[發明專利]一種高壓直流絕緣監測裝置及電動汽車

有效

• 申請號: 201310590304.3
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103605056B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 楊濤
• 申請（專利權）人: 奇瑞新能源汽車技術有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/14
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 羅建民,鄧伯英

技術領域

本發明涉及高壓直流系統絕緣監測技術領域，具體涉及一種高壓直流絕緣監測裝置，以及包括所述高壓直流絕緣監測裝置的電動汽車。

背景技術

在全球汽車工業面臨金融危機、能源危機和環境保護等問題的巨大挑戰下，發展電動汽車，實現汽車能源動力系統的電氣化，推動傳統汽車產業的戰略轉型，在國際上已經形成了廣泛的共識。目前，我國已出臺許多政策，扶持和引導電動汽車行業的快速發展，以加速提高國內電動汽車產業的競爭力，縮短其成熟期。

電動汽車是一種復雜的機電一體化產品，其包含很多高壓部件，例如動力電池、電機、充電機、能量回收部件、壓縮機以及其它由動力電池供電的部件，為保障使用安全，這些高壓部件需具有良好的絕緣性能，雖然這些高壓部件本身的絕緣特性在設計時就已經認真考慮，但由于車上工作環境比較惡劣，震動、酸堿氣體的腐蝕、溫度的變化以及濕度的變化等情況，都有可能造成動力電纜及其它高壓部件的絕緣材料迅速老化甚至破損，極大地降低了其絕緣強度，嚴重危及人身安全。

以目前常見的鋰電池為動力的電動汽車為例，為了達到其功率要求，鋰電池動力汽車采用的是高壓動力源，用于提供高壓動力的動力電池由多個單體電池串聯組成（即動力電池為多個單體電池串聯形成的電池組），普通純電動小客車的動力電池的總電壓普遍高于100V，而純電動大客車的動力電池的總電壓更是高達500V，因此，一旦其高壓部件出現絕緣問題，輕則影響整車駕駛性能，重則會造成高壓部件損壞和人員傷亡，因此需要對電動汽車的絕緣情況進行監測，以確保乘客安全和整車的安全運行。

現有技術中，對電動汽車進行高壓直流絕緣監測的較為成熟的技術方案只適用于靜態監測，雖然其方案簡單、成本較低，但由于無法實現動態監測，使其監測精度較低且容易受到整車阻抗網絡干擾而出現誤報問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種能夠動態、實時地監測電動汽車絕緣性能的高壓直流絕緣監測裝置，以及包括所述高壓直流絕緣監測裝置的電動汽車。

解決本發明技術問題所采用的技術方案：

所述高壓直流絕緣監測裝置用于實時監測高壓直流系統的直流母線對參考地的絕緣電阻值，其包括：兩個限流電阻、采樣電阻、匹配電阻、信號發生單元、控制單元和電源單元；所述控制單元包括指令子單元、采樣子單元和計算子單元；

所述兩個限流電阻串聯在直流母線正負極之間；所述采樣電阻的一端與兩個限流電阻的串聯節點相連，另一端與控制單元的采樣子單元相連；所述匹配電阻的一端與兩個限流電阻的串聯節點相連，另一端連接至絕緣電阻與參考地相連的一端；所述信號發生單元的控制端與控制單元的指令子單元相連，輸出端正極連接至絕緣電阻與參考地相連的一端，輸出端負極連接至采樣電阻與采樣子單元相連的一端；所述電源單元用于分別為信號發生單元和控制單元供電；

所述控制單元的指令子單元用于輸出控制指令至信號發生單元；所述信號發生單元用于在接收到所述控制指令后輸出低頻測量信號，該低頻測量信號分別經由匹配電阻，和絕緣電阻及兩個限流電阻后，再經由采樣電阻流回信號發生單元；所述采樣子單元用于對采樣電阻上的電壓信號進行模數轉換，并將轉換結果輸出至計算子單元；所述計算子單元用于對采樣子單元輸出的所述轉換結果進行計算，并得出所述絕緣電阻值。

優選地，所述信號發生單元輸出的低頻測量信號為正負對稱的低頻方波信號。

優選地，所述低頻測量信號具有正半周期和負半周期；

所述計算子單元內預設有低頻測量信號的正負半周期的峰-峰值；

或者，所述信號發生單元的控制端還與控制單元的采樣子單元相連，所述信號發生單元還用于輸出低頻測量信號至采樣子單元；所述采樣子單元還用于對所述低頻測量信號進行模數轉換，并將轉換結果輸出至計算子單元；所述計算子單元還用于對采樣子單元輸出的所述轉換結果進行計算，并得出低頻測量信號的正負半周期的峰-峰值。

優選地，所述計算子單元計算得出的絕緣電阻值R_s為：