一種電動車用高壓絕緣監測電路及監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及絕緣監測技術領域，特別涉及一種電動車用高壓絕緣監測電路及監測方法。
【背景技術】
[0002]目前很多車輛均以動力電池和電動機為動力裝置，例如:純電動汽車，這些車輛的工作電壓高達幾百伏，其電壓等級已經遠遠超出了人體的安全電壓等級，對人體安全構成了威脅，因此高壓電的安全性必須首先考慮，而其中整車高壓電的絕緣性能是高壓電安全性的主要問題之一。如果整車絕緣失效，其一車身帶電，對司乘人員的人身安全造成隱患；其二絕緣失效，就會存在泄漏電流，如果不能及時的排除，就會使得高壓部件外殼材料溫度過高引發整車自燃和電池爆炸的危害，其他的危害還很多不再一一列舉。
[0003]目前的絕緣監測方法主要是在直流母線正負極和車身電底盤之間接入電阻，通過電子開關或高壓接觸器接通電阻和電底盤，電流或電壓傳感器做輔助，然后測量電阻上的電壓或電流，再計算得到絕緣狀態，但這些監測方法只能監測單端絕緣破壞情況，當直流母線正負極絕緣同時超差時卻無法監測到，導致車輛的直流系統(高壓系統)存在安全隱患。
【發明內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是:如何實現精確的高壓絕緣監測，以避免可能出現的安全隱患。
[0006](二)技術方案
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供了一種電動車用高壓絕緣監測電路，所述監測電路包括:分壓電路、儲能電路、第一分流電路、第一選通電路、第二分流電路、第二選通電路和處理器，所述分壓電路的兩個輸入端分別與電動車的直流母線的正極和負極連接，所述儲能電路設于所述分壓電路的輸出端與所述電動車的電底盤之間，所述第一分流電路與所述第一選通電路串聯后接于所述直流母線的正極與電底盤之間，所述第二分流電路與所述第二選通電路串聯后接于所述直流母線的負極與電底盤之間，所述分壓電路的輸出端、第一選通電路和第二選通電路均與所述處理器連接，所述處理器控制所述第一選通電路或第二選通電路的導通和截止，并且實時采集所述分壓電路的輸出端的電壓值，以實現高壓絕緣監測。
[0008]其中，所述儲能電路在所述第一選通電路或第二選通電路處于導通狀態時進行儲能，所述處理器通過實時采集的電壓值獲得所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能前后的輸出端電壓值，并根據所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能前后的輸出端電壓值計算所述直流母線的正極和負極分別與所述電底盤之間的電阻值。
[0009]其中，所述監測電路還包括:第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路設于所述直流母線的正極與電底盤之間，所述第二濾波電路設于所述直流母線的負極與電底盤之間。
[0010]其中，所述第一濾波電路和第二濾波電路均為濾波電容。
[0011 ] 其中，所述監測電路還包括:線性隔離電路，所述線性隔離電路設于所述分壓電路的輸出端與所述處理器之間。
[0012]其中，所述分壓電路由兩個串聯的電阻組成。
[0013]其中，所述儲能電路為RC電路。
[0014]其中，所述第一選通電路和第二選通電路為光電開關或繼電器。
[0015]本發明還公開了一種電動車用高壓絕緣監測方法，所述方法依次包括以下步驟:
[0016]處理器實時采集分壓電路的輸出端的電壓值；
[0017]所述處理器控制兩個分流電路中的一個導通；
[0018]所述處理器控制導通的分流電路截止；
[0019]所述處理器控制所述兩個分流電路中的另一個導通；
[0020]所述處理器根據實時采集的電壓值實現高壓絕緣監測。
[0021]其中，所述第一分流電路或第二分流電路導通時，所述儲能電路進行儲能；
[0022]所述處理器根據實時采集的電壓值實現高壓絕緣監測包括:
[0023]所述處理器通過實時采集的電壓值獲得所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能如后的輸出端電壓值；
[0024]根據所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能前后的輸出端電壓值計算所述直流母線的正極和負極分別與所述電底盤之間的電阻值。
[0025](三)有益效果
[0026]本發明通過實時采集電壓值實現高壓絕緣監測，從而可以清楚的判斷高壓系統是否良好，并在直流母線單極或兩級(直流母線的正極和直流母的負極)同時出現絕緣破壞時能監測出整車絕緣的狀況。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明一種實施方式的電動車用高壓絕緣監測電路的結構框圖；
[0028]圖2是本發明一種實施例的電動車用高壓絕緣監測電路的電路原理圖；
[0029]圖3是本發明一種實施方式的電動車用高壓絕緣監測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0031]圖1是本發明一種實施方式的電動車用高壓絕緣監測電路的結構框圖；參照圖1，所述監測電路包括:分壓電路、儲能電路、第一分流電路、第一選通電路、第二分流電路、第二選通電路和處理器，所述分壓電路的兩個輸入端分別與直流母線的正極和負極連接，所述儲能電路設于所述分壓電路的輸出端與電底盤之間，所述第一分流電路與所述第一選通電路串聯后接于所述直流母線的正極與電底盤之間，所述第二分流電路與所述第二選通電路串聯后接于所述直流母線的負極與電底盤之間，所述分壓電路的輸出端、第一選通電路和第二選通電路均與所述處理器連接，所述處理器控制所述第一選通電路或第二選通電路的導通和截止，并且實時采集所述分壓電路的輸出端的電壓值，以實現高壓絕緣監測。
[0032]為更直觀的實現高壓絕緣監測，優選地，所述儲能電路在所述第一選通電路或第二選通電路處于導通狀態時進行儲能，所述處理器通過實時采集的電壓值獲得所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能前后的輸出端電壓值，并根據所述儲能電路的儲能時間及所述分壓電路儲能前后的輸出端電壓值計算所述直流母線的正極和負極分別與所述電底盤之間的電阻值。
[0033]為消除高頻噪音的影響，優選地，所述監測電路還包括:第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路設于所述直流母線的正極與電底盤之間，所述第二濾波電路設于所述直流母線的負極與電底盤之間。
[0034]為便于實現及節省成本，優選地，所述第一濾波電路和第二濾波電路均為濾波電容。
[0035]為確保低壓不受高壓系統的影響，優選地，所述監測電路還包括:線性隔離電路，所述線性隔離電路設于所述分壓電路的輸出端與所述處理器之間。
[0036]為便于實現及節省成本，優選地，所述分壓電路由兩個串聯的電阻組成。
[0037]為便于實現及節省成本，優選地，所述儲能電路為RC電路。
[0038]為進一步確保低壓不受高壓系統的影響，其特征在于，所述第一選通電路和第二選通電路為光電開關或繼電器。
[0039]本實施方式的監測電路適用于各種車輛，尤其是高壓系統為直流60V?790V的電動汽車。
[0040]實施例
[0041]下面以一個最優的實施例來說明本發明，但不限定本發明的保護范圍。參照圖2，圖中，“Battery”為動力電池；U+、U_分別為直流母線的正極和負極；接地端為電底盤；在直流母線的正級和負極分別與電底盤之間接入2個偏置電阻Rl (即第一分流電路)、R2 (即第二分流電路)和2個光電開關Jl (即第一選通電路)、J2 (即第二選通電路)，Rl、R2阻值較大(即不小于400ΚΩ )且相同，否則易降低整車絕緣性能；在直流母線的回路中接入2個標準電阻R3、R4 (R3和R4即組成分壓電路)，R3、R4阻值較大(即不小于2ΜΩ )且相同，以降低電池能量的損耗；在R3、R4中間點(即分壓電路的輸出端)與電底盤之間接入RC電路卿R5、C1組成，此處以RC并聯電路為例來說明本發明，還可以為RC串聯電路或其他等效的電路)，以R3、R4中間點為檢測點P，檢測RC電路的充電時間，在送入CPU (即處理器，圖中未示出)進行計算之前，采用線性隔離電路對高壓與低壓系統進行隔離，確保低壓不受高壓系統的影響，線性隔離電路預選已得到廣泛應用的線性隔離放大器HNCR201 ；
[0042]設直流母線的正極和負極對電底盤的絕緣阻抗分別為RP、RN ;利用CPU輸出高速脈沖信號分別驅動光電開關Jl、J2以便接入電阻Rl、R2 ；
[0043]當Jl、J2均斷開時，動力電池電源通過電阻RP、RN、R3、R4進行分壓，因電容Cl通直流阻交流，其兩端(檢測點和電底盤之間)的電壓差為R5的電壓；當閉合Jl開關后，母線電壓正極與電底盤接入電阻R1，使得正極對電底盤的電阻變小，根據歐姆定律即母線負極相對于電底盤的電壓差突然變大，因電容Cl兩端的電壓(電底盤與檢測點P之間)不能突變，通過并聯的RC電路(即R5、Cl)從電底盤向檢測點P進行充電，平衡后電容的兩端電壓仍為R5兩端的電壓，這期間CPU測量RC電路的充電