[发明专利]用于感测电池漏电流的设备和方法及包括该设备的电池驱动设备和电池组

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理设备和方法，并且更加具体地涉及用于感测电池的漏电流的设备和方法。

背景技术

近来，伴随化石燃料枯竭和环境污染，在可以利用电池驱动而不使用化石燃料的电动车辆和混合动力车辆方面(在下文中，一般地称为电动车辆)引起更多的关注。

被用于电动车辆的电池大多数是蓄电池。蓄电池被分类成锂系列电池和镍氢系列电池。锂系列电池主要地被应用于小的产品例如数字照相机、P-DVD、MP3P、蜂窝式电话、PDA、便携式游戏装置、电动工具和电动自行车(E-bike)，并且镍氢系列主要地被应用于要求高输出的产品例如车辆。

使用电池的任何装置都需要将在电池和装置之间的绝缘保持在良好的状态中。电池的不良绝缘引起漏电流，漏电流导致各种问题。

作为参考，电池的漏电流引起电池的意外放电或者在该装置处设置的电子设备的故障。而且，在使用高电压电池的装置中采用的电池的漏电流可能对人产生致命的电击。

相应地，在相关技术中，要求研发一种用于彻底地监视电池的漏电流的方案。

发明内容

技术问题

本发明被设计成解决传统领域的问题，并且因此本发明的一个方面在于提供用于感测电池的漏电流的设备和方法，该设备和方法可以以容易的和准确的方式使用一种简单的电路配置感测电池的漏电流。本发明的另一个方面在于提供包括这种感测设备的电池驱动设备和电池组。

技术方案

本发明提供一种用于感测电池的漏电流的设备，该设备包括：通过从电池的阴极端子或者阳极端子检测的电压被充电的浮动电容器；用于选择用于阴极或者阳极端子的电压检测路径的端子选择切换单元；用于利用通过选择的电压检测路径检测的、阴极或者阳极端子的检测电压对浮动电容器充电的充电切换单元；用于反转对浮动电容器充电的阳极端子的检测电压的极性的极性反转切换单元；和漏电流确定单元，该漏电流确定单元用于感测对浮动电容器充电的阴极端子的检测电压和对浮动电容器充电的阳极端子的极性反转检测电压以计算漏电阻，并且然后比较计算的漏电阻与标准绝缘电阻以确定漏电流是否发生。

根据本发明的、用于感测电池的漏电流的设备可以进一步包括电压分布节点，所述电压分布节点被安设于在电池的阴极和阳极端子之间形成的第一线路上。

在本发明中，端子选择切换单元可以包括分别地在电压分布节点和电池的阴极端子之间和在电压分布节点和电池的阳极端子之间安设的第一开关和第二开关；和在从电压分布节点延伸的第二线路上安设的第三开关。

优选地，浮动电容器可以被安设在与第二线路平行地布置的第三线路上。

优选地，充电切换单元可以包括用于切换在浮动电容器的第一端子和选择的电压检测路径之间的连接的第四开关；和用于切换在浮动电容器的第二端子和地之间的连接的第五开关。

优选地，极性反转切换单元可以包括用于切换在浮动电容器的第一端子和地之间的连接的第六开关；和用于切换在浮动电容器的第二端子和选择的电压检测路径之间的连接的第七开关。

根据本发明，漏电流确定单元可以包括用于控制端子选择切换单元、充电切换单元和极性反转切换单元的操作的开关控制器；用于感测从浮动电容器输出的阴极端子的检测电压和阳极端子的极性反转检测电压并且然后输出与此相应的模拟电压信号的电压检测单元；用于将输出的模拟电压信号转换成数字电压信号的A/D(模/数)转换器；和用于使用从A/D转换器接收的数字电压信号计算漏电阻并且然后比较漏电阻与标准绝缘电阻以确定漏电流是否发生的CPU(中央处理单元)。

优选地，电压检测单元可以包括差分放大器，所述差分放大器用于感测从浮动电容器施加的阴极端子的检测电压和从浮动电容器施加的阳极端子的极性反转检测电压。

根据本发明，漏电流确定单元可以根据以下等式计算漏电阻：