电动汽车电气绝缘检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电动汽车电气绝缘检测系统，包括电压采集单元、电流采集单元、故障报警单元和绝缘检测数据处理单元。电压采集单元监测可控开关不同状态下分压电阻两端电压值，并发送给绝缘检测数据处理单元。电流采集单元监测正负母线泄漏电流、正母线电流和负母线电流大小，并将检测数据传送给绝缘检测数据处理单元。绝缘检测数据处理单元同时与电机控制器相连，判断电动机工作状态。绝缘检测数据处理单元的输出端连接故障报警单元。本实用新型能够实现依据车辆的工作状态选用不同方式监测系统绝缘性能，并合理的分配检测状态，无需考虑系统工作状态的影响因素和信号干扰等因素，具有安全可靠、测量精度高、可实现在线监测的特点。
【专利说明】电动汽车电气绝缘检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车【技术领域】，具体涉及一种电动汽车电气绝缘检测系统。【背景技术】
[0002]电动汽车是一个复杂的机电一体化产品，涉及到诸如动力电池、电机、充电机等强电相关的装置。因而，电动汽车的绝缘检测系统对车上驾乘人员的人身安全尤为重要。现阶段应用于电动汽车绝缘检测的方法有平衡电桥法、电流传感法、电阻适配网络法等。其中，平衡电桥法利用平衡电桥原理检测母线对地等效绝缘电阻，这种方法检测精度较好，但要求构建电路的精确度很高，同时在正负极绝缘性能同时降低时不能准确及时报警。电流传感法采用霍尔式电流传感器检测母线泄露电流判断电气系统绝缘性，但应用这种检测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，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。电阻适配网络法利用电路分压原理，通过测量分压电阻的电压，列方程组求得绝缘电阻值。虽然这种方法广泛应用于电动汽车绝缘检测电路中，但电动汽车运行过程中干扰较大，在绝缘电阻测量过程中，有一定的扰动信号，对计算结果影响较大。当前方法虽然可以通过监测不同参数判断系统绝缘性能，仍存在不足，对于检测精度较高的方法电路结构相对复杂，检测方法对系统的工作状态有一定的要求，受外界信号干扰较大，影响测量算精度等。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全可靠、测量精度高、可实现在线监测的电动汽车电气绝缘检测系统。
[0004]为解决上述问题，本实用新型所设计的电动汽车电气绝缘检测系统，包括安装在电动汽车上的绝缘检测系统本体。
[0005]上述电动汽车的电气系统包括电池组、逆变器、电动机和电机控制器。电池组的直流母线连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接电动机，电机控制器与逆变器的控制端相连。
[0006]上述绝缘检测系统本体包括电压采集单元、电流采集单元、故障报警单元和绝缘检测数据处理单元。电压采集单元包括分压电阻R0、R1，可控开关K1、K2，以及电压测量芯片Cl、C2 ;电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体；电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体；电动汽车上的电池组直流母线负端串接可控开关Κ2和分压电阻Rl后接电动汽车车体；电压测量芯片Cl的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线正端和电动汽车车体上；电压测量芯片C2的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线负端和电动汽车车体上；电压测量芯片Cl和电压测量芯片C2的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端。电流采集单元包括霍尔传感器Α、B、C ;霍尔传感器A同时穿过电动汽车上的电池组正直流母线和负直流母线；霍尔传感器B穿过电动汽车上的电池组正直流母线；霍尔传感器C穿过电动汽车上的电池组负直流母线；霍尔传感器A、霍尔传感器B和霍尔传感器C的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端。电动汽车上的电机控制器连接绝缘检测数据处理单元的输入端；绝缘检测数据处理单元的输出端连接故障报
警单元。
[0007]上述方案中，所述故障报警单元为另设的故障报警单元或电动汽车上自带的故障
报警单元。
[0008]上述方案中，所述电池组为锂离子蓄电池组。
[0009]与现有技术相比，本实用新型能够实现依据车辆的工作状态选用不同方式监测系统绝缘性能，并合理的分配检测状态，无需考虑系统工作状态的影响因素和信号干扰等因素，因此它要解决如下问题:①实现实时在线绝缘检测；②通过监测电流信号和电压信号两种方式监测系统绝缘性电路结构简单，容易实现。④可应用于其他绝缘检测系统，具有很好的通用性。此外，本实用新型用于测量的霍尔电流传感器测量精度高，在行车过程中电动汽车对电气系统绝缘状况能够迅速判断，电路简单，可靠性高；绝缘电阻测量电路容易实现，算法简单，对于其他电路系统有很好的通用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型绝缘检测系统结构原理图。
[0011]图2为本实用新型电压采集单元原理图。
[0012]图3为本实用新型电流采集单元原理图。
[0013]图4为本实用新型绝缘检测数据处理单元框图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示的一种电动汽车电气绝缘检测系统，包括安装在电动汽车上的绝缘检测系统本体。本实用新型所适用的电动汽车的电气系统需包括有电池组、逆变器、电动机和电机控制器。电池组的直流母线连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接电动机，电机控制器与逆变器的控制端相连。在本实施例中，所述电池组为锂离子蓄电池组。
[0015]上述绝缘检测系统本体包括电压采集单元、电流采集单元、故障报警单元和绝缘检测数据处理单元。
[0016]电压采集单元包括分压电阻R0、R1，可控开关K1、K2，以及电压测量芯片Cl、C2。本实施例视车体为地，电池组直流母线正、负极对地的等效绝缘电阻分别为R+和R-。电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体即接地；电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体即接地；电动汽车上的电池组直流母线负端串接可控开关K2和分压电阻Rl后接电动汽车车体；电压测量芯片Cl的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线正端和电动汽车车体上；电压测量芯片C2的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线负端和电动汽车车体上。参见图2。
[0017]电流采集单元包括霍尔传感器A、B、C。霍尔传感器A同时穿过电动汽车上的电池组正直流母线和负直流母线，输出检测电流Is。霍尔传感器B穿过电动汽车上的电池组正直流母线，输出检测电流I+ ;霍尔传感器C穿过电动汽车上的电池组负直流母线，输出检测电流1-。参见图3。
[0018]电压测量芯片Cl和电压测量芯片C2的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端。霍尔传感器A、霍尔传感器B和霍尔传感器C的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端。电动汽车上的电机控制器连接绝缘检测数据处理单元的输入端。电压采集单元监测可控开关不同状态下分压电阻两端电压值，并发送给绝缘检测数据处理单元。电流采集单元监测正负母线泄漏电流、正母线电流和负母线电流大小，并将检测数据传送给绝缘检测数据处理单元。绝缘检测数据处理单元同时与电机控制器相连，判断电动机工作状态。电动机正常工作时依据电流信号判断回路绝缘性能，电动机未工作时，依据电压信号计算等效绝缘电阻判断回路绝缘性能。本绝缘检测数据处理单元内部运行的是已知的电压和电流比较和判断法。绝缘检测数据处理单元的输出端连接故障报警单元。在本实用新型中，所述故障报警单元可以为另外配置的故障报警单元；也可以沿用电动汽车上自带的故障报警单元，此时只需通过原车CAN总线将报警信号送入电动汽车上自带的故障报警单元即可。参见图4。
【权利要求】
1.电动汽车电气绝缘检测系统，包括安装在电动汽车上的绝缘检测系统本体； 上述电动汽车的电气系统包括电池组、逆变器、电动机和电机控制器；电池组的直流母线连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接电动机，电机控制器与逆变器的控制端相连； 其特征在于: 上述绝缘检测系统本体包括电压采集单元、电流采集单元、故障报警单元和绝缘检测数据处理单元；其中 电压采集单元包括分压电阻RO、Rl，可控开关Kl、K2，以及电压测量芯片Cl、C2 ;电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体；电动汽车上的电池组直流母线正端串接可控开关Kl和分压电阻RO后接电动汽车车体；电动汽车上的电池组直流母线负端串接可控开关Κ2和分压电阻Rl后接电动汽车车体；电压测量芯片Cl的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线正端和电动汽车车体上；电压测量芯片C2的输入正端和负端分别连接在电动汽车上的电池组直流母线负端和电动汽车车体上；电压测量芯片Cl和电压测量芯片C2的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端； 电流采集单元包括霍尔传感器Α、B、C ;霍尔传感器A同时穿过电动汽车上的电池组正直流母线和负直流母线；霍尔传感器B穿过电动汽车上的电池组正直流母线；霍尔传感器C穿过电动汽车上的电池组负直流母线；霍尔传感器Α、霍尔传感器B和霍尔传感器C的输出端连接至绝缘检测数据处理单元的输入端； 电动汽车上的电机控制器连接绝缘检测数据处理单元的输入端；绝缘检测数据处理单元的输出端连接故障报警单元。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电气绝缘检测系统，其特征在于:所述故障报警单元为另设的故障报警单元或电动汽车上自带的故障报警单元。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电气绝缘检测系统，其特征在于:所述电池组为锂离子蓄电池组。
【文档编号】G01R27/08GK203786252SQ201420153091
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】范兴明, 孙洋, 张鑫, 曾求勇, 李震, 刘东东 申请人:桂林电子科技大学