電動汽車絕緣性能的檢測方法
2023-04-30 04:08:56
專利名稱：電動汽車絕緣性能的檢測方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車技術領域，具體是指一種電動汽車絕緣性能的檢測方法。
背景技術：
出於對能源和環境的考慮，電動汽車因其節能環保而得到快速發展。為了達到一定的電壓等級，電動汽車中常常將多節電池串聯使用，電壓範圍在300-500V之間。在電動汽車的實際運行當中，工作環境比較複雜，振動磨損、溫度和溼度的變化、液體腐蝕等原因， 都會引起絕緣性能的下降，危及車內人員的人身安全。因此，絕緣檢測技術是電動汽車關係人身安全的一項重要技術。現階段絕緣測量方法主要分為交流法和直流法。交流法通過將高頻交流信號注入到電氣迴路中，然後根據反饋回來信號的幅值和相位的變化來推算絕緣電阻。這種測量方法需要向直流系統注入附加交流測試信號，會對直流系統本身帶來一定的影響，幹擾直流系統工作，並且其電路複雜、穩定性不好。直流法一般通過測量絕緣電阻的方式完成。該方法認為待測車輛直流母線正負極對地各具有一個固定的絕緣電阻，絕緣良好的情況下這兩個電阻相等，絕緣性能下降時這兩個電阻就不相等了。另外檢測迴路在正負母線和地之間也串入兩個等值電阻和採樣電路，當絕緣電阻發生變化時，採樣迴路採回的電壓會發生變化，然後根據一定的公式就可以推出絕緣電阻。這種方法的缺點是檢測系統要求精度很高， 檢測系統串入的電阻阻值不能太大，否則影響測量精度。因阻值小，所以串入的電阻本身就降低了電動汽車的絕緣性能。另外正負母線絕緣性能同時降低時該方法也測不出來。
發明內容
針對上述問題，本發明提供一種注入直流電源的電動汽車絕緣性能檢測方法。為解決上述問題，本發明採取技術方案為一種電動汽車絕緣性能的檢測方法，其步驟為
(1)視車體為地，電池組直流母線正、負極對地的絕緣電阻分別為R+和R-；
(2)將直流母線正極端依次串接繼電器一、直流電源一、採樣電阻R3，採樣電阻R3另一端接地；將直流母線負極依次串接繼電器二、直流電源二、採樣電阻R4，採樣電阻R4另一端接地；同時，繼電器一與地之間串接分壓電阻Rl和R1』，繼電器二與地之間串接分壓電阻R2 和 R2，；
(3 )控制繼電器Jl及繼電器J2閉合，且直流電源一和直流電源二不輸出，設電池組總電壓在電阻R+和R-所分電壓分別為U+、U-；可以通過對電阻R1』和R2』上的電壓信號進行採樣，換算出R+和R-上的電壓；根據R+和R-上電壓的大小，可以得出R+和R-的比例關係式，設該關係式為公式一；
(4)再控制繼電器Jl閉合、繼電器J2斷開，直流電源一輸出電壓信號，直流電源二不輸出，則電池組總電壓和直流電源一輸出的電壓同時注入到電阻R+、R-、R1、R1』組成的電路回
路；設流過電阻R+的電流為,流過電阻R-的電流為I—,流過電阻R3的電流為Zjb ,流過電阻Rl的電流為Im ；對電阻Rl，、 R3上的電壓進行採樣，根據電路原理I+ + Im =L+ Zjb ,設該式為公式二，則根據公式二及公式一求出R+ ；
(5)再控制繼電器J2閉合、繼電器Jl斷開，直流電源一不輸出，直流電源二輸出電壓信號，則電池組總電壓和直流電源二輸出的電壓同時注入到電阻R+、R-> R2、R2』構成的電路
迴路中；設流過電阻R+的電流為/+ ,流過電阻R-的電流力流過電阻R2的電流為, 流過電阻R4的電流為44，對電阻R2』及電阻R4上的電壓信號進行採樣，根據電路原理可
知/+ + Im = L + 42,設該式為公式三，則根據公式三及公式一求出R-。步驟(2)中在直流電源一與繼電器一之間接有二極體Dl，直流電源一接二極體Dl 正極。步驟(2 )中在直流電源二與繼電器二之間接有二極體D2，直流電源二接二極體D2 負極。與現有技術相比，本發明的有益效果在於
(1)本發明採用注入直流電源的方法進行檢測，檢測精度高，分壓電阻阻值可以選得大，測量時對車輛絕緣性能影響小，且不幹擾原有車輛系統的正常工作；
(2)所述方法能同時檢測正負母線對地電阻，克服了其他方法在正負母線絕緣性能同時下降時無法檢測出絕緣電阻的缺陷；
(3)所述方法通過繼電器連接直流電源，在不進行絕緣測量時，檢測電路與正負母線斷開，對車輛絕緣性能無任何影響。
圖1為本發明所述方法硬體電路原理示意圖2為圖1所示電路中繼電器Jl、J2閉合，直流電源一、二不輸出時的等效電路圖； 圖3為圖1所示電路中繼電器Jl閉合、J2斷開，直流電源一輸出、直流電源二不輸出時的等效電路圖4為圖1所示電路中繼電器Jl斷開、J2閉合，直流電源一不輸出、直流電源二輸出時的等效電路圖。
具體實施例方式為了便於本領域技術人員理解，下面結合實施例及附圖對本發明作進一步的詳細說明。如圖1，本發明所揭示的電動汽車絕緣性能的檢測方法採用繼電器、分壓電阻、二極體、直流電源和採樣電路配合特定的檢測步驟和算法實現。其中，繼電器JI和直流母線正極端相連，繼電器J2和直流母線負極相連。繼電器Jl和地之間串入分壓電阻Rl和R1』， 繼電器J2和地之間串入分壓電阻R2和R2』，直流母線正極和負極中點接地。直流電源1通過二極體Dl和電阻R3向電路注入直流信號，直流電源2通過二極體D2和電阻R4向電路注入直流信號。在電阻R1』、R2』、R3、R4上分別設置電壓採樣電路。圖中，電阻R+和R-表示待測試的車輛的絕緣電阻。檢測時，首先控制繼電器Jl及繼電器J2閉合，且直流電源一和直流電源二不輸出。此時，電池組總電壓在電阻R+和R-上各分出一定電壓，此時圖1的等效電路如圖2所示。如果設電阻R+和R-上的電壓分別為U+、U-，通過對電阻R1』和R2』上的電壓信號進行採樣，電阻Rl』、R2』、Rl、R2均已知，則可求al與a2及a2與a3每兩點之間的電壓，即U+、 U-，進而可以得出R+和R-的比例關係。當需檢測絕緣電阻R+時，則控制繼電器Jl閉合、繼電器J2斷開，直流電源一輸出電壓信號。此時電池組總電壓和直流電源一輸出的電壓同時注入到R+、R_、R1、R1』構成的電路迴路中，則圖1的等效電路如圖3所示。設流過電阻R+的電流為，流過電阻R-的電流為L ,流過電阻R3的電流為Ii3 ,流過電阻Rl的電流為Isx。對電阻Rl』、R3上的電壓
進行採樣，同時根據圖3所示等效電路有關係式/+ + IM = L +43，根據該關係式及R+和 R-的比例關係可求出直流母線正極對地的絕緣電阻R+。當需檢測絕緣電阻R-時，則控制繼電器J2閉合、繼電器Jl斷開，直流電源二輸出電壓信號。此時電池組總電壓和直流電源二輸出的電壓同時注入到R+、R_、R2、R2』構成的
電路迴路中，圖1的等效電路如圖4。同樣設流過電阻R+的電流為/+ ,流過電阻R-的電流
為，流過電阻R2的電流為42 ,流過R4的電流為。對電阻R2』及電阻R4上的電壓信
號進行採樣，同時根據圖4電路原理有/+ + Im = L + 42,據該關係式及R+和R-的比例關係可求出直流母線負極對地的絕緣電阻R-。測試電路中，二極體Dl和D2的作用是防止直流電源沒有輸出時，電流從電池側流入直流電源。實際上，在求出直流母線正極對地的絕緣電阻R+時，根據R+、R-的比例關係是可以直接得出直流母線負極對地的絕緣電阻R-，但經過上述電路控制得到圖4等效電路後再求出R-，可以避免先計算R+再算出R-帶來的捨入誤差。另外，本發明分別計算直流母線正負極對地的絕緣電阻R+、R-的方法，還可提高絕緣檢測的可靠性。若直流電源1損壞，R+ 無法直接得出，但是仍可通過先計算R-的值，再推算出R+。同理，若直流電源2損壞，也可以通過先計算R+，再推算出R-。本發明未具體介紹的推算過程，均為本領域技術人員根據電路常識可直接確定的，在此不再贅述。需要說明的是，以上僅為本發明較佳的實施方案，在未脫離本發明構思前提下，在現有技術範圍內對本發明所做的任何均等變化與修飾均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種電動汽車絕緣性能的檢測方法，其步驟為(1)視車體為地，電池組直流母線正、負極對地的絕緣電阻分別為R+和R-；(2)將直流母線正極端依次串接繼電器一、直流電源一、採樣電阻R3，採樣電阻R3另一端接地；將直流母線負極依次串接繼電器二、直流電源二、採樣電阻R4，採樣電阻R4另一端接地；繼電器一與地之間串接分壓電阻Rl和R1』，繼電器二與地之間串接分壓電阻R2和R2，；在直流電源一與繼電器一之間接有二極體D1，直流電源一接二極體Dl正極；在直流電源二與繼電器二之間接有二極體D2，直流電源二接二極體D2負極；(3)控制繼電器Jl及繼電器J2閉合，且直流電源一和直流電源二不輸出，設電池組總電壓在電阻R+和R-所分電壓分別為U+、U-；通過對電阻R1』和R2』上的電壓信號進行採樣換算出R+和R-上的電壓；根據R+和R-上電壓的大小，可以得出R+和R-的比例關係， 設該關係式為公式一；(4)再控制繼電器Jl閉合、繼電器J2斷開，直流電源一輸出電壓信號，直流電源二不輸出，則電池組總電壓和直流電源一輸出的電壓同時注入到電阻R+、R-> RU R1』組成的電路迴路；設流過電阻R+的電流為，流過電阻R-的電流為廠，流過電阻R3的電流為、3， 流過電阻Rl的電流為i、；對電阻R1』、R3上的電壓進行採樣，根據電路原理+ In = /_+ A3,設該式為公式二，則根據公式二及公式一求出R+ ；(5)再控制繼電器J2閉合、繼電器Jl斷開，直流電源一不輸出，直流電源二輸出電壓信號，則電池組總電壓和直流電源二輸出的電壓同時注入到電阻R+、R-> R2、R2』構成的電路迴路中；設流過電阻R+的電流為/+ ,流過電阻R-的電流為，流過電阻R2的電流為, 流過電阻R4的電流為44，對電阻R2』及電阻R4上的電壓信號進行採樣，根據電路原理可知/+ + = L+ Zi52,設該式為公式三，則根據公式三及公式一求出R-。
全文摘要
本發明涉及一種電動汽車絕緣性能的檢測方法。所述方法採用繼電器一、二分別和直流母線正、負極相連，繼電器一和地之間串入分壓電阻R1和R1』，繼電器二和地之間串入分壓電阻R2和R2』，直流電源一通過二極體D1和電阻R3向電路注入直流信號，直流電源二通過二極體D2和電阻R4向電路注入直流信號。在電阻R1』、R2』、R3、R4上分別設置電壓採樣電路。上述電路配合特定的採樣及計算步驟實現絕緣性能檢測。本發明採用注入直流電源的方法進行檢測，檢測精度高，分壓電阻阻值可以選得大，測量時對車輛絕緣性能影響小，且不幹擾原有車輛系統的正常工作。
文檔編號G01R27/18GK102426326SQ201110264050
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者劉飛, 張金靈, 阮旭松 申請人:惠州市億能電子有限公司