一種電池組絕緣檢測(cè)裝置及其絕緣檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電池組絕緣檢測(cè)裝置及其絕緣檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全國(guó)新能源行業(yè)的快速發(fā)展，為滿足市場(chǎng)需求，各領(lǐng)域?qū)︿囯姵仉娫聪到y(tǒng)的能量等級(jí)和電壓等級(jí)要求也在逐步提高，目前鋰電池電源系統(tǒng)均具有成組特性，即電池系統(tǒng)中的核心部件為包括由若干個(gè)電池模塊串聯(lián)構(gòu)成的電池組，即該電池組由η個(gè)電池模塊依次串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)電池模塊由至少一個(gè)單體電池組成。面對(duì)高電壓、高能量密度的電池系統(tǒng)，因絕緣不良而引發(fā)的電池系統(tǒng)內(nèi)部故障也最為常見，由其引發(fā)的內(nèi)部放電、內(nèi)部短路帶來的危害也最大，因此如何提高其使用安全性，實(shí)現(xiàn)絕緣狀態(tài)的自動(dòng)巡檢、自動(dòng)排查、自動(dòng)預(yù)警及自動(dòng)保護(hù)等功能，對(duì)系統(tǒng)整體使用的安全性、可靠性及穩(wěn)定性均具有不可替代的重要意義。
[0003]而實(shí)現(xiàn)這一保護(hù)功能的核心部件為其絕緣檢測(cè)單元。目前常規(guī)成組的動(dòng)力電池系統(tǒng)，多采用在系統(tǒng)主正、主負(fù)部分設(shè)置絕緣檢測(cè)裝置，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)，比如申請(qǐng)?zhí)枮?01120521255.4的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種電動(dòng)車動(dòng)力電池系統(tǒng)的絕緣檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀能夠獲取電池系統(tǒng)的絕緣電阻值。該檢測(cè)儀可在系統(tǒng)任意點(diǎn)發(fā)生絕緣不良時(shí)，及時(shí)上傳故障信息，便于遠(yuǎn)端監(jiān)控，但該方式無法準(zhǔn)確判定電池組內(nèi)部的絕緣故障部位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種電池組絕緣檢測(cè)裝置，用以解決傳統(tǒng)的絕緣檢測(cè)裝置無法確定絕緣故障部位的問題。本發(fā)明同時(shí)提供一種電池組絕緣檢測(cè)方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種電池組絕緣檢測(cè)裝置，該電池組由η個(gè)電池模塊依次串聯(lián)構(gòu)成，該絕緣檢測(cè)裝置包括控制器和與電池模塊一一對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊，絕緣檢測(cè)模塊的信號(hào)輸入端連接對(duì)應(yīng)電池模塊的正負(fù)極，所述絕緣檢測(cè)模塊輸出連接到所述控制器的信號(hào)輸入端。
[0006]所述絕緣檢測(cè)模塊包括正極信號(hào)輸入端、負(fù)極信號(hào)輸入端、正極電流互感器、負(fù)極電流互感器和運(yùn)算單元，所述正極信號(hào)輸入端用于連接對(duì)應(yīng)電池模塊的正極，所述負(fù)極信號(hào)輸入端用于連接對(duì)應(yīng)電池模塊的負(fù)極;所述絕緣檢測(cè)模塊包括兩條檢測(cè)線路，第一檢測(cè)線路上串設(shè)有正極檢測(cè)電阻和所述正極電流互感器，第二檢測(cè)線路上串設(shè)有負(fù)極檢測(cè)電阻和所述負(fù)極電流互感器，所述第一檢測(cè)線路的一端為所述正極信號(hào)輸入端，所述第二檢測(cè)線路的一端為所述負(fù)極信號(hào)輸入端，所述第一檢測(cè)線路的另一端連接所述第二檢測(cè)線路的另一端，并連接接地極;所述正極電流互感器和負(fù)極電流互感器的信號(hào)輸出端連接所述運(yùn)算單元，所述運(yùn)算單元用于對(duì)采集到的電流信息進(jìn)行比較，所述運(yùn)算單元輸出連接所述控制器的信號(hào)輸入端。
[0007]所述絕緣檢測(cè)裝置還包括一個(gè)用于檢測(cè)整個(gè)電池組絕緣情況的主回路絕緣檢測(cè)單元，所述主回路絕緣檢測(cè)單元包括主回路運(yùn)算單元，第一個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的負(fù)極電流互感器的信號(hào)輸出端連接所述主回路運(yùn)算單元，第η個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的正極電流互感器的信號(hào)輸出端連接所述主回路運(yùn)算單元，所述主回路運(yùn)算單元用于對(duì)采集到的電流信息進(jìn)行比較，所述主回路運(yùn)算單元輸出連接所述控制器的信號(hào)輸入端。
[0008]所述絕緣檢測(cè)裝置還包括串設(shè)在相鄰電池模塊之間的連接線路上的控制開關(guān)，所述控制器控制連接所述控制開關(guān)。
[0009]所述控制器為BMS。
[0010]所有的絕緣檢測(cè)模塊共用一個(gè)接地極。
[0011]—種上述電池組絕緣檢測(cè)裝置的電池組絕緣檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法包括以下步驟:
[0012](I)、對(duì)于任意一個(gè)電池模塊，采集該電池模塊對(duì)應(yīng)的正極檢測(cè)電阻上和負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流值；
[0013](2)、比較采集到的兩個(gè)電流值，當(dāng)該電池模塊對(duì)應(yīng)的正極檢測(cè)電阻上的電流值與該電池模塊對(duì)應(yīng)的負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流值之間的誤差值大于設(shè)定的第一比較閾值時(shí)，判定該電池模塊絕緣不良。
[0014]在所述步驟(I)之前，所述檢測(cè)方法還包括以下步驟:
[0015]I)、對(duì)于整個(gè)電池組，采集第一個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流值，以及第η個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的正極檢測(cè)電阻上的電流值；
[0016]2)、比較采集到的兩個(gè)電流值，當(dāng)所述第一個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流值與所述第η個(gè)電池模塊對(duì)應(yīng)的絕緣檢測(cè)模塊中的正極檢測(cè)電阻上的電流值之間的誤差值大于設(shè)定的第二比較閾值時(shí)，進(jìn)行所述步驟(I)。
[0017]本發(fā)明提供的電池組絕緣檢測(cè)裝置中，包括多個(gè)絕緣檢測(cè)模塊，絕緣檢測(cè)模塊的個(gè)數(shù)與電池模塊的個(gè)數(shù)相同，并且兩者一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)絕緣檢測(cè)模塊的信號(hào)輸入端連接對(duì)應(yīng)電池模塊的正負(fù)極，能夠檢測(cè)出對(duì)應(yīng)電池模塊的絕緣狀況，所以，該檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)出所有的電池模塊的絕緣情況，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確得出該電池組內(nèi)的哪一個(gè)電池模塊出現(xiàn)了絕緣故障，所以，該絕緣檢測(cè)裝置能夠與準(zhǔn)確判定電池組內(nèi)部的絕緣故障部位，為后續(xù)的故障檢修以及故障排除打下基礎(chǔ)，確保電池組使用的安全型、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
[0018]本發(fā)明提供的電池組絕緣檢測(cè)方法，對(duì)于任意一個(gè)電池模塊，首先，采集該電池模塊對(duì)應(yīng)的正極檢測(cè)電阻上和負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流值;然后，比較采集到的兩個(gè)電流值，當(dāng)這兩個(gè)電流值之間的誤差大于設(shè)定的第一比較閾值時(shí)，判定該電池模塊絕緣不良。該方法步驟簡(jiǎn)單，涉及到的檢測(cè)參數(shù)較少，并且能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出電池組中的各個(gè)電池模塊的絕緣情況。
【附圖說明】
[0019]圖1是電源系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖；
[0020]圖2是絕緣檢測(cè)裝置與電池組之間的連接示意圖；
[0021 ]圖3是絕緣檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是絕緣檢測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提供的電源系統(tǒng)包括電池組和電池組絕緣檢測(cè)裝置，其中，電池組的布置方式與現(xiàn)有的常規(guī)布置方式相同，由若干個(gè)依次串聯(lián)的電池模塊組成，每個(gè)電池模塊由一個(gè)或者多個(gè)單體電池組成。電池模塊的配置可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活設(shè)置。由于電池組屬于常規(guī)技術(shù)，這里不做贅述，本實(shí)施例中，單體電池以具有代表性的鋰電池為例，并且該電池組由η個(gè)電池模塊組成；以下對(duì)電池組絕緣檢測(cè)裝置進(jìn)行重點(diǎn)說明。
[0025]如圖2所示，電池組絕緣檢測(cè)裝置包括η個(gè)絕緣檢測(cè)模塊，絕緣檢測(cè)模塊與電池模塊之間一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)絕緣檢測(cè)模塊的信號(hào)輸入端連接對(duì)應(yīng)電池模塊的正負(fù)極，圖2中，絕緣檢測(cè)模塊I與電池模塊I連接，絕緣檢測(cè)模塊2與電池模塊2連接……絕緣檢測(cè)模塊η與電池模塊η連接;η個(gè)絕緣檢測(cè)模塊的輸出端均連接到BMS的信號(hào)輸入端。每個(gè)絕緣檢測(cè)模塊檢測(cè)對(duì)應(yīng)電池模塊的絕緣狀態(tài)，并將檢測(cè)得到的信息傳輸給BMS，BMS進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0026]η個(gè)絕緣檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)相同，如圖3所示，對(duì)于任意一個(gè)絕緣檢測(cè)模塊，該絕緣檢測(cè)模塊包括正極信號(hào)輸入端、負(fù)極信號(hào)輸入端、正極電流互感器、負(fù)極電流互感器和運(yùn)算單元，正極信號(hào)輸入端用于連接對(duì)應(yīng)電池模塊的正極，負(fù)極信號(hào)輸入端用于連接對(duì)應(yīng)電池模塊的負(fù)極;絕緣檢測(cè)模塊包括兩條檢測(cè)線路，第一檢測(cè)線路上串設(shè)有正極檢測(cè)電阻和正極電流互感器，第二檢測(cè)線路上串設(shè)有負(fù)極檢測(cè)電阻和負(fù)極電流互感器，第一檢測(cè)線路的一端為正極信號(hào)輸入端，第二檢測(cè)線路的一端為負(fù)極信號(hào)輸入端，第一檢測(cè)線路的另一端連接第二檢測(cè)線路的另一端，并連接接地極;正極電流互感器用于采集正極檢測(cè)電阻上的電流，負(fù)極電流互感器用于采集負(fù)極檢測(cè)電阻上的電流，正極電流互感器和負(fù)極電流互感器的信號(hào)輸出端連接對(duì)應(yīng)運(yùn)算單元的信號(hào)輸入端。η個(gè)絕緣檢測(cè)模塊就對(duì)應(yīng)有η個(gè)運(yùn)算單元，這η個(gè)運(yùn)算單元均輸出連接到BMS上的對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端。從圖3中能夠看出，η個(gè)絕緣檢測(cè)模塊還可以共用一個(gè)接地極。
[0027]另外，BMS還與整車控制器進(jìn)行通信連接，方便信息的上傳。
[0028]對(duì)于其中任意一個(gè)絕緣檢測(cè)模塊，運(yùn)算單元用于對(duì)采集到的電流信息進(jìn)行比較處理，當(dāng)系統(tǒng)因各類原因發(fā)生絕緣不良時(shí)，會(huì)出現(xiàn)流過正負(fù)檢測(cè)電阻的電流不相等的情況。運(yùn)算單元計(jì)算出正負(fù)檢測(cè)電阻上的電