[發明專利]一種電動車輛電壓注入式絕緣電阻實時檢測電路

有效

• 申請號: 201911282042.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110927462B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 李艷明;蘭治軍;喬鳳普;蘇勰;李申;孫德帥;呂清;范磊
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R27/14
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗;郭德忠

本發明提出了一種電動車輛電壓注入式絕緣電阻實時檢測電路，能夠實現對電動車輛絕緣電阻的實時檢測，保障車輛高壓用電安全。本發明針對采用電壓注入式方法，設計出了一種全新的高壓直流絕緣電阻實時檢測電路，可實現母線帶電及不帶電兩種情況的絕緣檢測，系統安全性高；可以區分出是正極母線還是負極母線絕緣破損；采用施加外部200V激勵源到車載高壓電源母線回路中，抗干擾能力強；可應用于母線電壓從幾十V到上千V場合，應用電壓范圍廣；保障車輛高壓用電安全，降低安全事故的發生，促進新能源車輛絕緣檢測技術的發展。

技術領域

本發明屬于電子檢測與控制技術領域，尤其涉及一種電動車輛電壓注入式絕緣電阻實時檢測電路。

背景技術

隨著能源危機和環境污染的與日俱增，發展高效、節能、低噪聲的電動車成為國內外汽車企業發展的必然趨勢。為了提升電動車的動力性以及降低車輛電纜的重量，電動車的電壓由傳統車輛的12V/24V上升到現在的幾百伏，直至一千伏；同時電動車的電機控制器以及其它高壓電子控制器內部往往集成有大容量的高壓電容，在高壓上電電容短路的瞬間，電流非常大，足以燒毀高壓電子設備；此外，高壓電遠超過36V的人體安全電壓，必須對車輛的整車絕緣電阻進行實時檢測，當絕緣電阻小于一定的值時，需要切斷高壓用電負載的輸出，以保證高壓用電安全。

目前的絕緣檢測大都是無激勵電源的檢測，無激勵電源的測量方法抗干擾能力差，在特定條件下存在無法測量的情況，并且檢測裝置的接入降低了車體的絕緣性能，因此無源檢測方法本身具有一定的局限性，不能保障車輛高壓用電安全。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種電動車輛電壓注入式絕緣電阻實時檢測電路，能夠實現對電動車輛絕緣電阻的實時檢測，保障車輛高壓用電安全。

為實現上述目的，本發明的電動車輛電壓注入式絕緣電阻實時檢測電路，包括限流電阻R₁、采樣電阻R₀、激勵電源及其驅動模塊、雙開關繼電器、電源正負極切換驅動模塊以及電壓采樣模塊；

其中，激勵電源與限流電阻R₁、采樣電阻R₀以及車載高壓電源對車體的等效絕緣電阻組成串聯回路；激勵電源驅動模塊接收微控制模塊的指令，驅動激勵電源輸出；

雙開關繼電器一端接采樣電阻R₀，另一端接車載高壓電源的正極母線或者負極母線；電源正負極切換驅動模塊接收微控制模塊的指令，驅動雙開關繼電器選擇接入車載高壓電源的正極母線或者負極母線；

電壓采樣模塊用于對車載高壓電源電壓、激勵電源電壓以及采樣電阻R₀的電壓進行采樣，具體如下：

若車載高壓電源電壓為0，激勵電源打開，電壓采樣模塊采集雙開關繼電器選擇接入車載高壓電源的正極母線時激勵電源電壓U₀₁和采樣電阻R₀的電壓U₁，以及雙開關繼電器選擇接入車載高壓電源的負極母線時激勵電源電壓U₀₂和采樣電阻R₀的電壓U₂；若車載高壓電源電壓不為0，雙開關繼電器選擇接入車載高壓電源的負極母線，電壓采樣模塊采集激勵電源輸出時激勵電源電壓U₀₃以及采樣電阻R₀的電壓U1_R0，以及激勵電源不輸出時采樣電阻R₀的電壓U2_R0；

車載高壓電源電壓為0時，車載高壓電源正極母線對車體的等效絕緣電阻車載高壓電源負極母線對車體的等效絕緣電阻

車載高壓電源電壓不為0時，分別根據激勵電源輸出或不輸出時的串聯回路，得到如下關系：