所述检测电路20包括控制模块201、反馈模块202和电池管理芯片203；

所述控制模块201分别与所述高压正极101、所述电池管理芯片203和一节点j连接，用于接收所述电池管理芯片203发出的控制指令，根据所述控制指令控制所述高压正极101与所述反馈模块202电连接；

所述反馈模块202分别与所述电池管理芯片203、所述节点j和所述接地端gnd连接，用于在与所述高压正极101电连接时，产生反馈电压；

所述电池管理芯片203，用于向所述控制模块201发送所述控制指令，获取所述反馈电压，根据所述反馈电压分别确定所述第一绝缘电阻rp所述第二绝缘电阻rn的阻值。

本实施例中，电池管理芯片203向控制模块201发送控制指令，控制模块201根据控制指令使高压正极101与反馈模块202电连接，即高压正极101、控制模块201、反馈模块202、接地端gnd形成通路，反馈模块202在节点j处产生反馈电压。电池管理芯片203从节点j处获取反馈电压，根据反馈电压分别计算第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值。现有技术中，检测电路需要外接放大器，而本发明实施例中，电池管理芯片可以直接获取反馈电压并计算绝缘电阻的阻值，无需外接放大器，解决了外接放大器存在零点漂移的问题，提高了检测精度。并且，本发明实施例中，采用半桥检测结构，结构简单，节省硬件资源。

可选地，参照图2所示的检测电路的结构示意图，所述控制模块201包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一开关k1和第二开关k2，所述电池管理芯片203设置有第一控制端口io1和第二控制端口io2；

所述第一电阻r1的两端分别与所述高压正极101和所述第一开关k1连接；

所述第二电阻r2的两端分别与所述高压正极101和所述第二开关k2连接；

所述第一开关k1还连接所述第一控制端口io1，用于根据所述第一控制端口io1的电平导通，使所述高压正极101通过所述第一电阻r1与所述节点j电连接；

所述第二开关k2还连接所述第二控制端口io2，用于根据所述第二控制端口io2的电平导通，使所述高压正极101通过所述第二电阻r2与所述节点j电连接。

本实施例中，第一开关k1连接电池管理芯片203的第一控制端口io1，根据第一控制端口io的电平导通。第二开关k2连接电池管理芯片203的第二控制端口io2，根据第二控制端口io2的电平导通。第一开关k1和第二开关k2可以采用光耦控制开关，也可以采用变压器隔离耦合控制开关或者电容耦合隔离控制开关。本发明实施例对此不作详细限定，可以根据实际情况进行设置。参照图2，第一开关k1采用光耦控制开关时，第一开关k1通过限流电阻ra连接第一控制端口io1。在第一控制端口io1的电平为高电平时，第一开关k1内部发光，第一开关k1导通，第一电阻r1的一端连接高压正极101，另一端与节点j电连接。同样的，第二开关k2也采用光耦控制开关，第二开关k2通过限流电阻rb连接第二控制端口io2。在第二控制端口io2的电平为高电平时，第二开关k2内部发光，第二开关k2导通，第二电阻r2的一端连接高压正极101，另一端与节点j电连接。

可选地，参照图2，所述反馈模块202包括第三电阻r3，所述电池管理芯片203还设置有模数接口ad；

所述第三电阻r3的两端分别与所述节点j和所述接地端gnd连接；

所述模数接口ad与所述节点j连接，以供所述电池管理芯片203获取所述反馈电压。

本实施例中，反馈模块202可以包括第三电阻r3，当第一开关k1导通，第二开关k2关断时，第一电阻r1和第三电阻r3串联，参照图3示出的检测电路的局部等效图。当第一开关k1、第二开关k2均导通时，第一电阻r1和第二电阻r2并联，并联结构再与第三电阻r3串联，参照图4示出的检测电路的局部等效图。在第一开关k1导通，第二开关k2关断时，电池管理芯片203的模数接口ad从节点j获取到第一反馈电压u1；具体计算如下，高压电池包10的总电压为ue，ue＝up+un，i2＝i1+i3，i3＝u1/r3，则up＝(r1+r3)*i3＝(r1+r3)*u1/r3，un＝ue-up＝ue-(r1+r3)*u1/r3，i1＝up/rp＝[(r1+r3)*u1/r3]/rp，i2＝un/rn＝[ue-(r1+r3)*u1/r3]/rn，根据i2＝i1+i3得到：[ue-(r1+r3)*u1/r3]/rn＝[(r1+r3)*u1/r3]/rp+u1/r3，进而可以得到等式一：[r3*ue-u1*(r1+r3)]/rn＝u1(r1+r3)/rp+u1。第一开关k1、第二开关k2均导通时，电池管理芯片203的模数接口ad从节点j获取到第二反馈电压u2。具体计算如下，ue＝up+un，i2’＝i1’+i3’，i3’＝u2/r3，r1//r2为r1和r2并联的电阻值，up＝(r1//r2+r3)*i3’＝(r1//r2+r3)*u2/r3，un＝ue-up＝ue-(r1//r2+r3)*u2/r3，i1’＝up/rp＝[(r1//r2+r3)*u2/r3]/rp，i2’＝un/rn＝[ue-(r1//r2+r3)*u2/r3]/rn，根据i2’＝i1’+i3’，可得：[ue-(r1//r2+r3)*u2/r3]/rn＝[(r1//r2+r3)*u2/r3]/rp+u2/r3，进而得到等式二：[r3*ue-u2*(r1//r2+r3)]/rn＝u2(r1//r2+r3)/rp+u2。电池管理芯片203获取到第一反馈电压u1和第二反馈电压u2，并已知up、un的电压值，以及r1、r2、r3的阻值，根据等式一和等式二可以分别计算出第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值。

可选地，所述高压正极101与所述接地端gnd之间还存在第一电容cp，所述高压负极102与所述接地端gnd之间还存在第二电容cn；

所述第一电容cp在所述第一开关k1和所述第二开关k2依次导通时，均处于放电状态；

所述第二电容cn在所述第一开关k1和所述第二开关k2依次导通时，均处于充电状态。

本实施例中，第一开关k1和第二开关k2依次导通，在第一开关k1导通、第二开关k2关断时，第一电容cp第一次放电，第二电容cn第一次充电；在第一开关k1和第二开关k2均导通时，第一电容cp第二次放电，第二电容cn第二次充电。

可选地，在所述第一电容cp第一放电完毕，所述第二电容cn第一充电完毕后，所述检测电路达到第一稳态；

在所述第一电容cp第二次放电完毕，所述第二电容cn第二次充电完毕后，所述检测电路达到第二稳态。

本实施例中，第一开关k1导通、第二开关k2关断时，第一电容cp放电，第二电容cn充电，当第一电容cp放电完毕，第二电容cn充电完毕时，检测电路达到第一稳态。随后第二开关k2导通，第一电容cp继续放电，第二电容cn继续充电，当第一电容cp放电完毕，第二电容cn充电完毕时，检测电路达到第二稳态。在检测电路达到两个稳态的过程中，第一电容cp的放电方向一致，第二电容cn的充电方向一致，两个稳态的电压波动较小，因此缩减了两个稳态之间的时间间隔，从而提高了检测速度，缩短了检测周期。

综上所述，本发明实施例中，检测电路包括控制模块、反馈模块和电池管理芯片，与现有技术中检测电路需要外接放大器相比，通过电池管理芯片获取反馈电压并计算绝缘电阻的阻值，解决了外接放大器存在零点漂移的问题，提高了检测精度；并且结构简单节省了硬件资源。

进一步地，检测电路在达到两个稳态的过程中，等效电容的充放电方向一致，两个稳态的电压波动较小，因此缩减了两个稳态之间的时间间隔，提高了检测速度，缩短了检测周期。

实施例二

本发明实施例提供了一种车辆。所述车辆包括如实施例一所述的检测电路。所述检测电路20包括控制模块201、反馈模块202和电池管理芯片203；

所述控制模块201分别与所述高压正极101、所述电池管理芯片203和一节点j连接，用于接收所述电池管理芯片203发出的控制指令，根据所述控制指令控制所述高压正极101与所述反馈模块202电连接；

所述反馈模块202分别与所述电池管理芯片203、所述节点j和所述接地端gnd连接，用于在与所述高压正极101电连接时，产生反馈电压；

所述电池管理芯片203，用于向所述控制模块201发送所述控制指令，获取所述反馈电压，根据所述反馈电压分别确定所述第一绝缘电阻rp和所述第二绝缘电阻rn的阻值。

本实施例中，电池管理芯片203向控制模块201发送控制指令，控制模块201根据控制指令使高压正极101与反馈模块202电连接，反馈模块202在节点j处产生反馈电压。电池管理芯片203从节点j处获取反馈电压，根据反馈电压分别计算第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值。现有技术中，检测电路需要外接放大器，而本发明实施例中，无需外接放大器，解决了外接放大器存在零点漂移的问题，提高了检测精度。并且，本发明实施例中，采用半桥检测结构，结构简单，节省硬件资源。

综上所述，本发明实施例中，车辆包括检测电路，由于检测电路检测精度高，可以避免误判短路风险，从而提高了车辆的安全性。

实施例三

参照图3，示出了本发明实施例提供的一种检测方法的步骤流程图，应用于如实施例一所述的检测电路；所述检测电路包括控制模块201、反馈模块202和电池管理芯片203；所述检测电压用于检测车辆上高压电池包的高压正极101与接地端gnd之间的第一绝缘电阻的阻值，以及高压电池包的高压负极102与所述接地端gnd之间的第二绝缘电阻的阻值。

所述方法包括：

步骤301，所述电池管理芯片203向所述控制模块201发送控制指令。

本实施例中，在检测第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值时，电池管理芯片203先向控制模块发送控制指令。具体地，参照图2，所述控制模块201包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一开关k1和第二开关k2，所述电池管理芯片203设置有第一控制端口io1和第二控制端口io2。所述电池管理芯片控制所述第一控制端口和所述第二控制端口的电平，例如，电池管理芯片203先控制第一控制端口io1输出高电平，第二控制端口io2输出低电平；再控制第一控制端口io1和第二控制端口io2均输出高电平。

步骤302，所述控制模块201接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述高压正极101与所述反馈模块202电连接。

本实施例中，控制模块201接收到控制指令后，将高压正极101与反馈模块202电连接。具体地，所述第一开关k1根据所述第一控制端口io1的电平导通，所述高压正极101通过所述第一电阻r1与一节点j电连接。例如，第一开关k1采用光耦控制开关，第一控制端口io1输出高电平时，第一开关k1导通，高压正极101通过第一电阻r1与一节点j电连接。所述第二开关k2根据所述第二控制端口io2的电平导通，所述高压正极101通过所述第二电阻r2与所述节点j电连接。例如，第二开关k2也采用光耦控制开关，第二控制端口io2输出高电平时，第二开关k2导通，高压正极101还通过第二电阻r2与一节点j电连接。

步骤303，所述反馈模块202产生反馈电压。

本实施例中，反馈模块202与高压正极101电连接后，在节点j产生反馈电压。具体地，所述反馈模块202包括第三电阻r3，第一开关k1导通、第二开关k2关断时，第一电阻r1与第三电阻r3串联，根据高压正极101的电压、第一电阻r1和第三电阻r3的阻值，在节点j处产生第一反馈电压u1。第一开关k1和第二开关k2均导通时，第一电阻r1与第二电阻r2并联，并联结构再与第三电阻r3串联，根据高压正极101的电压、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值，在节点j处产生第二反馈电压u2。

可选地，所述高压正极101与所述接地端gnd之间还存在第一电容cp，所述高压负极102与所述接地端gnd之间还存在第二电容cn；

当所述第一开关k1导通、所述第二开关k2关断时，所述第一电容cp放电，所述第二电容cn充电，所述检测电路在所述第一电容cp第一次充电完毕、所述第二电容cn第一次放电完毕后达到第一稳态；

当所述第一开关k1和所述第二开关k2导通时，所述第一电容cp放电，所述第二电容cn充电，所述检测电路在所述第一电容cp第二次充电完毕、所述第二电容cn第二次放电完毕后达到第二稳态。

本实施例中，第一开关k1导通时，第一电容cp放电，第二电容cn充电，当第一电容cp放电完毕，第二电容cn充电完毕时，检测电路达到第一稳态。随后第二开关k2导通，第一电容cp继续放电，第二电容cn继续充电，当第一电容cp放电完毕，第二电容cn充电完毕时，检测电路达到第二稳态。在检测电路达到两个稳态的过程中，第一电容cp的放电方向一致，第二电容cn的充电方向一致，两个稳态的电压波动较小，因此缩减了两个稳态之间的时间间隔，从而提高了检测速度。

步骤304，所述电池管理芯片203获取所述反馈电压，并根据所述反馈电压分别确定所述第一绝缘电阻和所述第二绝缘电阻的阻值。

本实施例中，所述电池管理芯片203还设置有模数接口ad；所述电池管理芯片203从所述模数接口ad获取所述第一开关k1导通时所述第三电阻r3产生的第一反馈电压u1；所述电池管理芯片203从所述模数接口ad获取所述第二开关k2导通时所述第三电阻r3产生的第二反馈电压u2。例如，第一开关k1导通、第二开关k2关断时，电池管理芯片203获取到第一反馈电压u1，第一开关k1和第二开关k2均导通时，电池管理芯片203获取到第二反馈电压u2。获取到第一反馈电压u1和第二反馈电压u2后，根据u1和u2计算第一绝缘电阻rp和第二绝缘电阻rn的阻值。

综上所述，本发明实施例中，检测电路包括控制模块、反馈模块和电池管理芯片，与现有技术中检测电路需要外接放大器相比，通过电池管理芯片获取反馈电压并计算绝缘电阻的阻值，解决了外接放大器存在零点漂移的问题，提高了检测精度；并且结构简单节省了硬件资源。

进一步地，检测电路在达到两个稳态的过程中，等效电容的充放电方向一致，两个稳态的电压波动较小，因此缩减了两个稳态之间的时间间隔，提高了检测速度，缩短了检测周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。