绝缘阻值检测电路、绝缘阻值检测装置及电动车辆的制作方法

1.本技术属于绝缘阻值检测技术领域，尤其涉及一种绝缘阻值检测电路、绝缘阻值检测装置及电动车辆。


背景技术：

2.现有市场中高压对低压绝缘情况的监测方案中，目前采用比较多的绝缘电阻的测试方法比较多的就是使用平衡桥法、非平衡桥法或者注入法单独进行监测，这几种方法各有各的优缺点。
3.(1)注入法存在的缺陷：对于存在大电容的支路中，该方法测量必须补偿电容电流之后，计算出来的绝缘阻值；
4.(2)平衡桥法存在的缺陷：不能适用于复杂的接地回路中的绝缘电阻的检测；难以判断多点接地的复杂故障；
5.(3)不平衡桥法存在的缺陷：针对取样电阻的的误差要求非常严苛，误差也比较大。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供了一种绝缘阻值检测电路、绝缘阻值检测装置及电动车辆，可以解决现有的绝缘电阻测试方法存在的测试步骤复杂、误差大的问题。
7.第一方面，本技术实施例提供了绝缘阻值检测电路，与电源模块连接，包括：
8.第一限流模块，所述第一限流电阻的第一端与所述电源模块的正极端连接；
9.第二限流模块，所述第二限流模块的第一端与所述电源模块的负极端连接；
10.注入采样模块，与所述第一限流模块的第二端以及所述第二限流模块的第二端连接，用于生成注入采样信号；
11.非平衡桥采样模块，与所述第一限流模块的第二端以及所述第二限流模块的第二端连接，用于生成非平衡桥采样信号；
12.主控模块，分别与所述注入采样模块和所述非平衡桥采样模块连接，用于接收所述注入采样信号和所述非平衡桥采样信号，根据所述注入采样信号生成第一绝缘阻值，根据所述非平衡桥采样信号生成第二绝缘阻值，并根据所述第一绝缘阻值和所述第二绝缘阻值生成加权绝缘阻值；以及
13.切换开关模块，分别与所述注入采样模块、所述非平衡桥采样模块、所述第一限流模块、所述第二限流模块，用于根据用户输入的切换指令选择所述注入采样模块和所述非平衡桥采样模块对所述电源模块进行分时采样。
14.通过采用上述技术方案，由切换开关模块根据用户输入的切换指令选择所述注入采样模块和所述非平衡桥采样模块对所述电源模块进行分时采样，主控模块根据注入采样信号生成第一绝缘阻值，根据非平衡桥采样信号生成第二绝缘阻值，并根据第一绝缘阻值和第二绝缘阻值生成加权绝缘阻值，通过同时将两种检测得到的结果进行加权取值，达到
克服非平衡桥和注入法独有的缺陷，并将其优点融合，以达到更加可靠更加精准的绝缘电阻检测，可以解决现有的绝缘电阻测试方法存在的测试步骤复杂、误差大的问题。
15.在其中一个实施例中，所述切换开关模块包括：
16.第一切换开关单元，设于所述第一限流模块与所述注入采样模块之间，用于根据所述切换指令控制所述注入采样模块与所述第一限流模块之间的连接状态；
17.第二切换开关单元，设于所述第二限流模块与所述非平衡桥采样模块之间，用于根据所述切换指令控制所述非平衡桥采样模块与所述第二限流模块之间的连接状态。
18.通过采用上述技术方案，可以通过第一切换开关单元和第二切换开关单元的通断控制采用不同的采样方法对电源模块进行分时选择性采样。
19.在其中一个实施例中，所述切换开关模块还包括：
20.主切换开关单元，分别与所述第一切换开关单元和所述第二切换开关单元连接，用于控制所述第一切换开关单元与所述电源模块之间的连接关系，以及控制所述第二切换开关单元与所述电源模块之间的连接关系。
21.通过采用上述技术方案，可以通过主切换开关单元对采样过程进行控制。
22.在其中一个实施例中，所述第一限流模块由至少一个限流电阻组成；所述至少一个限流电阻的第一端与所述电源模块的正极端连接，所述至少一个限流电阻的第二端与所述第一切换开关单元连接。
23.在其中一个实施例中，所述第二限流模块由至少一个限流电阻组成；所述至少一个限流电阻的第一端与所述电源模块的负极端连接，所述至少一个限流电阻的第二端与所述第二切换开关单元连接。
24.在其中一个实施例中，所述第一切换开关单元为切换开关、单刀单掷开关、继电器或者隔离光耦开关中的任意一项；和/或者
25.所述第二切换单元为切换开关、单刀单掷开关、继电器或者隔离光耦开关中的任意一项。
26.在其中一个实施例中，所述注入采样模块包括第一检测电阻以及激励注入信号源；所述第一检测电阻的第一端以及所述主控模块的第一注入采样信号端共接于所述第一限流模块，所述第一检测电阻的第二端与所述激励注入信号源的第一端共接于所述主控模块的第二注入采样信号端，所述激励注入信号源的的第二端接低压地。
27.在其中一个实施例中，所述非平衡桥采样模块包括：第二检测电阻；所述第二检测电阻的第一端与所述主控模块的非平衡桥采样信号端共接于所述第二限流模块，所述第二检测电阻的第二端接低压地。
28.通过采用上述技术方案，可以通过切换开关模块的切换，完成不平衡桥电路和注入法电路的分时采样，同时将两种检测得到的结果进行加权取值，达到克服非平衡桥和注入法独有的缺陷，并仅最大的限限的将其优点融合；以达到更加可靠更加精准的绝缘电阻检测。
29.第二方面，本技术实施例提供了一种绝缘阻值检测装置，包括第一方面中任一项所述的绝缘阻值检测电路。
30.第三方面，本技术实施例提供了一种电动车辆，包括第一方面中任一项所述的绝缘阻值检测电路。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本技术的一个实施例提供的绝缘阻值检测电路的电路结构示意图；
33.图2是本技术再一实施例提供的绝缘阻值检测电路的电路连接示意图；
34.图3是本技术又一实施例提供的绝缘阻值检测电路的电路连接示意图；
35.图4是本技术又一实施例提供的绝缘阻值检测电路的电路连接示意图。
具体实施方式
36.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
37.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
38.还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
39.为了说明本技术所述的技术方案，下面通过具体实施方式来进行说明。
40.本技术实施例提供了一种绝缘阻值检测电路，参见图1所示，本实施例中的绝缘阻值检测电路与电源模块10连接，绝缘阻值检测电路包括第一限流模块20、第二限流模块30、注入采样模块40、非平衡桥采样模块50、主控模块60以及切换开关模块70。在本实施例中，第一限流电阻的第一端与电源模块10的正极端101连接，第二限流模块30的第一端与电源模块10的负极端102连接，注入采样模块40通过切换开关模块70与第一限流模块20的第二端以及第二限流模块30的第二端连接，注入采样模块40对电源模块10进行采样生成注入采样信号，非平衡桥采样模块50通过切换开关模块70与第一限流模块20的第二端以及第二限流模块30的第二端连接，非平衡桥采样模块50用于对电源模块10进行采样生成非平衡桥采样信号，主控模块60分别与注入采样模块40和非平衡桥采样模块50连接，用于接收注入采样信号和非平衡桥采样信号，根据注入采样信号生成第一绝缘阻值，根据非平衡桥采样信号生成第二绝缘阻值，并根据第一绝缘阻值和第二绝缘阻值生成加权绝缘阻值，其中，通过切换开关模块70根据用户输入的切换指令选择注入采样模块40和非平衡桥采样模块50对电源模块10进行分时采样。
41.在本实施例中，注入采样模块40对电源模块10采用注入激励信号的方式进行注入采样生成注入采样信号，非平衡桥采样模块50对电源模块10采用非平衡桥采样方式进行采样生成非平衡桥采样信号，由切换开关模块70根据用户输入的切换指令选择注入采样模块40和非平衡桥采样模块50对电源模块10进行分时采样，主控模块60根据注入采样信号生成
第一绝缘阻值，根据非平衡桥采样信号生成第二绝缘阻值，并根据第一绝缘阻值和第二绝缘阻值生成加权绝缘阻值，通过同时将两种检测得到的结果进行加权取值，达到克服非平衡桥和注入法独有的缺陷，并将其优点融合，以达到更加可靠更加精准的绝缘电阻检测，可以解决现有的绝缘电阻测试方法存在的测试步骤复杂、误差大的问题。
42.在一个实施例中，主控模块60根据注入采样信号生成第一绝缘阻值，根据非平衡桥采样信号生成第二绝缘阻值，并根据第一绝缘阻值和第二绝缘阻值生成加权绝缘阻值，通过同时将两种检测得到的结果进行加权取值。具体的，该加权取值可以求第一绝缘阻值和第二绝缘阻值的平均值，例如，非平衡桥采样信号的电压值和注入采样信号的电压值确定其平均电压值，将其平均电压值作为加权绝缘阻值。
43.在一个实施例中，切换开关模块70可以由多个开关组成，用户可以根据需要选择对应的采样模块接入电源模块10中，对电源模块10进行采样，例如，在第一采样周期，通过切换开关模块70导通注入采样模块40和电源模块10之间的连接，同时关断非平衡桥采样模块50与电源模块10之间的连接，注入采样模块40对电源模块10采用注入激励信号的方式进行注入采样生成注入采样信号发送至主控模块40，在第二采样周期，通过切换开关模块70关断注入采样模块40和电源模块10之间的连接，同时导通非平衡桥采样模块50与电源模块10之间的连接，非平衡桥采样模块50对电源模块10采用非平衡桥采样方式进行采样生成非平衡桥采样信号发送至主控模块40，从而通过分时采样同时获取注入采样信号和非平衡桥采样信号，通过同时将两种检测得到的结果进行加权取值，达到克服非平衡桥和注入法独有的缺陷，并将其优点融合，以达到更加可靠更加精准的绝缘电阻检测。
44.在其中一个实施例中，图1所示的电源模块10可以为电压高于36v的交流电源，或者电压高于60v的直流电源。例如，电源模块10可以为电池组，或者市电等一切高电压的电源。
45.在其中一个实施例中，参见图1所示，电源模块10可以由多个电池11组成。
46.在其中一个实施例中，参见图2所示，切换开关模块70包括：第一切换开关单元71和第二切换开关单元72，其中，第一切换开关单元71设于第一限流模块20与注入采样模块40之间，第一切换开关单元71用于根据切换指令控制注入采样模块40与第一限流模块20之间的连接状态。第二切换开关单元72设于第二限流模块30与非平衡桥采样模块72之间，用于根据切换指令控制非平衡桥采样模块72与第二限流模块30之间的连接状态。
47.在本实施例中，通过第一切换开关单元和第二切换开关单元的通断控制采用不同的采样方法对电源模块进行分时选择性采样。
48.在其中一个实施例中，参见图3所示，切换开关模块70还包括主切换开关单元73，主切换开关单元73分别与第一切换开关单元71和第二切换开关单元73连接，主切换开关单元73用于控制第一切换开关单元71与电源模块10之间的连接关系，以及控制第二切换开关单元72与电源模块10之间的连接关系。
49.在本实施例中，主切换开关单元73控制采样模块与电源模块10之间的连接关系，并控制电源模块10的回路通断，可以通过主切换开关单元73对采样的过程进行控制。
50.在一个实施例中，参见图4所示，主切换开关单元73包括第一切换开关s
p
和第二切换开关sn。
51.在本实施例中，可以通过第一切换开关s
p
和第二切换开关sn控制电源模块10的回
路通断，从而对采样的过程进行控制。
52.在本实施例中，参见图4所示，rp和rn分别为高压正极对低压地(pgnd)的等效绝缘电阻、高压负极对电压地的等效绝缘电阻，pgnd为低压侧的参考地。
53.在其中一个实施例中，第一限流模块20由至少一个限流电阻组成，所述至少一个限流电阻的第一端与电源模块10的正极端101连接，所述至少一个限流电阻的第二端与第一切换开关单元71连接。
54.在其中一个实施例中，第二限流模块30由至少一个限流电阻组成，所述至少一个限流电阻的第一端与电源模块10的负极端102连接，所述至少一个限流电阻的第二端与第二切换开关单元72连接。
55.在其中一个实施例中，参见图4所示，第一限流模块20包括第一限流电阻rs1和第二限流电阻rs2；第一限流电阻rs1的第一端与电源模块10的正极端连接，第一限流电阻rs1的第二端与第二限流电阻rs2的第一端连接，第二限流电阻rs2的第二端与第一切换开关单元71连接。
56.在其中一个实施例中，参见图4所示，第二限流模块30包括第三限流电阻rs3和第四限流电阻rs4；第三限流电阻rs3的第一端与电源模块10的负极端连接，第三限流电阻rs3的第二端与第四限流电阻rs4的第一端连接，第四限流电阻rs4的第二端与第二切换开关单元72连接。
57.在其中一个实施例中，参见图4所示，第一切换开关单元71可以为第一检测开关sin，第一检测开关sin可以为切换开关、单刀单掷开关、继电器或者隔离光耦开关中的任意一项。
58.在其中一个实施例中，参见图4所示，第二切换开关单元72可以为第二检测开关s
pe
，第二检测开关s
pe
可以为切换开关、单刀单掷开关、继电器或者隔离光耦开关中的任意一项。
59.在其中一个实施例中，参见图4所示，注入采样模块40包括第一检测电阻rin以及激励注入信号源us。
60.在本实施例中，第一检测开关sin的第一端与第一限流模块20连接，第一检测开关sin的第二端与第一检测电阻rin的第一端共接于主控模块60的第一注入采样信号端，第一检测电阻rin的第二端与激励注入信号源us的第一端共接于主控模块60的第二注入采样信号端，激励注入信号源的us的第二端接低压地。
61.在其中一个实施例中，参见图4所示，非平衡桥采样模块50包括第二检测电阻r
pe
。
62.在本实施例中，第二检测开关s
pe
的第一端与第二限流模块30连接，第二检测开关s
pe
的第二端与第二检测电阻r
pe
的第一端共接于主控模块60的非平衡桥采样信号端，第二检测电阻r
pe
的第二端接低压地。
63.在本实施例中，可以通过第一检测开关sin和第二检测开关s
pe
的切换，完成不平衡桥电路和注入法电路的分时采样，同时将两种检测得到的结果进行加权取值，达到克服非平衡桥和注入法独有的缺陷，并仅最大的限限的将其优点融合；以达到更加可靠更加精准的绝缘电阻检测。
64.在其中一个实施例中，第一切换开关s
p
和第二切换开关sn可以为切换开关、单刀单掷开关、继电器或者隔离光耦开关中的任意一项。
65.在一个具体应用实施例中，参见图4所示，注入采样模块40、非平衡桥采样模块50为绝缘检测回路中的电压采样电路，us为低频注入法注入电源。
66.在本实施例中，使用注入采样模块40检测时，非平衡桥采样模块50断开，此时第二检测开关s
pe
断开，第二切换开关单元72，第一切换开关单元71，第一检测开关sin闭合，低频信号us向绝缘回路电路中注入，通过检测a 和a-的电压值(即注入采样信号)计算得到一组高压正极对地和高压负极对地的绝缘阻值的并联值。
67.进一步地，使用非平衡桥采样模块50检测时时，注入采样模块40断开，闭合第二检测开关s
pe
，断开，第一检测开关sin，通过控制非平衡桥采样模块50的闭合测出非平衡桥采样信号的值，可计算出一组高压正极对地和高压负极对地的绝缘阻值；
68.本技术实施例还提供了一种绝缘阻值检测装置，包括上述实施例中任一项所述的绝缘阻值检测电路。
69.本技术实施例还提供了一种电动车辆，包括上述实施例中任一项所述的绝缘阻值检测电路。
70.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。