电动汽车智能在线绝缘检测装置研究

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浅谈充电桩绝缘检测系统研究与设计

浅谈充电桩绝缘检测系统研究与设计随着电动汽车的逐渐普及，充电桩的需求量也在不断增加。

充电桩在使用过程中可能会出现绝缘故障，这不仅会影响充电效率，还可能对使用者和周围环境造成安全隐患。

充电桩绝缘检测系统的研究和设计显得尤为重要。

一、充电桩绝缘检测系统的意义充电桩绝缘检测系统是指针对充电桩进行绝缘状态监测和检测的系统。

其主要意义在于：第一，保障用户安全。

充电桩在使用过程中，如果出现绝缘故障，有可能会导致电流泄露，从而给使用者带来安全隐患。

通过绝缘检测系统，可以及时发现并处理这些问题，保障用户的安全。

第二，保障设备安全。

充电桩的绝缘故障也会影响设备的安全运行，通过绝缘检测系统，可以及时发现并维修这些问题，保障设备的安全和稳定运行。

保护环境安全。

充电桩绝缘故障可能对周围环境造成潜在的安全风险，通过绝缘检测系统，可以及时发现并处理这些问题，保障环境的安全。

目前，国内外对于充电桩绝缘检测系统的研究和设计已经有了一定的积累。

在国外，一些汽车制造商和充电设备制造商已经研究出了一些成熟的充电桩绝缘检测系统，并投入了商用生产。

这些系统主要采用了电气测量、传感技术和数据采集技术来进行绝缘状态监测和检测。

在国内，一些高校和科研院所也开展了相关研究工作，取得了一些阶段性的成果，但整体上还处于起步阶段。

1.需求分析：在进行充电桩绝缘检测系统的研究和设计之前，首先需要进行需求分析，明确系统所面临的环境和工作条件，确定系统的功能和性能指标。

充电桩绝缘检测系统的主要功能包括绝缘状态监测、故障检测和报警提示等。

系统的性能指标主要包括检测精度、响应时间、可靠性和稳定性等。

2.技术方案选择：充电桩绝缘检测系统的技术方案选择是关键的一步。

目前，常用的技术方案包括电气测量技术、传感技术和数据采集技术。

电气测量技术主要是通过电气参数的变化来进行绝缘状态的监测和检测；传感技术主要是通过绝缘材料的电学特性变化来进行绝缘状态的监测和检测；数据采集技术主要是通过数据采集设备来进行绝缘状态的监测和检测。

纯电动汽车绝缘检测方法及维修案例分析

AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场纯电动汽车绝缘检测方法及维修案例分析王昕灿1　李京鑫2　翟羽1　王震1　王贺11.江苏航运职业技术学院江苏省南通市 2260102.马鞍山职业技术学院　安徽省马鞍山市　243031摘要：绝缘性是纯电动汽车高压安全性能中的主要指标之一，在进行纯电动汽车检测与维修过程中，对高压电气系统的绝缘性能检测需要使用专用的绝缘测试仪器，测量高压电缆及高压部件对车身绝缘电阻是否位于规定值范围内。

分析绝缘检测原理和绝缘电阻检测方法，并以奇瑞eQ1纯电动汽车绝缘故障为例，进一步剖析绝缘检测方法和注意事项，为新能源汽车的检测和维护提供安全保障。

关键词：纯电动汽车　绝缘检测　维修　安全1　引言纯电动汽车动力系统一般具有直流300V以上的工作电压，其主要包括驱动电机及控制器、高压动力电池及电池管理系统、高压控制盒、逆变器总成及其他电力电子设备[1]。

因此相对较高的车辆运行电压对纯电动汽车高压动力系统和整车底盘间的绝缘性能提出了更为严格的要求。

车辆动力传输系统中高压动力电缆的绝缘层往往会因受环境潮湿影响绝缘性，或者绝缘层老化干裂导致绝缘性能下降，从而易导致动力系统电源高压导线透过绝缘层介质与整车底盘结构形成电路回路，造成高压电路短路、底盘电位整体上升，危害性极大。

这些危害会造成驾驶人员、乘坐人员以及维修人员的人身安全，同时也将在一定程度上影响车辆控制线路、信号线路以及其他低压电路的正常工作。

当车辆高压系统与底盘间多处连接点间的绝缘性能严重下降，更会造成漏电短路，产生热积效应，最重要的情况下甚至会造成整车电气火灾。

因此，保障纯电动汽车的绝缘性能是保证车辆安全性的重要工作之一，通过准确实时监测高压系统对底盘的绝缘性，包括驱动电机系统绝缘性、动力电池系统绝缘性等，可以及时排查并解决车辆的绝缘故障，保证车辆设备正常运作和汽车安全运行。

在新能源汽车检测与维修过程中，对于绝缘性能的好坏一般通过被测物绝缘电阻的大小来判定。

电动汽车绝缘电阻在线监测方法

装置、辅助电池充电装置等都会涉及高压电器绝缘
问题。这些部件的工作条件比较恶劣，振动、酸碱气
２绝缘电阻测量原理
电动汽车的绝缘状况以直流正负母线对地的绝缘电阻来衡量。电动汽车的国际标准” 规定：绝缘电阻值除以电动汽车直流系统标称电压，结果应大于ｌＯ／才符合安全要求。标准中推荐的牵引ＯｔＶ，％蓄电池绝缘电阻测量方法适用于静态测试，而不满
时降低时不能准确及时报警，注入交流信号法不仅会使直流系统纹波增大，影响供电质量，而且系统的分布电容会直接影响测量结果，分辨率低。与电力
系统直流绝缘监测不同的是，电动汽车直流系统电
文中通过测量电动汽车直流母线与电底盘之间的电压，计算得到系统的绝缘电阻值。假设电动汽车的直流系统电压（即电池总电压）为，待测的正、负母线与电底盘之间的绝缘电阻分别为，、正
维普资讯
２００６年（２卷）１期第８第０
汽车工程ＡｔｏｖｎｉｅｎｕｍｔｅｇｅｒｇｏｉＥｎｉ
２０（ｏ２）ｏ１０６Ｖ１８Ｎ．０
．
２０９０６１９
电动汽车绝缘电阻在线监测方法
ｌｔｎｖｌｇｓｐｏｏｅ．Ｔｅｆｃｏｓａｅｔｇｍｅｓｒｎｃｕａｙａｅａａｙｅｄｔｅｍｅｓｒｓｆｒｒｉｉｇａｃ — ａｉｏｔｅｉｒｐｓｄｈｔｒｆｃｉａｕｇａｃｒｃｒｎｌｚｄａｈａｕｅｏａｓｎｃｕｏａａｎｉｎｒｃｒｕｒａｄｈｎｌｅｍｏｉｒｎｙｔｍｓｄｓｇｅｎｕｎｒａｅｉｌｒｔｓｉｇｅｔｅｕｔｓｏａｙａｅｐｔｏｗｒ．Ｔｅ０ —ｉｎｔｉｇｓｓｅｉｅｉｎｄａｄｐｔｌｈｃｅｆｅｔ．Ｔｓｓｌｈｗｆｎｏｏｅｖｏｎｒｓｔａｈｙｔｍｅｓｔｅｅｐｃｅｅｕｒｍｅｔｉｅｉｃｕａｙｈｔｔｅｓｓｅｍｅｔｈｘｅｔｄｒｑｉｅｎｓｎｄｓｇａｃｒｃ．ｎＫｅｗｏｄ：Ｅｅｔｉｅｉｌ，Ｉｓｌｔｎｒｓｔｎｅ，Ｏｎｌｅｍｏｉｒｎｙｒｓｌｃｒｃｖｈｃｅｎｕａｉｅｉａｃｏｓ — ｎｎｔｉｇｉｏ

bms绝缘检测原理

bms绝缘检测原理BMS绝缘检测原理近年来，随着电动汽车的广泛应用，电池管理系统（BMS）的重要性也日益凸显。

作为电动汽车的核心设备之一，BMS的功能之一就是对电池的绝缘状态进行检测。

本文将介绍BMS绝缘检测的原理和作用。

BMS绝缘检测是指对电池组与车体之间的绝缘状态进行实时监测和检测。

为了确保电池组与车体之间的绝缘性能良好，防止漏电和短路等安全隐患，BMS绝缘检测系统能够及时发现绝缘故障，并采取相应的措施进行处理。

BMS绝缘检测的原理是基于电阻测量的方法。

绝缘检测装置通过测量电池组与车体之间的电阻值来判断绝缘状态。

在正常情况下，电池组与车体之间的电阻值应该是无穷大，即电流无法通过。

而当发生绝缘故障时，电池组与车体之间会出现漏电现象，电阻值就会变小。

BMS绝缘检测系统通常由绝缘检测装置、信号处理器和报警装置等组成。

绝缘检测装置负责测量电池组与车体之间的电阻值，并将测量结果传输给信号处理器。

信号处理器会对接收到的数据进行处理和分析，判断绝缘状态是否正常。

如果发现绝缘故障，信号处理器会发出警报信号，同时通过报警装置通知车辆驾驶员或相关人员。

BMS绝缘检测系统的作用不仅仅是保障电动汽车的安全运行，还可以延长电池组的使用寿命。

在电池组与车体之间存在绝缘故障时，电流会通过绝缘故障点流向车体，引起电池组的放电现象，从而降低电池组的使用寿命。

通过BMS绝缘检测系统及时发现和处理绝缘故障，可以避免这种情况的发生，延长电池组的使用寿命。

除了对电池组与车体之间的绝缘状态进行检测，BMS绝缘检测系统还可以对电池单体之间的绝缘状态进行监测。

电池组由多个电池单体串联而成，如果电池单体之间的绝缘状态不良，可能会导致电池组整体性能下降。

BMS绝缘检测系统可以通过测量电池单体之间的电阻值来判断绝缘状态是否正常，并及时发出警报信号。

BMS绝缘检测是电动汽车领域中非常重要的一项技术。

通过对电池组与车体之间以及电池单体之间的绝缘状态进行监测和检测，可以保障电动汽车的安全运行，延长电池组的使用寿命。

新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析

新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析作者：张勇旺吕海达来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第03期【摘要】近年来在电气绝缘检测过程中引入的方式较多，很大程度为绝缘检测带来较多新的技术理念。

但需注意在检测方式引入中应综合考虑检测方法的应用水平、检测方式的经济性等，通过研究发现，利用阻抗网络构建的方式，既可保证电路结构整体较为简单，而且其中单片机的引入能够为编程带来极大的便利。

因此，做好绝缘检测工作，对电动汽车性能的提高具有极其重要的意义。

【关键词】新能源汽车；电气绝缘检测；随着时间的进步和发展，绿色消费的观念深入人心，在国家政策的积极推动下，众多领域开始进行发展模式的转变，由高污染、高能耗转向绿色、低能方面发展。

汽车行业便是一个典型的例子，随着生活水平的提高，汽车成为人们日常生活不可缺少的代步工具，然而汽车的发展加剧了环境的污染，以北京市为例，机动车排放了全市58%的氮氧化物、40%的挥发性有机物和22%的细颗粒物，因此，汽车行业的发展与环境污染、能源消耗密切相關。

新能源汽车的发展，成为汽车领域的新兴动力，是未来汽车行业发展的主要趋势。

对于电动汽车来说，以其低能、减排的优势很快获得众多人们的青睐，对于我国来说，购买电动汽车实行政策补贴，使得低收入人群也可购买电动汽车。

然而电动汽车的发展受到众多因素的影响，其中关于电气绝缘检测便是一个重要的方面，本文在对于绝缘性检测介绍的基础上，对其检测方法进行相应的阐述，为电动汽车电器检测提供一定的理论依据。

1 电气绝缘性能的相关介绍关于电气绝缘性能，由于绝缘问题多集中在高电压系统方面，因此在研究中可以车辆高压电气系统为例。

假设系统在构成上为燃料电池组、锂离子电池组，前者主要以下降特性作为输出电源外特性，输出电压在系统输出电流逐渐到达300A时，将会呈现下降趋势，由360V降至270V。

而后者在标准电压上一般保持在350-420V之间，且以388V标称电压为主。

电动汽车动力锂电池在线绝缘电阻检测方法研究

硬件电路设计和软件设计流程。该方法采用国标规定的测量方案，采用光电ＭＯＳＦＥＴ开关、分压电阻及高共模电压差分运放进行在线绝缘检测。测试结果表明，该方法可准确检测各种情况下锂电池的绝缘电阻，满足了电动汽车在线实时检测需求。
１前言
随着能源和环保问题的日益突出．车辆的电动化已经成为必然趋势电动汽车无论使用车载蓄电
池、燃料电池还是超级电容，其直流电压已超过人体所能承受的范围．有的电池电压甚至达到６００Ｖ『ｌ１２１。
主题词：电动汽车
动力锂电池
绝缘电阻
在线Байду номын сангаас 测
中图分类号：Ｕ４６３．６３＋３文献标识码：Ａ文章编号：１０００ — ３７０３（２０１３）１１－００５１ — ０４
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｎｌｉｎｅＩｓｏｌａｔｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｏｗｅｒＢａｔｔｅｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ
２种．一是采用信号注入的方法进行测量ｉｓ，６１．另外
ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｐｉｎｒｃｉｐｌｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｉｓｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｆｌｏｗｏｆｔｈｉｓｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｉｓｍｅｔｈｏｄａｄｏｐｔｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｓｓｐｅｃｉｉｆｅｄｂｙｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｗｉｔｈｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭＯＳＦＥＴｓｗｉｔｃｈｅｓ，ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｏｆｒｅｓｉｓｔｏｒｓｉｓａｍｐｌｉｉｆｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｍｏｎ－ｍｏｄｅｖｏｌｔａｇｅｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｍｐｌｉｉｆｅｓ．Ｔｒｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｃａｎｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｙｒｕｎｄｅｒｖａｉｒｏｕｓ

新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析

新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析随着节能环保的理念深入人心和新能源汽车的广泛应用，电动汽车的安全性也备受瞩目。

电气绝缘是电动汽车安全的重要基础之一，其稳定性和可靠性直接影响到电动汽车的使用寿命和行驶安全性。

因此，电气绝缘的检测和测试成为了保证电动汽车安全的重要手段之一。

本文将从新能源汽车电气绝缘检测的概念、方法、技术手段等方面进行分析。

一、电气绝缘检测概述电动汽车的各种电器设备，如电动机、控制器、充电装置等都通过电气绝缘加以隔离。

电气绝缘的主要作用是防止电器设备之间互相干扰，同时阻止电流从设备内部外渗，避免发生短路等事故。

电气绝缘检测主要是检测新能源汽车各种电器设备的电气绝缘是否存在问题。

1. 断路法断路法是一种通过分离电气设备与电源之间的连线，测量绝缘电阻的方法。

使用外部电压源向被测设备注入一定电压，然后断开电源端，通过电流表或万用表测量电器设备两个端点的电阻值，以此判断电气绝缘的状态。

2. 介电强度法介电强度法是通过施加高电压的方式，检测电气绝缘的强度和可靠性。

多用于对高压电器设备的测试，将高电压加在被测试设备上，检测在所加电压下，电气绝缘是否被击穿，从而推断设备的耐受程度。

3. 泄漏电流法泄漏电流法主要是检测电气绝缘的泄漏情况，泄漏电流的大小可以反映电气绝缘的状态。

该方法通常要求设备处于正常使用状态下，向设备加入一定电流，从设备的外壳或地钳测量其泄漏电流的大小，以此判断电器设备是否存在绝缘故障。

1. 热成像检测热成像是一种利用热成像仪和红外热像测量技术，对电器设备进行无损检测的方法。

该方法可以对设备表面的温度分布进行检测和记录，排查出电器设备的故障点和问题。

通过热成像检测可以得到比常规检测方法更多的信息，使得检测效率和准确性有了大幅提高。

2. 神经网络技术神经网络技术被应用在电动汽车电气绝缘测试中，可以用于对测试数据进行分析，准确发现绝缘故障点，并且扩展性好。

神经网络技术通过建立电气绝缘的数据模型，对设备的正常工作状态、异常情况进行分类，有效筛选出故障设备，从而实现对新能源汽车电气绝缘的快速和可靠检测。

电动汽车绝缘检测原理

电动汽车绝缘检测原理电动汽车作为新能源汽车的代表，其安全性一直备受关注。

而电动汽车的绝缘检测是保障其安全运行的重要环节之一。

本文将介绍电动汽车绝缘检测的原理及其重要性。

首先，我们需要了解什么是绝缘检测。

绝缘检测是指检测电气设备或电气线路的绝缘电阻，以确认其是否符合安全使用标准的一项检测工作。

对于电动汽车来说，绝缘检测就是为了确保车辆的电气系统在运行过程中不会发生漏电或触电等安全隐患。

那么，电动汽车绝缘检测的原理是什么呢？在电动汽车中，绝缘检测主要通过测量电路中的绝缘电阻来实现。

当电路中的绝缘电阻低于一定数值时，就会触发报警系统，提示车主或维修人员需要对电气系统进行检修或维护。

这样可以有效地避免因电气系统故障而引发的安全事故。

在实际操作中，电动汽车绝缘检测通常通过专门的绝缘检测仪器来进行。

这些仪器能够对电动汽车的各个电路进行全面检测，包括动力电池、电动机、充电系统等。

通过测量绝缘电阻值，可以及时发现电路中存在的潜在安全隐患，从而保障电动汽车的安全运行。

电动汽车绝缘检测的重要性不言而喻。

首先，它是保障电动汽车安全的重要手段之一。

电动汽车的动力电池和电动机等关键部件都需要进行绝缘检测，以确保其在工作过程中不会发生漏电或短路等故障。

其次，绝缘检测也是电动汽车定期维护保养的重要内容之一，可以帮助车主及时发现并解决潜在的安全隐患，延长车辆的使用寿命。

综上所述，电动汽车绝缘检测是保障车辆安全运行的重要环节，其原理是通过测量电路中的绝缘电阻来实现。

通过专门的绝缘检测仪器，可以对电动汽车的各个电路进行全面检测，及时发现潜在的安全隐患，确保车辆的安全运行。

因此，电动汽车的绝缘检测工作至关重要，不容忽视。

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低压电器 ( 2009№5)·智能电器及计算机应用 ·通用低压电器篇电动汽车智能在线绝缘检测装置研究3吴振军1 , 2 , 王丽芳1(1. 中国科学院电工研究所 , 北京100190;2. 郑州轻工业学院 , 河南郑州 450002 )摘要 : 设计了一种电动汽车用新型绝缘检测装置。

该装置主要由采样电路、信号传输和处理部分构成 ,不需电压 /电流传感器 ,仅需一个高压控制开关 ,有效降低成本 ,便于工程化实现。

给出了电路原理、硬件电路、软件实现及绝缘电阻计算公式。

测吴振军 ( 1971—) ,试结果表明 ,该装置能实时、准确地进行各种绝缘检测 ,并能准确报警 ,且误差较小。

男 ,讲师 ,博士研究关键词 : 检测; 绝缘; 传感器; 实时生 ,研究方向为电中图分类号 : TP 216 文献标识码 : B 文章编号: 1001 5531( 2009) 05 0020 03动汽车电磁兼容。

Research on In sula tion Resistance On L ine In spection forHybr id Electr ic Veh icleWU Z hen jun 1, 2, WAN G L ifang1( 1. Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, B eijing 100190, China;2. Zhengzhou University of L ight Industry, Zhengzhou 450002, China)Abstract: A new insulation resistance detection device in hybrid electric vehicle was designed. It was com222samp ling circuit, signal transm ission and operation part,no need of transformers, just a high voltage conposed of2 2 2trol switch. It can effectively reduce the cost and is easy to app ly into p ractical engineering. The p rincip le, hardwarecircuit, software realization and calculation formula of insulation resistance were given. The test results show this device can real time and p recisely p roceed with different insulation resistance detecting and can alarm correctly w itherror.222littleKey words: detection; in sula tion; sen sor; rea l tim e0 引言为克服汽车产业带来的能源与环保问题 ,近几年电动汽车得到了快速发展。

但电动汽车是一个复杂的机电装置 ,动力电池、直流传输母线、逆变器、电动机、直流变换等都会涉及绝缘问题 ,且电动汽车工作环境复杂 ,震动、温度和湿度急剧变化 ,酸碱气体的腐蚀 , 都会引起绝缘的损伤和破坏 ,使绝缘性能下降。

电源正、负极引线通过绝缘层和底盘构成漏电流回路 ,使底盘电位上升 ,不仅会危及乘客的人身安全 ,还将影响低压电器和车辆控制器的正常工作[ 122 ]。

当高电压电路和底盘之间发生多点绝缘性能严重下降时 ,还会导致漏电回路的热积累效应 ,造成车辆的电气火灾。

因此 ,准确、实时地检测高压电气系统对车辆底盘绝缘性能 ,对保证乘客安全、电气设备正常工作和车辆安全运行具有重要意义。

对电动汽车绝缘电阻的检测已有了一些研究 [ 124 ],这些研究的方法大同小异 ,主要是在直流母线正负极和电底盘之间接入电阻 ,通过电子开关或高压继电器接通电阻和电底盘 ,然后测量这些电阻上的电压或电流 ,再计算得到绝缘电阻的大小。

这些方法都需要电子开关或高压继电器以及电流或电压传感器。

文献 [ 5 ]提出了一种绝缘检测方法 ,但只能检测单端绝缘破坏情况 (即绝缘不平衡现象 ) ,当正负两端绝缘同时改变时 ,却王丽芳 ( 1971—) ,女 ,研究员 ,博士生导师 ,研究方向为电动汽车总线技术、电池管理等。

本文结合以上文献的优点 ,采用一种新的检测方法 ,无需额外的传感器就能检测绝缘电阻的大小 ,有效降低成本。

并且仅需改变电路中测量电阻的大小就可在全电压范围内检测绝缘电阻(DC 90～500 V ) 。

1 绝缘电阻检测原理绝缘状况的好坏由直流母线正负极对地电阻决定。

电动汽车标准规定绝缘电阻必须大于 100Ω /V 才符合安全需要。

检测电路原理如图 1 所示 , R 5 、R 6 为已知电阻的标准电阻 , 阻值较大且相同 , 否则易降低绝缘。

运放 A 和电阻 R 1 ～R 4 构成的比例电路用来测量母线电压及正极对地电压, 比例电路作用是把高压转变成可供单片机使用的低压,U 0 正比于母线电压 , U 1 正比于正极对地电压。

图 1 绝缘检测电路工作原理图当开关管 S 断开时, 可测出此时的 U 1 和 U 0 ,由电路可知, R + / ( R + + R - ) = U 1 /U 0 , U 1 正比于U + , U 0 正比于 ( U - + U + ) 。

由电路原理可知, R + / ( R + + R - ) = U 1 /U 0 。

根据 U 1 /U 0 值可知正负极绝缘电阻哪一个更小, 若 U 1 /U 0 ≥12 , 说明正极比负极绝缘要好, 反之则差。

通过 CPU 接通 S , 在正母线与地之间接入测量偏置电阻 R, 测量此时U 1 和 U 0 值, 得到 U 1′和 U 0′,计算公式为2 系统设计根据以上原理 ,开发了电气绝缘检测系统 ,电路原理如图 2所示。

整个电路主要由比例电路和数据采集处理单元组成。

在比例电路中 , S 采用光电隔离开关管 ,耐压等级为 500 V;运放和电阻都采用精密元件 ,以降低误差。

数据采集处理单元采用 Motorola HCS12单片机控制 (和整车电池管理系统集成在一起 ) ,其主要功能是: ①利用单片机的高速输出单元输出脉冲信号 ,驱动光电开关管以便接入电阻 R ; ②在开关管导通和断开期间 ,分别采集 U 0 和 U 1 值 ,经线性隔离放大电路输入到 CPU , 计算并显示正负极绝缘电阻中较小者 ; ③预设电源正、负极引线对底盘绝缘电阻的安全阈值 ,当测量值低于安全阈值时 ,单片机发出报警信号。

图 2 系统的硬件框图图 3 为主控 CPU 的流程图。

在程序设计中考虑到电动汽车的复杂工作环境 ,加入了一些抗干扰措施 ,如看门狗 [ 6 ] 、多次采样取平均等。

(U 0 - U 1 ) R 6′= U 1RR 5′R + R 5′( 1)(U 0′- U 1′)R 5′= U 1′ RR 6′R + R 6′式中, R 5′、R 6′为电阻 R 5 、R 6 与绝缘电阻的并联值。

通过两次测量结果, 由式 ( 1 ) 计算得到正负极对地绝缘电阻大小。

采样后的电压被送入 CPU 进行计算 ,故直流转变成可被 CPU 处理的小信号 ,因此 R 1 和采用线性隔离放大电路隔离高压与低压系统 ,确 R 3 远大于 R 2 和 R 4 , R 1 和 R 3 为 4M Ω , R 2 和 R 4 为保低压不受高压系统的影响。

线性隔离放大电路采用 HNCR200,其外围元件的选择确保其工作在线性放大范围内。

电路中的各个电容主要用来滤波 ,以消除高频噪声对系统的影响。

3 测试结果与误差分析首先在实验室对不同的绝缘状况进行了检测 ,通过接入不同的正负极电阻 ,可模拟不同绝缘状况对不同的母线电压进行测试。

表 1 为 148 V 图 4 绝缘检测电路直流母线电压的测试结果。

表 1 实验室测试结果 ( U dc = 148 V)并入电阻 /Ω 100 k 50 k 20 k 1 M 1 M 1 M 300 k 50 k 母线正极对地测量值 / k Ω 95. 06 47. 65 19. 18 670. 45 579. 79 354. 99 260. 94 48. 11 误差 / % 4. 94 4. 70 4. 10 33. 96 42. 02 64. 51 13. 90 3. 78并入电阻 /Ω 1 M 1 M 1 M 100 k 50 k 20 k 100 k 50 k 母线负极对地测量值 / k Ω 790. 18 772. 99 719. 06 99. 48 50. 40 19. 56 99. 41 50. 27误差 / %21. 9222. 7028. 100. 620. 802. 200. 590. 54表中计算值是在正负极同时接入如表所示的电阻时得到的。

由表 1 可见 , 若正极接入 1 M Ω电阻 ,负极接入较小电阻时 ,正极绝缘电阻误差非常大 ,而负极绝缘误差较小; 同理 ,负极接入大电阻时 ,正极误差较小 ,而负极绝缘电阻测量值远远偏离实际值。

表中最后两项对应绝缘同时下降时情形 ,具有相同的结果。

而绝缘好坏主要是由正负极对地绝缘的较小值决定 ,基本上绝缘较差端的电阻误差 < 5 % , 故测试结果基本满足实际需要。

在正负端同时接入不同的电阻模拟绝缘状况时 ,电阻大的一端的测量误差很大。