電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，包括電壓采集單元、電流采集單元、故障報(bào)警單元和絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。電壓采集單元監(jiān)測可控開關(guān)不同狀態(tài)下分壓電阻兩端電壓值，并發(fā)送給絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。電流采集單元監(jiān)測正負(fù)母線泄漏電流、正母線電流和負(fù)母線電流大小，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元同時與電機(jī)控制器相連，判斷電動機(jī)工作狀態(tài)。絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸出端連接故障報(bào)警單元。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)依據(jù)車輛的工作狀態(tài)選用不同方式監(jiān)測系統(tǒng)絕緣性能，并合理的分配檢測狀態(tài)，無需考慮系統(tǒng)工作狀態(tài)的影響因素和信號干擾等因素，具有安全可靠、測量精度高、可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的特點(diǎn)。
【專利說明】電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電動汽車是一個復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，涉及到諸如動力電池、電機(jī)、充電機(jī)等強(qiáng)電相關(guān)的裝置。因而，電動汽車的絕緣檢測系統(tǒng)對車上駕乘人員的人身安全尤為重要?，F(xiàn)階段應(yīng)用于電動汽車絕緣檢測的方法有平衡電橋法、電流傳感法、電阻適配網(wǎng)絡(luò)法等。其中，平衡電橋法利用平衡電橋原理檢測母線對地等效絕緣電阻，這種方法檢測精度較好，但要求構(gòu)建電路的精確度很高，同時在正負(fù)極絕緣性能同時降低時不能準(zhǔn)確及時報(bào)警。電流傳感法采用霍爾式電流傳感器檢測母線泄露電流判斷電氣系統(tǒng)絕緣性，但應(yīng)用這種檢測方法的前提是待測電源必須處于工作狀態(tài)，要有工作電流的流入和流出，它無法在電源系統(tǒng)空載的情況下評價(jià)電源對地的絕緣性能。電阻適配網(wǎng)絡(luò)法利用電路分壓原理，通過測量分壓電阻的電壓，列方程組求得絕緣電阻值。雖然這種方法廣泛應(yīng)用于電動汽車絕緣檢測電路中，但電動汽車運(yùn)行過程中干擾較大，在絕緣電阻測量過程中，有一定的擾動信號，對計(jì)算結(jié)果影響較大。當(dāng)前方法雖然可以通過監(jiān)測不同參數(shù)判斷系統(tǒng)絕緣性能，仍存在不足，對于檢測精度較高的方法電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，檢測方法對系統(tǒng)的工作狀態(tài)有一定的要求，受外界信號干擾較大，影響測量算精度等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠、測量精度高、可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，包括安裝在電動汽車上的絕緣檢測系統(tǒng)本體。
[0005]上述電動汽車的電氣系統(tǒng)包括電池組、逆變器、電動機(jī)和電機(jī)控制器。電池組的直流母線連接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端連接電動機(jī)，電機(jī)控制器與逆變器的控制端相連。
[0006]上述絕緣檢測系統(tǒng)本體包括電壓采集單元、電流采集單元、故障報(bào)警單元和絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。電壓采集單元包括分壓電阻R0、R1，可控開關(guān)K1、K2，以及電壓測量芯片Cl、C2 ;電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體；電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體；電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端串接可控開關(guān)Κ2和分壓電阻Rl后接電動汽車車體；電壓測量芯片Cl的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線正端和電動汽車車體上；電壓測量芯片C2的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端和電動汽車車體上；電壓測量芯片Cl和電壓測量芯片C2的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端。電流采集單元包括霍爾傳感器Α、B、C ;霍爾傳感器A同時穿過電動汽車上的電池組正直流母線和負(fù)直流母線；霍爾傳感器B穿過電動汽車上的電池組正直流母線；霍爾傳感器C穿過電動汽車上的電池組負(fù)直流母線；霍爾傳感器A、霍爾傳感器B和霍爾傳感器C的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端。電動汽車上的電機(jī)控制器連接絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端；絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸出端連接故障報(bào)
警單元。
[0007]上述方案中，所述故障報(bào)警單元為另設(shè)的故障報(bào)警單元或電動汽車上自帶的故障
報(bào)警單元。
[0008]上述方案中，所述電池組為鋰離子蓄電池組。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)依據(jù)車輛的工作狀態(tài)選用不同方式監(jiān)測系統(tǒng)絕緣性能，并合理的分配檢測狀態(tài)，無需考慮系統(tǒng)工作狀態(tài)的影響因素和信號干擾等因素，因此它要解決如下問題:①實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線絕緣檢測；②通過監(jiān)測電流信號和電壓信號兩種方式監(jiān)測系統(tǒng)絕緣性電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。④可應(yīng)用于其他絕緣檢測系統(tǒng)，具有很好的通用性。此外，本實(shí)用新型用于測量的霍爾電流傳感器測量精度高，在行車過程中電動汽車對電氣系統(tǒng)絕緣狀況能夠迅速判斷，電路簡單，可靠性高；絕緣電阻測量電路容易實(shí)現(xiàn)，算法簡單，對于其他電路系統(tǒng)有很好的通用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型絕緣檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型電壓采集單元原理圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型電流采集單元原理圖。
[0013]圖4為本實(shí)用新型絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示的一種電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，包括安裝在電動汽車上的絕緣檢測系統(tǒng)本體。本實(shí)用新型所適用的電動汽車的電氣系統(tǒng)需包括有電池組、逆變器、電動機(jī)和電機(jī)控制器。電池組的直流母線連接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端連接電動機(jī)，電機(jī)控制器與逆變器的控制端相連。在本實(shí)施例中，所述電池組為鋰離子蓄電池組。
[0015]上述絕緣檢測系統(tǒng)本體包括電壓采集單元、電流采集單元、故障報(bào)警單元和絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。
[0016]電壓采集單元包括分壓電阻R0、R1，可控開關(guān)K1、K2，以及電壓測量芯片Cl、C2。本實(shí)施例視車體為地，電池組直流母線正、負(fù)極對地的等效絕緣電阻分別為R+和R-。電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體即接地；電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體即接地；電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端串接可控開關(guān)K2和分壓電阻Rl后接電動汽車車體；電壓測量芯片Cl的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線正端和電動汽車車體上；電壓測量芯片C2的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端和電動汽車車體上。參見圖2。
[0017]電流采集單元包括霍爾傳感器A、B、C。霍爾傳感器A同時穿過電動汽車上的電池組正直流母線和負(fù)直流母線，輸出檢測電流Is。霍爾傳感器B穿過電動汽車上的電池組正直流母線，輸出檢測電流I+ ;霍爾傳感器C穿過電動汽車上的電池組負(fù)直流母線，輸出檢測電流1-。參見圖3。
[0018]電壓測量芯片Cl和電壓測量芯片C2的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端?；魻杺鞲衅鰽、霍爾傳感器B和霍爾傳感器C的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端。電動汽車上的電機(jī)控制器連接絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端。電壓采集單元監(jiān)測可控開關(guān)不同狀態(tài)下分壓電阻兩端電壓值，并發(fā)送給絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。電流采集單元監(jiān)測正負(fù)母線泄漏電流、正母線電流和負(fù)母線電流大小，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元。絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元同時與電機(jī)控制器相連，判斷電動機(jī)工作狀態(tài)。電動機(jī)正常工作時依據(jù)電流信號判斷回路絕緣性能，電動機(jī)未工作時，依據(jù)電壓信號計(jì)算等效絕緣電阻判斷回路絕緣性能。本絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)部運(yùn)行的是已知的電壓和電流比較和判斷法。絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸出端連接故障報(bào)警單元。在本實(shí)用新型中，所述故障報(bào)警單元可以為另外配置的故障報(bào)警單元；也可以沿用電動汽車上自帶的故障報(bào)警單元，此時只需通過原車CAN總線將報(bào)警信號送入電動汽車上自帶的故障報(bào)警單元即可。參見圖4。
【權(quán)利要求】
1.電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，包括安裝在電動汽車上的絕緣檢測系統(tǒng)本體； 上述電動汽車的電氣系統(tǒng)包括電池組、逆變器、電動機(jī)和電機(jī)控制器；電池組的直流母線連接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端連接電動機(jī)，電機(jī)控制器與逆變器的控制端相連； 其特征在于: 上述絕緣檢測系統(tǒng)本體包括電壓采集單元、電流采集單元、故障報(bào)警單元和絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元；其中 電壓采集單元包括分壓電阻RO、Rl，可控開關(guān)Kl、K2，以及電壓測量芯片Cl、C2 ;電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體；電動汽車上的電池組直流母線正端串接可控開關(guān)Kl和分壓電阻RO后接電動汽車車體；電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端串接可控開關(guān)Κ2和分壓電阻Rl后接電動汽車車體；電壓測量芯片Cl的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線正端和電動汽車車體上；電壓測量芯片C2的輸入正端和負(fù)端分別連接在電動汽車上的電池組直流母線負(fù)端和電動汽車車體上；電壓測量芯片Cl和電壓測量芯片C2的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端； 電流采集單元包括霍爾傳感器Α、B、C ;霍爾傳感器A同時穿過電動汽車上的電池組正直流母線和負(fù)直流母線；霍爾傳感器B穿過電動汽車上的電池組正直流母線；霍爾傳感器C穿過電動汽車上的電池組負(fù)直流母線；霍爾傳感器Α、霍爾傳感器B和霍爾傳感器C的輸出端連接至絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端； 電動汽車上的電機(jī)控制器連接絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸入端；絕緣檢測數(shù)據(jù)處理單元的輸出端連接故障報(bào)警單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述故障報(bào)警單元為另設(shè)的故障報(bào)警單元或電動汽車上自帶的故障報(bào)警單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電氣絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述電池組為鋰離子蓄電池組。
【文檔編號】G01R27/08GK203786252SQ201420153091
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】范興明, 孫洋, 張鑫, 曾求勇, 李震, 劉東東 申請人:桂林電子科技大學(xué)