[發明專利]用于檢測和測量絕緣故障的裝置

有效

• 申請號: 201380048479.X
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN104641244B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: M·帕爾米耶里;S·卡爾庫埃;D·沙特魯;L·科爾代斯;M·門斯勒
• 申請（專利權）人: 雷諾股份公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R31/00;G01R31/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 李崢,于靜

技術領域

本發明涉及關于一個參考電壓的DC電壓網絡或電源的絕緣。

背景技術

高功率的DC電氣系統已經歷了顯著的發展。確切地講，大量的運輸系統包括DC電源。

混合式燃燒/電動車輛或電動車輛特別地包括高功率電池。為了獲得適當的電平而串聯地放置多個電化學蓄能器。為了獲得高的功率和容量而串聯地放置多個蓄能器組。級數(蓄能器的組數)以及各級中并聯的蓄能器的個數根據該電池所希望的電壓、電流以及容量而變化。多個蓄能器的這種組合被稱為一個具有多個蓄能器的電池。

多個這樣的電池用于通過一個逆變器來驅動一個AC電動馬達。這樣的馬達所必需的電平達到幾百伏特，典型地為400伏特的數量級。這樣的電池還具有一個高的容量，以便提升該車輛在電動模式下的里程。汽車應用所特有的若干個技術原因導致在該車輛的機械接地極(由車輛的金屬底盤和車身形成并且因此使用者可觸及)與該電池的電勢之間使用絕緣。主要原因在于在行駛過程中在第一絕緣故障的事件中瞬時斷開該牽引電池是不可預見的。例如，在該電池的其中一個極與該機械接地極相連并且在另一極上出現這種絕緣故障時就是這種情況。這導致短路和保護用保險絲的立即熔斷。這樣的影響會使該車輛因為缺少牽引功率或回收制動而變得危險。這因此使得有必要使該電池絕緣并且出于人員安全的原因由一個絕緣監測器監測該絕緣。確切地講，如果在第一故障的事件中要對于使用者而言不存在危險的話，適宜的是在發生會導致斷開該牽引電池的第二故障之前報告該第一故障，因為該第二故障致使該電池的正極端子和負極端子之間短路。此外，在該第二故障的事件中，該電池的電壓將被直接地連接到該車輛的機械接地極上并且因此使用者將潛在地與該機械接地極相接觸。由于這樣的能量源對于使用者而言的潛在危險，必須特別關心絕緣以及對該電池與機械接地極之間的絕緣的監測。該車輛的與該電池電連接的任何零件都必須與該接地極絕緣。這種絕緣是通過使用絕緣材料來產生的。該絕緣可能隨著時間的流逝而退化(因為振動、機械沖擊、灰塵等等)并且因此將該機械接地極置于潛在危險中。

此外，可以設想到的是使用不與該電力網絡相DC隔離的一個充電器。由于該車輛的機械接地極在再充電過程中通過調節而被連接到地線上并且常規的住所使用的零線模式(TT模式)將該零線連接到地線上，這等效于在再充電過程中將該車輛的機械接地極連接到該電池的其中一個電勢上。在這些充電過程中，相比于只施加并且尤其是監測了該電池的電壓的一半的正常情況，該電池的滿電壓因此被施加到絕緣件的端子上。這一絕緣不能夠承受該滿電壓，從而瞬時產生導致短路的第二故障。

根據現有技術的電動車輛典型地具有旨在給三相電動馬達供電的一個電池。該電池包括多個電化學蓄能器。配備有多個保險絲的一個保險裝置被連接到該電池的端子上。一個絕緣監測裝置也被連接到該電池的端子上、并且被連接到該車輛的機械接地極上。該絕緣監測裝置被連接到一個計算機上以便給該計算機發送關于這些檢測出的絕緣故障的信號。該計算機由一個車載網絡電池供電。該電池的負極被連接到該車輛的接地極上。該電池的端子通過一個截斷系統對一個逆變器的DC輸入施加電壓+Vbat和-Vbat。該截斷系統包括由該計算機控制的多個功率接觸器。該電動馬達被連接到該逆變器的AC輸出端上。在現有技術中已知多種不同類型的絕緣監測。

由于老化，一些絕緣材料可以證明適用于在正常運行過程中承受該機械接地極與該電池的一個端子間的電壓，但可能在由于絕緣故障而使它們承受該電池的端子之間的全電壓時損壞。

已知的監測裝置不能夠測試和檢測這種潛在的絕緣故障，這可能會導致連鎖式絕緣故障。在一個極性上的第一絕緣故障會在另一個極性與接地極之間施加全電壓。如果該另一個極性的絕緣件不能夠承受該全電壓，則發生第二絕緣故障。這導致短路，保險絲熔斷。這對應于牽引損失然后突然鎖定該車輛，這是危險的。

對于所面臨的工業約束，已知的絕緣檢測器沒有令人滿意的。這些已知的絕緣檢測器都不可能檢測絕緣故障、確定該電池的哪個極性受該絕緣故障的影響、確定是否兩個極性都受絕緣故障影響以及測量絕緣故障的幅度，而不引起額外的電力消耗并且具有與向公眾大規模銷售的車輛所期望的出售價格兼容的成本。

發明內容

本發明旨在解決這些缺點中的一個或多個。本發明因此涉及一種用于對DC電壓源的易于引起觸電的絕緣故障的進行檢測和測量的裝置，該裝置包括：

-第一輸入端子和第二輸入端子，這些輸入端子旨在被連接到該電壓源的端子上；