一种绝缘检测装置的制作方法

1.本发明涉及绝缘检测技术领域，尤其涉及一种绝缘检测装置。


背景技术：

2.动力电池是电动汽车动力系统的主要动力来源，动力系统的供电电压为几百伏高压，额定工作电流可达几十安甚至更高。由于电动汽车的工作环境复杂，高压电缆绝缘老化或受潮等均会引起高压电路与车辆底盘间的绝缘性能下降，在高压作用下，电动汽车高压侧回路将会产生极高的瞬时电流，威胁车辆及车上人员的安全。可见，电动汽车的绝缘性能对车辆安全具有十分重要的影响，而电动汽车的绝缘性能可以用绝缘电阻的大小来描述。
3.目前，绝缘检测装置的检测精度都不够高，尤其是在两个极端，检测精度误差较大。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种绝缘检测装置，以提高正电阻或负电阻的测量精度。
5.根据本发明的一方面，提供了一种绝缘检测装置，用于检测储能系统的绝缘电阻值，储能系统包括电源、正电阻和负电阻，电源的正极与正电阻的第一端电连接，电源的负极与负电阻的第二端电连接，正电阻的第二端与负电阻的第一端电连接，正电阻的第二端与参考地连接；
6.绝缘检测装置包括：
7.正极检测模块、负极检测模块和控制模块；
8.正极检测模块包括第一电阻、第一分压电阻和第一开关模块，第一电阻、第一分压电阻和第一开关模块串联连接；负极检测模块包括第二电阻、第二分压电阻和第二开关模块，第二电阻、第二分压电阻和第二开关模块串联连接；
9.正极检测模块连接在正电阻两端，且正极检测模块的输出端与控制模块的第一输入端电连接，用于向控制模块输出第一分压电阻两端电压值；
10.负极检测模块连接在负电阻两端，且负极检测模块的输出端与控制模块的第二输入端电连接，用于向控制模块输出第二分压电阻两端电压值；
11.控制模块用于根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻的阻值，或根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻的阻值；其中，第一闭合电压为在第一开关模块与第二开关模块同时闭合时，第一分压电阻两端的电压值；第二闭合电压为在第一开关模块与第二开关模块同时闭合时，第二分压电阻两端的电压值；第一开路电压为在第一开关模块闭合且第二开关模块断开时，第一分压电阻两端的电压值；第二开路电压为在第一开关模块断开且第二开关模块闭合时，第二分压电阻两端的电压值。
12.可选的，控制模块还用于根据第一闭合电压与第二闭合电压的比较结果，确定计算正电阻的阻值或负电阻的阻值。
13.可选的，控制模块用于在根据第一闭合电压和第二闭合电压确定正电阻的阻值小于负电阻的阻值时，控制第二开关模块断开，控制第一开关模块闭合，并获取第一开路电压，以及根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻的阻值；或者在根据第一闭合电压和第二闭合电压确定正电阻的阻值大于负电阻的阻值时，控制第一开关模块断开，控制第二开关模块闭合，并获取第二开路电压，以及根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻的阻值。
14.可选的，第一开关模块包括：
15.第四电阻、第七电阻、第九电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一光耦、第二光耦和磁珠；
16.控制模块的第一端与第一晶体管的第一端和第四电阻的第一端电连接，第四电阻的第二端与第一晶体管的第二端和第一接地端电连接，第一晶体管的第三端与第一光耦的第二端电连接，第一电源端与第一光耦的第一端电连接，第二电源端与第一光耦的第四端电连接，第一光耦的第三端与第二晶体管的第一端和第九电阻的第一端电连接；
17.第二光耦的第一端和第七电阻的第一端与第二电源端连接，第六电阻的第二端与第二光耦的第一端电连接，第七电阻的第二端与第二光耦的第二端电连接，第九电阻的第二端与第二晶体管的第二端电连接，第二晶体管的第二端与第二接地端电连接，第二晶体管的第二端与磁珠的第一端电连接，磁珠的第二端与参考地电连接；第二晶体管的第三端与第二光耦电连接；第二光耦的第三端与第一电阻的第二端电连接，第二光耦的第四端与第一分压电阻的第一端电连接。
18.可选的，正极检测模块还包括：
19.第一滤波放大模块和第一模数转换模块；
20.第一开关模块的第一端与控制模块的第一端电连接，第一开关模块的第二端与第一电阻的第二端电连接，第一电阻的第一端与电源的正极电连接，第一开关模块的第三端与第一分压电阻的第一端电连接，第一分压电阻的第二端与第二接地端电连接，第一分压电阻的第一端与第一滤波放大模块的第一端电连接，第一滤波放大模块的第二端与第一模数转换模块的第一端电连接，第一模数转换模块的第二端与控制模块的第二端电连接，第一模数转换模块的第三端与控制模块的第三端电连接。
21.可选的，第一滤波放大模块包括：
22.第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一电容、第二电容和双运算放大器；
23.第一分压电阻的第一端与第十一电阻的第一端和第一电容的第一端电连接，第一电容的第二端与双运算放大器的第一端和第二端电连接，第十一电阻的第二端与双运算放大器的第三端电连接，第十一电阻的第二端与第二电容的第一端电连接，第二电容的第二端与双运算放大器的第四端和第二接地端电连接；
24.双运算放大器的第五端与双运算放大器的第一端电连接，双运算放大器的第六端与第十三电阻的第一端电连接，第十三电阻的第二端与第二接地端电连接，双运算放大器的第七端与第十四电阻的第一端电连接，第十四电阻的第二端与双运算放大器的第六端电连接，双运算放大器的第七端与第二接地端和第一模数转换模块的第一端电连接；双运算放大器的第八端与第二电源端电连接。
25.可选的，第一模数转换模块包括：
26.数模转换单元和开关单元；
27.数模转换单元的第一端与第一滤波放大模块的第二端电连接，数模转换单元的第二端与控制模块的第二端电连接，数模转换单元的第三端与开关单元的第一端电连接，开关单元的第二端与控制模块的第三端电连接。
28.可选的，数模转换单元包括：
29.a/d转换器、第六电容和第七电容；
30.a/d转换器的第七端和第八端与第二电源端电连接，a/d转换器的第五端和第六端与第二接地端电连接，a/d转换器的第四端与第六电容的第一端和第七电容的第一端电连接，a/d转换器的第四端与第十五电阻的第二端与第五电容的第一端电连接，第六电容的第二端和第七电容的第二端与第二接地端电连接，a/d转换器的第三端与第二接地端电连接，a/d转换器的第二端与开关单元的第一端电连接，a/d转换器的第一端、第九端和第十端与控制模块的第二端电连接。
31.可选的，开关单元包括：
32.第十六电阻、第三晶体管和第三光耦；
33.控制模块的第三端与第十六电阻的第一端和第三晶体管的第一端电连接，第十六电阻的第二端与第三晶体管的第二端和第一接地端电连接，第三晶体管的第三端与第三光耦的第二端电连接，第一电源端与第三光耦的第一端电连接，第二电源端与第十九电阻的第一端电连接，第十九电阻的第二端与第三光耦的第四端电连接，第三光耦的第三端与第二接地端电连接，第三光耦的第四端与a/d转换器的第二端电连接。
34.可选的，负极检测模块还包括：
35.第二滤波放大模块和第二模数转换模块；
36.第二开关模块包括第四光耦；
37.第二开关模块的第一端与控制模块的第四端电连接，第二开关模块中第四光耦的第一端与第二接地端电连接，第二开关模块中第四光耦的第二端与第二电阻的第一端电连接，第二电阻的第二端与第二分压电阻的第一端电连接，第二分压电阻的第二端与电源的负极电连接，第二分压电阻的第一端与第二滤波放大模块的第一端电连接，第二滤波放大模块的第二端与第二模数转换模块的第一端电连接，第二模数转换模块的第二端与控制模块的第五端电连接。
38.本发明实施例通过将正极检测模块连接在正电阻两端，并将正极检测模块的输出端与控制模块的第一输入端电连接，正极检测模块向控制模块输出第一分压电阻两端电压值；将负极检测模块连接在负电阻两端，并将负极检测模块的输出端与控制模块的第二输入端电连接，负极检测模块向控制模块输出第二分压电阻两端电压值；控制模块根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻的阻值，或者根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻的阻值，提高了正电阻或负电阻的测量精度。
39.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置的结构示意图；
42.图2是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图；
43.图3是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图；
44.图4是根据本发明实施例提供的再一种绝缘检测装置的结构示意图；
45.图5是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图；
46.图6是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图；
47.图7是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置第一开关模块的电路连接示意图；
48.图8是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图；
49.图9是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置第一滤波放大模块的电路连接示意图；
50.图10是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图；
51.图11是根据本发明实施例提供的再一种绝缘检测装置的结构示意图；
52.图12是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图；
53.图13是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置中第二模数转换模块的结构示意图。
具体实施方式
54.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
55.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
56.本发明实施例提供了一种绝缘检测装置，图1是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置的结构示意图，参考图1，绝缘检测装置用于检测储能系统的绝缘电阻值，储能系统包括电源q、正电阻rp和负电阻rn，电源q的正极与正电阻rp的第一端电连接，电源q的负极与负电阻rn的第二端电连接，正电阻rp的第二端与负电阻rn的第一端电连接，正电阻rp的第二端与参考地gnd1连接；
57.绝缘检测装置包括：
58.正极检测模块j1、负极检测模块j2和控制模块k；
59.正极检测模块j1包括第一电阻rp1、第一分压电阻rps和第一开关模块sp，第一电阻rp1、第一分压电阻rps和第一开关模块sp串联连接；负极检测模块j2包括第二电阻rn1、第二分压电阻rns和第二开关模块sn，第二电阻rn1、第二分压电阻rns和第二开关模块sn串联连接；
60.正极检测模块j1连接在正电阻rp两端，且正极检测模块rp的输出端与控制模块k的第一输入端电连接，用于向控制模块k输出第一分压电阻rps两端电压值；
61.负极检测模块j2连接在负电阻rn两端，且负极检测模块j2的输出端与控制模块k的第二输入端电连接，用于向控制模块k输出第二分压电阻rns两端电压值；
62.控制模块k用于根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻rp的阻值，或者根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻rn的阻值；其中，第一闭合电压为在第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合时，第一分压电阻rps两端的电压值；第二闭合电压为在第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合时，第二分压电阻rns两端的电压值；第一开路电压为在第一开关模块sp闭合且第二开关模块sn断开时，第一分压电阻rps两端的电压值；第二开路电压为在第一开关模块sp断开且第二开关模块sn闭合时，第二分压电阻rns两端的电压值。
63.其中，漏电电阻可以理解为加直流电压在动力母线和参考地gnd1之间，流过动力母线和参考地gnd1之间绝缘介质的漏电电流对应的电阻。
64.具体的，在电池管理系统不工作时，绝缘检测装置中的第一开关模块sp和第二开关模块sn处于断开状态，此时，绝缘检测装置中检测回路对地电阻远远大于2mω，同时使电源q的正极的对地电压和电源q的负极的对地电压低于人体的安全电压36v，此时可以有效防止触电，并为电池管理系统维护操作提供良好的安全保障。在电池管理系统工作时，绝缘检测装置处于工作状态，示例性的，通过控制模块k控制第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合，确定第一分压电阻rps两端的第一闭合电压和第二分压电阻rns两端的第二闭合电压；再通过控制模块k将第一闭合电压与第二闭合电压进行比较，根据第一闭合电压与第二闭合电压的比较结果，确定计算正电阻rp的阻值或负电阻rn的阻值。若确定计算正电阻rp的阻值，则需将第一开关模块sp闭合、第二开关模块sn断开，确定此时第一分压电阻rps两端的第一开路电压，并根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻rp的阻值；若确定计算负电阻rn的阻值，则需将第一开关模块sp断开、第二开关模块sn闭合，确定此时第二分压电阻rns两端的第二开路电压，并根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻rn的阻值。
65.本发明实施例通过将正极检测模块j1连接在正电阻rp两端，并将正极检测模块rp的输出端与控制模块k的第一输入端电连接，正极检测模块rp向控制模块k输出第一分压电阻rps两端电压值；将负极检测模块j2连接在负电阻rn两端，并将负极检测模块j2的输出端与控制模块k的第二输入端电连接，负极检测模块j2向控制模块k输出第二分压电阻rns两端电压值；控制模块k根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻rp的阻值，或者根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻rn的阻值，提高了正电阻rp或负电阻rn的测量精度。
66.可选的，参考图1，控制模块k还用于根据第一闭合电压与第二闭合电压的比较结
果，确定计算正电阻rp的阻值或负电阻rn的阻值。
67.具体的，控制模块k根据第一闭合电压与第二闭合电压的比较结果，确定计算正电阻rp的阻值大于负电阻rn的阻值时，则计算负电阻rn的阻值，确定计算正电阻rp的阻值小于负电阻rn的阻值时，则计算正电阻rp的阻值。
68.示例性的，在第一分压电阻rps的阻值等于第二分压电阻rns的阻值且第一电阻rp1的阻值等于第二电阻rn1的阻值的条件下，若第一闭合电压大于第二闭合电压时，则说明在第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合时，第一分压电阻rps两端的电压值大于第二分压电阻rns的电压值，此时说明正电阻rp两端的电压值大于负电阻rn两端的电压值，说明此时的正电阻rp的阻值大于负电阻rn的阻值，若经检测获得的负电阻rn的阻值满足绝缘电阻的检测要求，则正电阻rp的阻值一定满足绝缘电阻的检测要求，此时只计算负电阻rn的阻值即可；若第一闭合电压小于第二闭合电压时，则说明在第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合时，第一分压电阻rps两端的电压值小于第二分压电阻rns的电压值，此时说明正电阻rp两端的电压值小于负电阻rn两端的电压值，说明此时的正电阻rp的阻值小于负电阻rn的阻值，若经检测获得的正电阻rp的阻值满足绝缘电阻的检测要求，则负电阻rn的阻值一定满足绝缘电阻的检测要求，此时只计算正电阻rp的阻值即可。
69.可选的，参考图1，控制模块k用于在根据第一闭合电压和第二闭合电压确定正电阻rp的阻值小于负电阻rn的阻值时，控制第二开关模块sn断开，控制第一开关模块sp闭合，并获取第一开路电压，以及根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻rp的阻值；或者在根据第一闭合电压和第二闭合电压确定正电阻rp的阻值大于负电阻rn的阻值时，控制第一开关模块sp断开，控制第二开关模块sn闭合，并获取第二开路电压，以及根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻的阻值。
70.具体的，设第一闭合电压为up，第二闭合电压为un，第一开路电压为up’，第二开路电压为un’，电源q两端的电压为sumv。
71.图2是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图；如图2所示，在第一开关模块sp与第二开关模块sn同时闭合时，获得的第一kcl方程为：
72.(up/rps*rp1+up)/rp+up/rps＝(un/rns*rn1+un)/rn+un/rns；
73.(1)图3是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图，如图3所示，在根据第一闭合电压up和第二闭合电压un确定正电阻rp的阻值小于负电阻rn的阻值时，控制第二开关模块sn断开，控制第一开关模块sp闭合，并获取第一开路电压up’，若第一开路电压up’不为零，此时，获得的第二kcl方程为：
74.(up'/rps*rp1+up')/rp+up'/rps＝(sumv-up'/rps*rp1-up')/rn；
75.根据第一kcl方程和第二kcl方程计算出正电阻的阻值：
76.rp＝[(rps+rp1)up*sumv-(rps*rp1+rp1*rp1+rps*rps+rps*rp1)up*up'/100rps-(rns*rp1+rn1*rp1+rns*rps+rps*rn1)un*up'/100rns]/[(rps+rp1)*up*up'/100rps+un*up'/100-un*up'*rps/100rns+un*up'*rn1/100rns-un*up'*rp1/100rns+rps*un*sumv/rns-up*sumv]。
[0077]
图4是根据本发明实施例提供的再一种绝缘检测装置的结构示意图，如图4所示，若第一开路电压up’为零，则负电阻rn为无穷大或负电阻rn断路，此时，获得的第三kcl方程为：
[0078]
(up/rps*rp1+up)/rp+up/rps＝un/rns；
[0079]
根据第一kcl方程和第三kcl方程计算出正电阻的阻值：
[0080]
rp＝(rps*rns+rns*rp1)up/(un*rps-up*rns)。
[0081]
(2)图5是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图，如图5所示，在根据第一闭合电压up和第二闭合电压un确定正电阻rp的阻值大于负电阻rn的阻值时，控制第一开关模块sp断开，控制第二开关模块sn闭合，并获取第二开路电压un’，若第二开路电压un’不为零，此时，获得的第四kcl方程为：
[0082]
(un'/rns*rn1+un')/rn+un'/rns＝(sumv-un'/rns*rn1-un')/rp；
[0083]
根据第一kcl方程和第四kcl方程计算出负电阻rn的阻值：
[0084]
rn＝[(rps+rp1)un*sumv-(rps*rp1+rp1*rp1+rps*rps+rps*rp1)un*un'/100rps-(rns*rp1+rn1*rp1+rns*rps+rps*rn1)up*un'/100rns]/[(rps+rp1)un*un'/100rps+up*un'/100-up*un'*rps/100rns+up*un'*rn1/100rns-up*un'*rp1/100rns+rps*up*sumv/rns-un*sumv]；
[0085]
图6是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图，如图6所示，若第二开路电压un’为零，则正电阻rp为无穷大或正电阻rp断路，此时，获得的第五kcl方程为：
[0086]
(un/rns*rn1+un)/rn+un/rns＝up/rps；
[0087]
根据第一kcl方程和第五kcl方程计算出负电阻的阻值：
[0088]
rn＝(rps*rns+rps*rn1)un/(up*rns-un*rps)。
[0089]
图7是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置第一开关模块的电路连接示意图，可选的，参考图7，第一开关模块sp包括：
[0090]
第三电阻r1、第四电阻r2、第五电阻r3、第六电阻r4、第七电阻r5、第八电阻r6、第九电阻r7、第一晶体管q1、第二晶体管q2、第一光耦u1、第二光耦u2和磁珠fb；
[0091]
控制模块的第一端与第三电阻r1的第一端和第四电阻r2的第一端电连接，第三电阻r1的第二端与第一晶体管q1的第一端电连接，第四电阻r2的第二端与第一晶体管q1的第二端和第一接地端gnd电连接，第一晶体管q1的第三端与第一光耦u1的第二端电连接，第一电源端vcc与第五电阻r3的第一端电连接，第五电阻r3的第二端与第一光耦u1的第一端电连接，第二电源端vcc1与第一光耦u1的第四端电连接，第一光耦u1的第三端与第八电阻r6的第一端和第九电阻r7的第一端电连接；
[0092]
第六电阻r4的第一端和第七电阻r5的第一端与第二电源端vcc1连接，第六电阻r4的第二端与第二光耦u2的第一端电连接，第七电阻r5的第二端与第二光耦u2的第二端电连接，第八电阻r6的第二端与第二晶体管q2的第一端电连接，第九电阻r7的第二端与第二晶体管q2的第二端电连接，第二晶体管q2的第二端与第二接地端gnd2电连接，第二晶体管q2的第二端与磁珠fb的第一端电连接，磁珠fb的第二端与参考地gnd1电连接；第二晶体管q2的第三端与第二光耦u2电连接；第二光耦u2的第三端与第一电阻rp1的第二端电连接，第二光耦u2的第四端与第一分压电阻rps的第一端电连接。
[0093]
具体的，控制模块在确定计算正电阻的阻值时，需向第一开关模块sp发送高电平信号，第一开关模块sp在接收到控制模块发送的高电平信号后，第一晶体管q1得电导通，使得第一电源端vcc、第五电阻r3、第一光耦u1中的发光二极管、第一晶体管q1和第一接地端
gnd导通，形成闭合回路，此时第一光耦u1中的发光二极管得电发光，使得第二电源端vcc1、第一光耦u1、第九电阻r7和第二接地端gnd2导通，形成闭合回路，第二晶体管q2接收到高电平信号，使第二晶体管q2导通，此时第二电源端vcc1、第六电阻r4、第二光耦u2中的发光二极管、第二晶体管q2和第二接地端gnd2导通，形成闭合回路，此时第二光耦u2中的发光二极管得电发光，使得第一电阻rp1和第一分压电阻rps串联连接，形成第一开关模块sp闭合、正极检测模块导通的情况。
[0094]
图8是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图，可选的，参考图8，正极检测模块还包括：
[0095]
第一滤波放大模块10和第一模数转换模块20；
[0096]
第一开关模块sp的第一端与控制模块k的第一端电连接，第一开关模块sp的第二端与第一电阻rp1的第二端电连接，第一电阻rp1的第一端与电源的正极电连接，第一开关模块sp的第三端与第一分压电阻rps的第一端电连接，第一分压电阻rps的第二端与第二接地端gnd2电连接，第一分压电阻rps的第一端与第一滤波放大模块10的第一端电连接，第一滤波放大模块10的第二端与第一模数转换模块20的第一端电连接，第一模数转换模块20的第二端与控制模块k的第二端电连接，第一模数转换模块20的第三端与控制模块k的第三端电连接。
[0097]
其中，第一电阻rp1可以由多个电阻串联形成，示例性的，第一电阻rp1可以由4个阻值相同的电阻串联形成。
[0098]
具体的，控制模块k在确定计算正电阻的阻值时，向第一开关模块sp发送高电平信号，第一开关模块sp在接收到控制模块发送的高电平信号后，使得电源的正极、第一电阻rp1、第一分压电阻rps和第二接地端gnd2导通，形成闭合回路，同时向第一模数转换模块20发送模数转换模块打开信号，控制第一模数转换模块20打开工作。第一开关模块sp闭合使得第一分压电阻rps两端电压传输至第一滤波放大模块10，通过第一滤波放大模块10将传入的第一分压电阻rps两端电压的模拟信号进行滤波处理和放大处理，将经过处理后的模拟信号传入第一模数转换模块20，将第一分压电阻rps两端电压的模拟信号转化为数字信号，将通过第一模数转换模块20处理的数字信号传递给控制模块k进行计算处理，最终计算出正电阻的阻值。由于模拟信号经过第一滤波放大模块10处理，可以有效去除模拟信号中的干扰信号，使得控制模块k计算出的正电阻的阻值更为精准。
[0099]
图9是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置第一滤波放大模块的电路连接示意图，可选的，参考图9，第一滤波放大模块包括：
[0100]
第十电阻r8、第十一电阻r9、第十二电阻r10、第十三电阻r11、第十四电阻r12、第十五电阻r13、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和双运算放大器u3；
[0101]
第一分压电阻的第一端与第十电阻r8的第一端电连接，第十电阻r8的第二端与第十一电阻r9的第一端和第一电容c1的第一端电连接，第一电容c1的第二端与双运算放大器u3的第一端1和第二端2电连接，第十一电阻r9的第二端与双运算放大器u3的第三端3电连接，第十一电阻r9的第二端2与第二电容c2的第一端电连接，第二电容c2的第二端与双运算放大器u3的第四端和第二接地端gnd2电连接；
[0102]
双运算放大器u3的第五端5与第十二电阻r10的第一端电连接，双运算放大器u3的
第六端6与第十三电阻r11的第一端电连接，第十二电阻r10的第二端和与双运算放大器u3的第一端1电连接，第十三电阻r11的第二端与第二接地端gnd2电连接，双运算放大器u3的第七端与第十四电阻r12的第一端和第十五电阻r13的第一端电连接，第十四电阻r12的第二端与双运算放大器u3的第六端6电连接，第十五电阻r13的第二端与第五电容c5的第一端和第一模数转换模块的第一端电连接，第五电容c5的第二端与第二接地端gnd2电连接；
[0103]
双运算放大器u3的第八端8与第二电源端vcc1电连接，第三电容c3的第一端和第四电容c4的第一端与第二电源端vcc1电连接，第三电容c3的第二端和第四电容c4的第二端与第二接地端gnd2电连接。
[0104]
具体的，在第一分压电阻rps两端的电压信号传入第一滤波放大模块后，电压信号经过第十电阻r8和第十一电阻r9进入双运算放大器u3的第三端3，电压信号经过滤波处理后，形成没有干扰信号的电压信号，将没有干扰信号的电压信号由双运算放大器u3的第一端1经第十二电阻r10输入至双运算放大器u3的第五端5，没有干扰信号的电压信号经过放大处理后，经过第十五电阻r13传入第一模数转换模块。
[0105]
图10是根据本发明实施例提供的又一种绝缘检测装置的结构示意图，可选的，参考图10，第一模数转换模块20包括：
[0106]
数模转换单元21和开关单元22；
[0107]
数模转换单元21的第一端与第一滤波放大模块10的第二端电连接，数模转换单元21的第二端与控制模块k的第二端电连接，数模转换单元21的第三端与开关单元22的第一端电连接，开关单元22的第二端与控制模块k的第三端电连接。
[0108]
具体的，控制模块k在向第一开关模块sp发送高电平信号的同时，控制模块k向第一模数转换模块20发送模数转换模块打开信号，控制开关单元22闭合，使得第一模数转换单元21开始工作，将由第一滤波放大模块10传入第一模数转换单元21的模拟信号转换为数字信号，并传递给控制模块k进行计算处理，最终计算出正电阻的阻值。
[0109]
图11是根据本发明实施例提供的再一种绝缘检测装置的结构示意图，可选的，参考图11，数模转换单元21包括：
[0110]
a/d转换器u4、第六电容c6和第七电容c7；
[0111]
a/d转换器u4的第七端7和第八端8与第二电源端vcc1电连接，a/d转换器u4的第五端5和第六端6与第二接地端gnd2电连接，a/d转换器u4的第四端4与第六电容c6的第一端和第七电容c7的第一端电连接，a/d转换器u4的第四端4与第十五电阻的第二端与第五电容的第一端电连接，第六电容c6的第二端和第七电容c7的第二端与第二接地端gnd2电连接，a/d转换器u4的第三端3与第二接地端gnd2电连接，a/d转换器u4的第二端2与开关单元22的第一端电连接，a/d转换器u4的第一端1、第九端9和第十端10与控制模块的第二端电连接。
[0112]
具体的，在开关单元22闭合的条件下，a/d转换器u4的第二端2会接收到高电平信号，进而触发启动a/d转换器u4打开工作，经第一滤波放大模块处理后的模拟信号，由a/d转换器u4的第四端传入，在a/d转换器u4中进行模数转换后，通过a/d转换器u4的第一端1、第九端9和第十端10传输给控制模块进行计算处理，最终计算出正电阻的阻值。
[0113]
可选的，继续参考图11，开关单元22包括：
[0114]
第十六电阻r14、第十七电阻r15、第十八电阻r16、第十九电阻r17、第三晶体管q3和第三光耦u5；
[0115]
控制模块的第三端与第十六电阻r14的第一端和第十七电阻r15的第一端电连接，第十七电阻r15的第二端与第三晶体管q3的第一端电连接，第十六电阻r14的第二端与第三晶体管q3的第二端和第一接地端gnd电连接，第三晶体管q3的第三端与第三光耦u5的第二端电连接，第一电源端vcc与第十八电阻r16的第一端电连接，第十八电阻r16的第二端与第三光耦u5的第一端电连接，第二电源端vcc1与第十九电阻r17的第一端电连接，第十九电阻r17的第二端与第三光耦u5的第四端电连接，第三光耦u5的第三端与第二接地端gnd2电连接，第三光耦u5的第四端与a/d转换器u4的第二端2电连接。
[0116]
具体的，控制模块在向第一开关模块发送高电平信号的同时，控制模块向开关单元22发送模数转换模块打开信号，开关单元22在接收到模数转换模块打开信号后，第三晶体管q3得电导通，使得第一电源端vcc、第十八电阻r16、第三光耦u5中的发光二极管、第三晶体管q3和第一接地端gnd导通，形成闭合回路，此时第三光耦u5中的发光二极管得电发光，使得第二电源端vcc1、第三光耦u5、第十九电阻r17和第二接地端gnd2导通，形成闭合回路，进而触发启动a/d转换器u4打开工作。
[0117]
图12是根据本发明实施例提供的另一种绝缘检测装置的结构示意图，可选的，参考图12，负极检测模块还包括：
[0118]
第二滤波放大模块100和第二模数转换模块200；
[0119]
第二开关模块sn包括第四光耦u6；
[0120]
第二开关模块sn的第一端与控制模块k的第四端电连接，第二开关模块sn中第四光耦u6的第一端与第二接地端gnd2电连接，第二开关模块sn中第四光耦u6的第二端与第二电阻rn1的第一端电连接，第二电阻rn1的第二端与第二分压电阻rns的第一端电连接，第二分压电阻rns的第二端与电源的负极o电连接，第二分压电阻rns的第一端与第二滤波放大模块100的第一端电连接，第二滤波放大模块100的第二端与第二模数转换模块200的第一端电连接，第二模数转换模块200的第二端与控制模块k的第五端电连接。
[0121]
其中，第二电阻rn1可以由多个电阻串联形成，示例性的，第二电阻rn1可以由4个阻值相同的电阻串联形成。第二开关模块sn与第一开关模块的电路相同。
[0122]
具体的，控制模块k在确定计算负电阻的阻值时，向第一开关模块sn发送高电平信号，第一开关模块sp在接收到控制模块k发送的高电平信号后，使得电源的负极o、第二电阻rn1、第二分压电阻rns和第二接地端gnd2导通，形成闭合回路。第一开关模块sn闭合使得第二分压电阻rns两端电压传输至第二滤波放大模块100，通过第二滤波放大模块100将传入的第二分压电阻rns两端电压的模拟信号进行滤波处理和放大处理，将经过处理后的模拟信号传入第二模数转换模块200，将第二分压电阻rns两端电压的模拟信号转化为数字信号，将通过第二模数转换模块200处理的数字信号传递给控制模块k进行计算处理，最终计算出负电阻的阻值。由于模拟信号经过第一滤波放大模块100处理，可以有效去除模拟信号中的干扰信号，使得控制模块k计算出的正电阻的阻值更为精准。
[0123]
示例性的，图13是根据本发明实施例提供的一种绝缘检测装置中第二模数转换模块的结构示意图，参考图13，经过处理后的模拟信号由引脚a传入第二模数转换模块，将第二分压电阻两端电压的模拟信号转化为数字信号，将通过第二模数转换模块处理的数字信号由引脚b传递给控制模块进行计算处理，最终计算出负电阻的阻值。
[0124]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例
如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0125]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种绝缘检测装置，用于检测储能系统的绝缘电阻值，所述储能系统包括电源、正电阻和负电阻，所述电源、所述正电阻和所述负电阻依次串联，所述正电阻和所述负电阻之间设置第一节点，参考地连接所述第一节点；其特征在于，绝缘检测装置包括：正极检测模块、负极检测模块和控制模块；所述正极检测模块包括第一电阻、第一分压电阻和第一开关模块，所述第一电阻、所述第一分压电阻和所述第一开关模块串联连接；所述负极检测模块包括第二电阻、第二分压电阻和第二开关模块，所述第二电阻、所述第二分压电阻和所述第二开关模块串联连接；所述正极检测模块连接在所述正电阻两端，且所述正极检测模块用于向所述控制模块输出第一分压电阻两端电压值；所述负极检测模块连接在所述负电阻两端，且所述负极检测模块用于向所述控制模块输出第二分压电阻两端电压值；所述控制模块用于根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算所述正电阻的阻值或根据所述第一闭合电压、所述第二闭合电压和所述第二开路电压计算所述负电阻的阻值；其中，所述第一闭合电压为在所述第一开关模块与所述第二开关模块同时闭合时，所述第一分压电阻两端的电压值；所述第二闭合电压为在所述第一开关模块与所述第二开关模块同时闭合时，所述第二分压电阻两端的电压值；第一开路电压为在所述第一开关模块闭合且所述第二开关模块断开时，所述第一分压电阻两端的电压值；所述第二开路电压为在所述第一开关模块断开且所述第二开关模块闭合时，所述第二分压电阻两端的电压值。2.根据权利要求1所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述第一闭合电压与所述第二闭合电压的比较结果，确定计算所述正电阻的阻值或所述负电阻的阻值。3.根据权利要求2所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述控制模块用于在根据所述第一闭合电压和所述第二闭合电压确定所述正电阻的阻值小于所述负电阻的阻值时，控制所述第二开关模块断开，控制所述第一开关模块闭合，并获取所述第一开路电压，以及根据所述第一闭合电压、所述第二闭合电压和所述第一开路电压计算所述正电阻的阻值；或者在根据所述第一闭合电压和所述第二闭合电压确定所述正电阻的阻值大于所述负电阻的阻值时，控制所述第一开关模块断开，控制所述第二开关模块闭合，并获取所述第二开路电压，以及根据所述第一闭合电压、所述第二闭合电压和所述第二开路电压计算所述负电阻的阻值。4.根据权利要求1所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述第一开关模块包括：第四电阻、第七电阻、第九电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一光耦、第二光耦和磁珠；所述控制模块的第一端与所述第一晶体管的第一端和所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述第一晶体管的第二端和第一接地端电连接，所述第一晶体管的第三端与所述第一光耦的第二端电连接，第一电源端与所述第一光耦的第一端电连接，第二电源端与所述第一光耦的第四端电连接，所述第一光耦的第三端与所述第二晶体管的第一端和所述第九电阻的第一端电连接；所述第二光耦的第一端和所述第七电阻的第一端与所述第二电源端连接，所述第七电
阻的第二端与所述第二光耦的第二端电连接，所述第九电阻的第二端与所述第二晶体管的第二端电连接，所述第二晶体管的第二端与第二接地端电连接，所述第二晶体管的第二端与所述磁珠的第一端电连接，所述磁珠的第二端与所述参考地电连接；所述第二晶体管的第三端与所述第二光耦电连接；所述第二光耦的第三端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二光耦的第四端与所述第一分压电阻的第一端电连接。5.根据权利要求4所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述正极检测模块还包括：第一滤波放大模块和第一模数转换模块；所述第一开关模块的第一端与所述控制模块的第一端电连接，所述第一开关模块的第二端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第一电阻的第一端与所述电源的正极电连接，所述第一开关模块的第三端与所述第一分压电阻的第一端电连接，所述第一分压电阻的第二端与第二接地端电连接，所述第一分压电阻的第一端与所述第一滤波放大模块的第一端电连接，所述第一滤波放大模块的第二端与所述第一模数转换模块的第一端电连接，所述第一模数转换模块的第二端与所述控制模块的第二端电连接，所述第一模数转换模块的第三端与所述控制模块的第三端电连接。6.根据权利要求5所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述第一滤波放大模块包括：第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一电容、第二电容和双运算放大器；所述第一分压电阻的第一端与所述第十一电阻的第一端和所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述双运算放大器的第一端和第二端电连接，所述第十一电阻的第二端与所述双运算放大器的第三端电连接，所述第十一电阻的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电容的第二端与所述双运算放大器的第四端和所述第二接地端电连接；所述双运算放大器的第五端与所述双运算放大器的第一端电连接，所述双运算放大器的第六端与所述第十三电阻的第一端电连接，所述第十三电阻的第二端与所述第二接地端电连接，所述双运算放大器的第七端与所述第十四电阻的第一端电连接，所述第十四电阻的第二端与所述双运算放大器的第六端电连接，所述双运算放大器的第七端与所述第二接地端和所述第一模数转换模块的第一端电连接；所述双运算放大器的第八端与第二电源端电连接。7.根据权利要求5所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述第一模数转换模块包括：数模转换单元和开关单元；所述数模转换单元的第一端与所述第一滤波放大模块的第二端电连接，所述数模转换单元的第二端与所述控制模块的第二端电连接，所述数模转换单元的第三端与所述开关单元的第一端电连接，所述开关单元的第二端与所述控制模块的第三端电连接。8.根据权利要求7所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述数模转换单元包括：a/d转换器、第六电容和第七电容；所述a/d转换器的第七端和第八端与第二电源端电连接，所述a/d转换器的第五端和第六端与第二接地端电连接，所述a/d转换器的第四端与所述第六电容的第一端和所述第七电容的第一端电连接，所述a/d转换器的第四端与第十五电阻的第二端与第五电容的第一端电连接，所述第六电容的第二端和所述第七电容的第二端与所述第二接地端电连接，所述a/d转换器的第三端与所述第二接地端电连接，所述a/d转换器的第二端与所述开关单元
的第一端电连接，所述a/d转换器的第一端、第九端和第十端与所述控制模块的第二端电连接。9.根据权利要求7所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述开关单元包括：第十六电阻、第三晶体管和第三光耦；所述控制模块的第三端与所述第十六电阻的第一端和所述第三晶体管的第一端电连接，所述第十六电阻的第二端与所述第三晶体管的第二端和第一接地端电连接，所述第三晶体管的第三端与所述第三光耦的第二端电连接，第一电源端与所述第三光耦的第一端电连接，第二电源端与所述第三光耦的第四端电连接，所述第三光耦的第三端与第二接地端电连接，所述第三光耦的第四端与a/d转换器的第二端电连接。10.根据权利要求1所述的绝缘检测装置，其特征在于，所述负极检测模块还包括：第二滤波放大模块和第二模数转换模块；所述第二开关模块包括第四光耦；所述第二开关模块的第一端与所述控制模块的第四端电连接，所述第二开关模块中第四光耦的第一端与第二接地端电连接，第二开关模块中第四光耦的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端电连接，所述第二分压电阻的第二端与所述电源的负极电连接，所述第二分压电阻的第一端与所述第二滤波放大模块的第一端电连接，所述第二滤波放大模块的第二端与所述第二模数转换模块的第一端电连接，所述第二模数转换模块的第二端与所述控制模块的第五端电连接。

技术总结
本发明公开了一种绝缘检测装置，用于检测储能系统的绝缘电阻值，绝缘检测装置包括：正极检测模块、负极检测模块和控制模块；正极检测模块包括第一电阻、第一分压电阻和第一开关模块；负极检测模块包括第二电阻、第二分压电阻和第二开关模块；正极检测模块用于向控制模块输出第一分压电阻两端电压值；负极检测模块用于向控制模块输出第二分压电阻两端电压值；控制模块用于根据第一闭合电压、第二闭合电压和第一开路电压计算正电阻的阻值或根据第一闭合电压、第二闭合电压和第二开路电压计算负电阻的阻值，提高了正电阻或负电阻的测量精度。度。度。


技术研发人员：彭宏伟
受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/22