一种电池簇正负极母线对大地绝缘电阻检测电路的制作方法

本发明涉及一种电池簇正负极母线对大地绝缘电阻检测电路，属于工业控制。

背景技术：

1、在一些较大规模的锂离子电池储能电站中，电池簇的组成方式如下：最小组成单元为电池单体，多个电池单体进行串联组成电池包(pack)，多个电池包进行串联组成电池簇，其中电池单体的数量和电池包的数量根据工程实际应用而定。电池簇正负极总电压有1000v系统和1500v系统等。

2、当电池簇正负极母线对大地的绝缘性能正常时，母线对大地的绝缘电阻阻值趋于无穷大。如果电池簇正负极母线对大地的绝缘性能变差时，对外表现为电池簇正负极母线对大地的绝缘电阻阻值降低，此时将使整个电池系统存在漏电的风险，为保障人员、设备及整个系统的安全，需要及时切断电池簇主正和主负极的继电器开关，排除接地故障。因此，周期性的检测电池簇正负极母线对地绝缘电阻是十分重要的，目前电池簇正负极母线对地绝缘性能检测方法采用信号注入法，在绝缘电阻的检测电路中注入一定频率的直流电压信号，通过测量反馈的直流信号计算绝缘电阻，但注入的脉冲信号为低频载波脉冲信号会受到外部电流干扰，进而干扰绝缘电阻的监测结果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电池簇正负极母线对大地绝缘电阻检测电路，用以解决有源法检测电池簇绝缘电阻阻值不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种电池簇正负极母线对大地绝缘电阻检测电路，包括第一检测支路、第二检测支路和电压采集回路，所述第一检测支路一端连接到电池簇的正极母线，另一端通过第三电子开关连接到接地端，包括串设的第一电子开关、第一分压电阻和第一采样电阻；所述第二检测支路一端连接到电池簇的负极母线，另一端通过第三电子开关连接到接地端，包括串设的第二电子开关、第二分压电阻和第二采样电阻；第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关均由开关控制回路控制，所述电压采集回路用于采集第一采样电阻和/或第二采样电阻两端的电压，所述开关控制回路与电压采集回路通信连接，用于接收电压采集回路传输的电压值数据，并根据接收的电压值数据和三个开关的状态判断对地的绝缘性能，在绝缘性能异常时根据第一采样电阻和/或第二采样电阻两端的电压得到绝缘电阻的阻值。

4、有益效果：本发明的电池簇正负极母线对大地绝缘电阻检测电路，包括检测电池簇负极母线对地绝缘性能的第一检测支路，检测电池簇正极母线对地绝缘性能的第二检测支路，以及电压采集回路，第一检测支路、第二检测支路均设有采样电阻和开关，电压采集回路采集采样电阻两端的电压，控制开关的开关控制回路根据采样电阻两端的电压和三个开关的状态判断对地的绝缘性能，通过还能够在对地的绝缘性能异常时计算出对地绝缘电阻的阻值。该电路的检测逻辑设计简单，检测准确性高，能够及时的检测出电池簇正负极母线对大地的绝缘性能异常，并且还能够计算出异常时的绝缘电阻阻值。不需要检测时断开第三电子开关，避免因为绝缘检测电路的存在，降低电池簇正负极母对大地的绝缘性能。

5、第一检测支路、第二检测支路均串设有分压电阻，以保证后续的开关安全，防止电压过高危害该检测电路。

6、进一步的，第一电子开关、第二电子开关和第三电子开关均采用光mos或电磁继电器。

7、有益效果：检测开关使用光mos或电磁继电器替代传统继电器的机械触点，一方面可以减小因检测回路电流过大造成的发热情况，另一方面可以延长控制回路的使用寿命。

8、进一步地，检测电池簇负极母线对地的绝缘性能时，断开第二电子开关，使第一电子开关、第三电子开关闭合，若第一采样电阻两端的电压值为零，则表明电池簇负极母线对地的绝缘性能正常，若第一采样电阻两端电压值不为零，则表明电池簇负极母线对地的绝缘性能降低。

9、有益效果：检测电池簇负极母线对地的绝缘电阻时，断开第二电子开关，闭合第一电子开关、第三电子开关此时仅有第一检测支路导通，此时负极对地绝缘电阻串联在该回路中，若此时对地绝缘性能正常，该绝缘阻值趋于无穷大，此时该电阻两端的电压趋于总电压，进而串联的第一采样电阻两端电压趋于0，若检测第一采样电阻两端电压不为零，则说明该绝缘电阻有确定值，即说明此时电池簇负极母线对地的绝缘性能降低。

10、进一步地，检测电池簇正极母线对地的绝缘电阻时，断开第一电子开关，使第二电子开关、第三电子开关闭合，若第二采样电阻两端的电压值为零，则表明电池簇正极母线对地的绝缘性能正常，若第二采样电阻两端电压值不为零，则表明电池簇正极母线对地的绝缘性能降低。

11、有益效果：检测电池簇正极母线对地的绝缘电阻时，断开第一电子开关，闭合第二电子开关、第三电子开关此时仅有第二检测支路导通，此时正极对地绝缘电阻串联在该回路中，若此时对地绝缘性能正常，该绝缘阻值趋于无穷大，此时该电阻两端的电压趋于总电压，进而串联的第二采样电阻两端电压趋于0，若检测第二采样电阻两端电压不为零，则说明该绝缘电阻有确定值，即说明此时电池簇正极母线对地的绝缘性能降低。

12、进一步地，当仅闭合第一电子开关、第三电子开关时检测到第一采样电阻两端电压不为零，且在仅闭合第二电子开关、第三电子开关时检测到第二采样电阻两端电压为零，则表明电池簇负极母线单端接地，此时电池簇负极母线对地的绝缘电阻阻值为：

13、riso-＝vbat×rp/vp-rtp-rp

14、式中，riso-为电池簇负极母线对地的绝缘电阻阻值，vbat为电池簇总电压，rp为第一采样电阻阻值，vp为第一采样电阻两端电压值，rtp为第一检测支路中的分压电阻阻值。

15、进一步地，当仅闭合第一电子开关、第三电子开关时检测到第一采样电阻两端电压为零，且在仅闭合第二电子开关、第三电子开关时第二采样电阻两端电压不为零，则表明电池簇正极母线单端接地，此时电池簇正极母线对地的绝缘电阻阻值为：

16、riso+＝vbat×rn/vn-rtn-rn

17、式中，riso+为电池簇正极母线对地的绝缘电阻阻值，vbat为电池簇总电压，rn为第二采样电阻阻值，vn为第二采样电阻两端电压值，rtn为第二检测支路中的分压电阻阻值。

18、进一步地，当在仅闭合第一电子开关、第三电子开关时检测到第一采样电阻两端电压不为零，且在仅闭合第二电子开关、第三电子开关时第二采样电阻两端电压不为零，则表明电池簇正、负极母线双端接地，此时电池簇正极母线对地的绝缘电阻阻值和电池簇负极母线对地的绝缘电阻阻值满足：

19、[riso+//(rtp+rp)]/riso-＝vp/(vbat-vp)

20、riso+/[riso-//(rtn+rn)]＝(vbat-vn)/vn

21、式中，riso+为电池簇正极母线对地的绝缘电阻阻值，riso-为电池簇负极母线对地的绝缘电阻阻值，vbat为电池簇总电压，rp为第一采样电阻阻值，vp为第一采样电阻两端电压值，rtp为第一检测支路中的分压电阻阻值，rn为第二采样电阻阻值，vn为第二采样电阻两端电压值，rtn为第二检测支路中的分压电阻阻值。