[發明專利]一種基于低頻脈沖信號注入的絕緣檢測方法

在審

• 申請號: 201210550819.6
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103076497A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 楊重山
• 申請（專利權）人: 江蘇常隆客車有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，特別是涉及一種電動汽車絕緣監測方法。

背景技術

在能源緊缺、環境惡化的雙重因素日益顯著的今天，以動力電池為主要動力的新能源汽車的發展如日中天。

與采用燃油或天然氣作為動力源，很少存在高壓以及絕緣問題的常規汽車相比，為了滿足牽引汽車所需要強大的功率，由于電池本身的原因，目前動力電池采用多節串聯的方式連接，來滿足汽車的這一需求。而采用多節串聯的方式使電池體積大增，與車身的接觸面積大大增加，車身與電池之間的絕緣將十分重要，并且電動汽車采用動力源為動力電池，一般存在遠超人體安全電壓36V的高電壓，其他部件，如電機、充電機等都與動力電池直接相連，涉及到強電及絕緣問題。同時，由于車上工作條件比較惡劣，震動、溫度變化、濕度變化等環境因素等，都可能使動力電纜及其絕緣材料迅速老化或損壞，使絕緣強度大大降低，危機人身安全。

現階段主要絕緣方法有：

1、高頻信號注入法：是將高頻交流信號注入到電氣系統中，另一端連接地或車體將信號采集回來，通過計算其幅值和相位的變化來推算其絕緣電阻。

由于注入信號頻率高，其主要缺點非常明顯：一是檢測準確度受系統分布電容影響大，二是向直流系統注入交流信號，實際上是給直流系統引入了一個干擾源，影響直流系統的正常工作且電路復雜、成本高、穩定性差。

2、電流傳感法：將電源系統中待測的正極和負極一起同方向穿過電流傳感器，當沒有漏電流時，從電源正極流出的電流等于返回電源負極的電流，因此，穿過電流傳感器的電流為零。當電源一端漏電時，流出電源正極與返回電源負極的電流就會不同，穿過電流傳感器的電流就不為零，根據該電流的正負可以進一步判斷漏電流是來自電源的正極還是負極。

但是應用這種方法的前提是待測電源必須處于工作狀態，要有工作電流的流入和流出。其缺點是它無法在電源系統空載的情況下評價電源對地的絕緣性能，無法在兩端同時漏電或系統中間漏電對其進行檢測。

3、輔助電源法：利用蓄電池，將蓄電池正極與待測高壓電源的負極相連，蓄電池負極與車輛外殼一點實現接地，在待測系統絕緣性能良好的情況下，蓄電池沒有電流回路，漏電流為零，在待測系統絕緣性能變差時，蓄電池通過絕緣層，形成閉合回路，產生漏電流，根據漏電流的大小報警。

其缺點也非常明顯：直接將蓄電池的一點接地，這在電動汽車上是不可取的。

4、平衡電橋法：我們認為待測系統正負極對地有一個固定的絕緣電阻，絕緣良好的情況下這兩個電阻可以認為是相等的，如果將電源正負極作為兩個橋臂，地作為一個橋臂，另外在正負極之間串聯兩等值大電阻，電阻之間是一個橋臂，這樣構成了一個平衡電橋電路。

利用電橋電路的原理，在絕緣良好的情況下，流過兩橋臂的電流為零，一旦一端絕緣下降，電橋便失去平衡，就會有電流流過兩橋臂。根據該電流的正負可以進一步判斷漏電流是來自電源的正極還是負極。此方法的缺點是對電路精度要求很高，同時在正負絕緣同時降低時不能準確及時報警。

現有的上述方法都存在上述各種問題，因此，很有必要對此加以解決。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于低頻脈沖信號注入的絕緣檢測方法，旨在降低檢測方法給電氣系統帶來的交流干擾信號，并避免其他檢測方法帶來的，降低整車絕緣性能，不能定位絕緣故障點，結構復雜，對電路精度要求高、正負極同時漏電時不能準確檢測等不足。

本發明所采用的技術方案是：一種基于低頻脈沖信號注入的絕緣檢測方法，其采用低頻脈沖信號注入檢測整車絕緣性能，采用電容隔離高壓電源與檢測電路和整車直流系統與低頻脈沖信號，當脈沖信號注入時開始絕緣監測，通過采集回路的電壓變化可以計算出檢測點對地的絕緣電阻。

進一步地，一種采用基于低頻脈沖信號注入的絕緣檢測方法的檢測電路，包括由運算放大器和CPU組成的低頻信號注入與采樣部分和有R1、C1/R2、C2組成的震蕩回路部分；電容C1將整車直流系統與低頻脈沖信號隔離開來，C1同時作為耦合電容將高壓電源與檢測系統隔離開來，R1即為在車體與檢測系統之間虛擬的絕緣電阻（即要檢測的絕緣電阻）。