一種雙源無軌電車的絕緣檢測方法與流程

本發明涉及新能源客車設計與制造領域，尤其涉及一種雙源無軌電車的絕緣檢測方法。

背景技術：

隨著全球石油能源的逐漸枯竭和居住環境的逐漸惡化，新能源市場受到了國內外的廣泛關注，新能源公共交通工具得到了迅猛的發展。

高壓用電安全是新能源客車設計過程中至關重要的環節，高壓系統對車身絕緣阻值是衡量新能源客車高壓用電安全的一個重要指標。高壓系統絕緣狀態會受到外界自然環境的影響，當高壓電器件接線端子周圍的空氣濕度增大會影響到整車的絕緣性能；高壓線束或者高壓電器部件絕緣層或絕緣結構由于使用年限長而老化或者受到外部沖擊而破損也會導致整車高壓回路絕緣值受到影響。

目前在國內北京、上海、廣州、濟南、青島、洛陽等城市正在使用雙源無軌電車，其中北京擁有1000余輛雙源無軌電車，濟南擁有100余輛雙源無軌電車，并且國內雙源無軌電車市場規模在逐步的擴大。在日本、西歐和北美等發達國家的不少地方雙源無軌電車也很受歡迎，甚至是很多全球知名宜居城市的城市名片。雙源無軌電車具備車載動力電池供電和架空線網饋線網供電兩種動力源模式，其高壓系統原理簡圖如圖1所示，其線網電源和車載動力電池采用自動切換模式，該系統具備制動能量回收功能，在運行過程中可以實現制動能量回收降低整車能耗，減少制動電阻的使用頻率，提高能量利用率。

在網狀態時雙源無軌電車具備車載動力電池和線網電源兩種動力源，動力電池系統與車身二級絕緣，而線網為中性點接地系統，車載絕緣電阻檢測儀測量到的是線網接地電阻和車身高壓絕緣電阻的并聯值，構成的絕緣系統簡易模型如圖2所示。但是線網接地電阻遠低于車身高壓系統的絕緣電阻值，因此接入線網之后絕緣檢測儀測試到的絕緣值受線網系統的影響，不能準確的反映出整車的絕緣狀態，所以無軌電車搭接線網之后不會進行絕緣檢測，只有在脫網模式下才能觸發絕緣檢測功能。目前雙源無軌電車高壓電氣系統的絕緣檢測儀的工作觸發機制是整車低壓上電檢測30s后停止工作，絕緣檢測工作時間較短，不能長時間的檢測整車的絕緣狀況。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種雙源無軌電車的絕緣檢測方法，對整車上電后的雙源無軌電車通過判斷脫網工作模式下即觸發絕緣檢測儀工作的控制方法，即使在網行駛過程中雙源無軌電車集電桿通過線網絕緣帶或者短暫停留在線網絕緣帶也能觸發絕緣檢測儀工作，延長了整車絕緣檢測的工作時長，提高整車用電安全系數，降低風險隱患。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙源無軌電車的絕緣檢測方法，包括：

步驟一，打開三級低壓電源，整車低壓上電后各電器模塊進行自檢，并判斷雙源無軌電車是在網工作模式還是脫網工作模式，脫網工作模式下觸發在線式絕緣檢測儀工作，進入步驟二；

步驟二，檢測整車高壓系統的絕緣電阻并傳遞給整車控制器；

步驟三，將所述步驟二得到的絕緣電阻與設定的整車絕緣電阻合格數值進行比較，如果小于整車絕緣電阻合格數值，整車控制器根據絕緣電阻判定絕緣故障等級，否則為整車絕緣檢測合格。

所述步驟一中的三級低壓電源包括24v電瓶電源、翹板電源及鑰匙電源。

所述步驟一中，整車低壓上電后，線網電壓檢測模塊進行線網電壓檢測，將檢測到的線網電壓值數據通過can網絡發送給整車控制器，用于判斷雙源無軌電車是在網工作模式還是脫網工作模式。

在網工作模式和脫網工作模式的判斷方法為：線網電壓檢測模塊檢測到的線網電壓值v_line與設定的在網工作模式的電壓值為v進行比較，當v_line≥v時為在網工作模式；當v_line<v時為脫網工作模式。

觸發在線式絕緣檢測儀工作后，在線式絕緣檢測儀的一個接地信號線與車身進行搭接，另外兩個信號采樣點分別與車載動力電池的正負極連接。

所述步驟二的具體方法為：在線式絕緣檢測儀分別采集高壓配電回路中的動力電池正極電路和動力電池負極電路同車身之間的絕緣數值，并將采集所得的數值發送給整車控制器，整車控制器對兩個絕緣值進行分析比較，取其中的較小值作為整車高壓系統的絕緣電阻。

絕緣電阻小于整車絕緣電阻合格數值時，對電池、電機、集成電源高壓部件控制器發出對應故障等級的控制指令，同時發出相對應故障等級的聲光提示信息。

所述步驟二中，在線式絕緣檢測儀檢測整車高壓系統的絕緣電阻采用的方法包括并聯電阻法和信號注入法

本發明的有益效果：

本發明為一種不受固定時長控制的整車高壓系統絕緣檢測方法，對整車上電后的雙源無軌電車通過判斷脫網工作模式下即觸發絕緣檢測儀工作的控制方法，即使在網行駛過程中雙源無軌電車集電桿通過線網絕緣帶或者短暫停留在線網絕緣帶也能觸發絕緣檢測儀工作，延長了整車絕緣檢測的工作時長，提高整車用電安全系數，降低風險隱患。

附圖說明

圖1為雙源無軌電車高壓電氣原理簡圖；

圖2為雙源無軌電車在網模式絕緣檢測簡化模型；

圖3為絕緣檢測儀與高壓電氣原理圖；

圖4為脫網模式絕緣檢測簡化模型；

圖5為本發明的檢測流程圖。

其中，rp—高壓系統正極與車身絕緣值；rn—高壓系統負極與車身絕緣值。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

一種雙源無軌電車的絕緣檢測方法，包括：打開雙源無軌電車24v電瓶電源、翹板電源、鑰匙電源三級低壓電源，整車低壓上電后各電器模塊進行自檢，此時線網電壓檢測模塊進行線網電壓檢測，將檢測到的線網電壓值數據通過can網絡發送給整車控制器，用于判斷雙源無軌電車是在網工作模式還是脫網工作模式，脫網模式下觸發絕緣檢測儀工作。即觸發絕緣檢測儀工作的條件為：打開整車24v低壓三級電源，脫網模式。

本發明所涉及雙源無軌電車絕緣檢測儀觸發機制不同于行業內常用方法，盡可能的延長了絕緣檢測儀的工作時間，不受固定檢測時長限制，提高整車安全系數。觸發絕緣檢測儀工作的雙源無軌電車高壓電氣原理如圖3所示。

圖3采用的絕緣檢測儀是基于低頻交流信號注入原理的在線式絕緣電阻測量裝置，根據絕緣檢測儀信號注入法工作原理，需在高壓系統對地之間注入低頻低幅值的信號，根據相關響應信號計算出系統的絕緣電阻，絕緣檢測儀其中一個接地信號線與車身進行搭接，車載動力電池的正負極為絕緣檢測儀的另外兩個信號采樣點。

脫網模式下絕緣檢測儀分別采集高壓配電回路中的動力電池正極電路和動力電池負極電路同車身之間的絕緣數值，并將采集所得的數值發送給整車控制器，整車控制器對兩個絕緣值進行分析比較，取其中的較小值作為判斷整車高壓回路絕緣狀態是否滿足設計要求的依據。

圖3中的絕緣檢測儀還可以采用并聯電阻法在高壓系統對地之間并入已知的電阻，根據相關響應信號計算出系統的絕緣電阻。

本發明的具體控制方法，如圖5所示，包括：

(1)打開雙源無軌電車24v電瓶電源、翹板電源、鑰匙電源三級低壓電源，整車低壓上電，線網電壓檢測模塊檢測線網電壓值，線網電壓檢測模塊檢測線網電壓值為v_line，整車控制器控制策略設定在網工作模式的電壓值為v；當v_line≥v時為在網工作模式；當v_line<v時為脫網工作模式；

(2)脫網模式下觸發在線式絕緣檢測儀工作，整車絕緣檢測原理簡圖如圖4所示，檢測到高壓系統正極對車身的絕緣阻值為rp，檢測高壓電器系統負極對車身的絕緣阻值為rn，取rp、rn中的較小值rmin作為整車高壓系統的絕緣電阻；

(3)將檢測到的絕緣值傳遞給整車控制器進行判斷，設定整車絕緣電阻合格數值為r_i；若rmin≥r_i，則整車絕緣檢測合格；否則整車控制器根據絕緣值判定絕緣故障等級，并對電池、電機、集成電源高壓部件控制器發出對應故障等級的控制指令，同時發出相對應故障等級的聲光提示信息。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。