[发明专利]一种车辆高压直流系统绝缘监测装置及监测方法

说明书

本发明公开一种车辆高压直流系统绝缘监测装置及监测方法，能够兼容满足系统上高压电状态下或者未上高压电状态下的绝缘性能检测要求，并且能够在系统绝缘检测功能被使能之前通过内置标准电阻进行内部自检测，确认绝缘检测功能的有效性，从而避免绝缘监测装置的漏警和虚警。在系统未上高压电时，通过切换开关分别将正母线和负母线独立接入绝缘检测电路，并选择阻值范围最接近的标准电阻准确测量等效绝缘电阻的阻值。在系统已上高压电时，通过两个内置标准电阻及其串联开关制造两种电路状态，根据两次测量结果计算正母线对车体机壳等效绝缘电阻和负母线对车体机壳等效绝缘电阻的整体并联值。根据绝缘电阻的测量结果，评估车辆绝缘性能。

技术领域

本发明涉及采用高压直流系统的纯电动车辆或混合动力车辆的高压直流系统绝缘监测或者漏电检测领域。

背景技术

纯电动汽车或者混合动力车辆内含有高压部件，包括高压动力电池组、高压配电盒、电机控制器、以及电动压缩机和DC/DC等高压负载。这些高压部件都会涉及到绝缘问题，且电动汽车工作环境复杂，振动、温度、湿度以及部件老化等都会使整车绝缘性能逐渐下降。

当系统中只有单点绝缘性能下降，暂时对系统不会产生明显影响，但由于此时车辆壳体金属部位带电，对乘员、维修人员存在潜在的触电风险，同时也影响电器的正常工作；当出现多点绝缘失效，则漏电流可能形成回路，不但影响电器设备工作，还可能会引发电弧和火灾。

国标GB-T 18384-2015电动汽车安全要求中规定，直流电路绝缘电阻最低要求为100Ω/V；国外标准SAE J1766中规定在系统标称电压下，直流电路绝缘电阻最低要求为≥500Ω/V。在2018年1月工信部公示《电动汽车安全要求》强制标准征求稿中对于绝缘警示作了进一步说明，要求参照GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》相关条例措施，强制要求具有绝缘电阻监测功能，在整车绝缘电阻低于规定要求时，应通过一个明显的信号装置提醒驾驶人。

目前车辆高压直流系统绝缘监测方法主要包括电流传感法、低频信号注入法、桥式电阻法等。电流传感法直接检测漏电流大小但无法确定绝缘失效程度和失效位置，当只发生单点绝缘性能下降时，由于不形成漏电流回路，因此无法检测单点绝缘故障。

低频信号注入法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精度，因此绝缘检测精度较低。

桥式电阻法要求高压直流系统必须上电后才能进行系统绝缘性能检测，因此适合并广泛应用于高压电池包内部正负母线对壳体绝缘性能监测。当高压电池包内部继电器未闭合时，车辆中其他部件处于未上高压电状态。车辆高压直流系统未上高压电时，也需要检测系统绝缘性能，一方面是从安全性考虑避免上高压电后出现潜在漏电风险；另一方面是在车辆维修和维护模式下为检修人员提供便利。

除此之外，目前已有车辆高压直流系统绝缘监测技术不具有内部自检测(Built-in-test，BIT)功能。当绝缘监测装置自身发生故障时，发生虚警则影响整车运行。若绝缘监测装置不能检测绝缘故障发生漏警，则存在潜在风险。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种车辆高压直流系统绝缘监测装置及监测方法，能够兼容满足系统上高压电状态下或者未上高压电状态下的绝缘性能检测要求，并且能够在系统绝缘检测功能被使能之前进行内部自检测，确认绝缘检测功能的有效性，从而避免绝缘监测装置的漏警和虚警。