[發明專利]用于測量車輛底盤電氣隔離的方法

有效

• 申請號: 201611161431.1
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN107037265B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 史蒂文·E·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 法拉第未來公司
• 主分類號: G01R27/16
• 分類號: G01R27/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

一種用于測量電動車輛中底盤和電池端子間的隔離電阻的方法。該方法可包括測量正極端子的開路電壓(VP(開路))；測量負極端子的開路電壓(VN(開路))；在開關S1閉合時，測量負極端子和底盤之間的電壓(VN(S1閉合))；在開關S1閉合時，測量正極端子和底盤之間的電壓(VP(S1閉合))；計算電壓VP(S1閉合)和VN(S1閉合)的比率(VP(S1閉合)/VN(S1閉合))；計算所述開路電壓的開路比(VP(開路)/VN(開路))；計算比率(VP(S1閉合)/VN(S1閉合))與開路比(VP(開路)/VN(開路))之間的差；以及將測試電阻器(R0)的值與比率(VP(S1閉合)/(VN(S1閉合))與開路比(VP(S2開路)/VN(S1開路))之間的差值相乘，求得隔離電阻。

技術領域

本發明總體涉及到電動車輛底盤的電氣隔離，更具體地說，是對這種隔離的測量。

背景技術

諸如電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)、燃料電池電動車輛(FCEV)等電動機動車輛，往往會在驅動系統中使用高電壓(400至700V)以向驅動電機提供高功率。該高電壓的配電系統是通過車輛底盤引出的電線的絕緣進行電氣隔離的。該隔離被設計用來防止電擊危險，不過隨時間推移或由于碰撞可能會失靈，產生潛在的觸電危險。

美國汽車工程師學會標準SAE J1766提出了一種方法來測量這種車輛的隔離電阻，以便監控絕緣系統的健康度來確保車輛操作安全。在SAEJ1766測試方法中，首次單獨測量出電池的高壓正級端子與底盤間的電壓降(V₂)和電池的高壓負極端子與底盤間的電壓降(V₁)。

為了測量正極高壓電池端子到底盤的有效隔離電阻(R₂)，需要測量從負極高壓電池端子(N)連接到底盤的測試電阻器(R₀)兩端的電壓降(V'₁)。由于測試電阻器以及系統中的抑制電容器和寄生電容器帶來的RC時間常數，該測量應在連接測試電阻器后，等待電路中的電壓趨于穩定后進行。然后根據下面等式計算隔離電阻(R₂)：

R₂＝R₀(1+(V₂/V₁))((V₁-V'₁)/V'₁)

為了測量負極高壓電池端子到底盤的有效隔離電阻(R₁)，接下來需要測量從正極高壓電池端子(P)連接到底盤的測試電阻器(R₀)兩端的電壓降(V'₂)。同樣，由于系統中抑制電容器和寄生電容器帶來的電壓衰減時間常數，該測量要等待電壓穩定后進行。然后隔離電阻(R₁)由下列等式給出：

R₁＝R₀(1+(V₁/V₂))((V₂-V'₂)/V'₂)

結合下列原因，電壓衰減到穩定狀態有著很長的時間常數(通常在15秒范圍內)：電磁兼容性(EMC)抑制濾波電容器；底盤與高壓正負極端子之間的寄生電容；以及通常用于測試電阻器的大電阻值。因此，為了保證結果精確，在連接測試電阻器之后，在進行電壓測量之前，必須要等待一個相當長的時間段。如果是車輛正在行駛時進行隔離測量，就會產生問題。因為在電力進入或離開電池時，電池具有有限阻抗，隨著電流動態地流入或流出電池，電池的電壓會有顯著變化。