[发明专利]一种基于低频脉冲信号注入的绝缘检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车绝缘监测方法。

背景技术

在能源紧缺、环境恶化的双重因素日益显著的今天，以动力电池为主要动力的新能源汽车的发展如日中天。

与采用燃油或天然气作为动力源，很少存在高压以及绝缘问题的常规汽车相比，为了满足牵引汽车所需要强大的功率，由于电池本身的原因，目前动力电池采用多节串联的方式连接，来满足汽车的这一需求。而采用多节串联的方式使电池体积大增，与车身的接触面积大大增加，车身与电池之间的绝缘将十分重要，并且电动汽车采用动力源为动力电池，一般存在远超人体安全电压36V的高电压，其他部件，如电机、充电机等都与动力电池直接相连，涉及到强电及绝缘问题。同时，由于车上工作条件比较恶劣，震动、温度变化、湿度变化等环境因素等，都可能使动力电缆及其绝缘材料迅速老化或损坏，使绝缘强度大大降低，危机人身安全。

现阶段主要绝缘方法有：

1、高频信号注入法：是将高频交流信号注入到电气系统中，另一端连接地或车体将信号采集回来，通过计算其幅值和相位的变化来推算其绝缘电阻。

由于注入信号频率高，其主要缺点非常明显：一是检测准确度受系统分布电容影响大，二是向直流系统注入交流信号，实际上是给直流系统引入了一个干扰源，影响直流系统的正常工作且电路复杂、成本高、稳定性差。

2、电流传感法：将电源系统中待测的正极和负极一起同方向穿过电流传感器，当没有漏电流时，从电源正极流出的电流等于返回电源负极的电流，因此，穿过电流传感器的电流为零。当电源一端漏电时，流出电源正极与返回电源负极的电流就会不同，穿过电流传感器的电流就不为零，根据该电流的正负可以进一步判断漏电流是来自电源的正极还是负极。

但是应用这种方法的前提是待测电源必须处于工作状态，要有工作电流的流入和流出。其缺点是它无法在电源系统空载的情况下评价电源对地的绝缘性能，无法在两端同时漏电或系统中间漏电对其进行检测。

3、辅助电源法：利用蓄电池，将蓄电池正极与待测高压电源的负极相连，蓄电池负极与车辆外壳一点实现接地，在待测系统绝缘性能良好的情况下，蓄电池没有电流回路，漏电流为零，在待测系统绝缘性能变差时，蓄电池通过绝缘层，形成闭合回路，产生漏电流，根据漏电流的大小报警。

其缺点也非常明显：直接将蓄电池的一点接地，这在电动汽车上是不可取的。

4、平衡电桥法：我们认为待测系统正负极对地有一个固定的绝缘电阻，绝缘良好的情况下这两个电阻可以认为是相等的，如果将电源正负极作为两个桥臂，地作为一个桥臂，另外在正负极之间串联两等值大电阻，电阻之间是一个桥臂，这样构成了一个平衡电桥电路。

利用电桥电路的原理，在绝缘良好的情况下，流过两桥臂的电流为零，一旦一端绝缘下降，电桥便失去平衡，就会有电流流过两桥臂。根据该电流的正负可以进一步判断漏电流是来自电源的正极还是负极。此方法的缺点是对电路精度要求很高，同时在正负绝缘同时降低时不能准确及时报警。

现有的上述方法都存在上述各种问题，因此，很有必要对此加以解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于低频脉冲信号注入的绝缘检测方法，旨在降低检测方法给电气系统带来的交流干扰信号，并避免其他检测方法带来的，降低整车绝缘性能，不能定位绝缘故障点，结构复杂，对电路精度要求高、正负极同时漏电时不能准确检测等不足。

本发明所采用的技术方案是：一种基于低频脉冲信号注入的绝缘检测方法，其采用低频脉冲信号注入检测整车绝缘性能，采用电容隔离高压电源与检测电路和整车直流系统与低频脉冲信号，当脉冲信号注入时开始绝缘监测，通过采集回路的电压变化可以计算出检测点对地的绝缘电阻。

进一步地，一种采用基于低频脉冲信号注入的绝缘检测方法的检测电路，包括由运算放大器和CPU组成的低频信号注入与采样部分和有R1、C1/R2、C2组成的震荡回路部分；电容C1将整车直流系统与低频脉冲信号隔离开来，C1同时作为耦合电容将高压电源与检测系统隔离开来，R1即为在车体与检测系统之间虚拟的绝缘电阻（即要检测的绝缘电阻）。