专利名称：电动汽车绝缘性能的检测方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车技术领域，具体是指一种电动汽车绝缘性能的检测方法。
背景技术：
出于对能源和环境的考虑，电动汽车因其节能环保而得到快速发展。为了达到一定的电压等级，电动汽车中常常将多节电池串联使用，电压范围在300-500V之间。在电动汽车的实际运行当中，工作环境比较复杂，振动磨损、温度和湿度的变化、液体腐蚀等原因， 都会引起绝缘性能的下降，危及车内人员的人身安全。因此，绝缘检测技术是电动汽车关系人身安全的一项重要技术。现阶段绝缘测量方法主要分为交流法和直流法。交流法通过将高频交流信号注入到电气回路中，然后根据反馈回来信号的幅值和相位的变化来推算绝缘电阻。这种测量方法需要向直流系统注入附加交流测试信号，会对直流系统本身带来一定的影响，干扰直流系统工作，并且其电路复杂、稳定性不好。直流法一般通过测量绝缘电阻的方式完成。该方法认为待测车辆直流母线正负极对地各具有一个固定的绝缘电阻，绝缘良好的情况下这两个电阻相等，绝缘性能下降时这两个电阻就不相等了。另外检测回路在正负母线和地之间也串入两个等值电阻和采样电路，当绝缘电阻发生变化时，采样回路采回的电压会发生变化，然后根据一定的公式就可以推出绝缘电阻。这种方法的缺点是检测系统要求精度很高， 检测系统串入的电阻阻值不能太大，否则影响测量精度。因阻值小，所以串入的电阻本身就降低了电动汽车的绝缘性能。另外正负母线绝缘性能同时降低时该方法也测不出来。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种注入直流电源的电动汽车绝缘性能检测方法。为解决上述问题，本发明采取技术方案为一种电动汽车绝缘性能的检测方法，其步骤为
(1)视车体为地，电池组直流母线正、负极对地的绝缘电阻分别为R+和R-；
(2)将直流母线正极端依次串接继电器一、直流电源一、采样电阻R3，采样电阻R3另一端接地；将直流母线负极依次串接继电器二、直流电源二、采样电阻R4，采样电阻R4另一端接地；同时，继电器一与地之间串接分压电阻Rl和R1’，继电器二与地之间串接分压电阻R2 和 R2，；
(3 )控制继电器Jl及继电器J2闭合，且直流电源一和直流电源二不输出，设电池组总电压在电阻R+和R-所分电压分别为U+、U-；可以通过对电阻R1’和R2’上的电压信号进行采样，换算出R+和R-上的电压；根据R+和R-上电压的大小，可以得出R+和R-的比例关系式，设该关系式为公式一；
(4)再控制继电器Jl闭合、继电器J2断开，直流电源一输出电压信号，直流电源二不输出，则电池组总电压和直流电源一输出的电压同时注入到电阻R+、R-、R1、R1’组成的电路回
路；设流过电阻R+的电流为,流过电阻R-的电流为I—,流过电阻R3的电流为Zjb ,流过电阻Rl的电流为Im ；对电阻Rl，、 R3上的电压进行采样，根据电路原理I+ + Im =L+ Zjb ,设该式为公式二，则根据公式二及公式一求出R+ ；
(5)再控制继电器J2闭合、继电器Jl断开，直流电源一不输出，直流电源二输出电压信号，则电池组总电压和直流电源二输出的电压同时注入到电阻R+、R-> R2、R2’构成的电路
回路中；设流过电阻R+的电流为/+ ,流过电阻R-的电流力流过电阻R2的电流为, 流过电阻R4的电流为44，对电阻R2’及电阻R4上的电压信号进行采样，根据电路原理可
知/+ + Im = L + 42,设该式为公式三，则根据公式三及公式一求出R-。步骤(2)中在直流电源一与继电器一之间接有二极管Dl，直流电源一接二极管Dl 正极。步骤(2 )中在直流电源二与继电器二之间接有二极管D2，直流电源二接二极管D2 负极。与现有技术相比，本发明的有益效果在于
(1)本发明采用注入直流电源的方法进行检测，检测精度高，分压电阻阻值可以选得大，测量时对车辆绝缘性能影响小，且不干扰原有车辆系统的正常工作；
(2)所述方法能同时检测正负母线对地电阻，克服了其他方法在正负母线绝缘性能同时下降时无法检测出绝缘电阻的缺陷；
(3)所述方法通过继电器连接直流电源，在不进行绝缘测量时，检测电路与正负母线断开，对车辆绝缘性能无任何影响。
图1为本发明所述方法硬件电路原理示意图2为图1所示电路中继电器Jl、J2闭合，直流电源一、二不输出时的等效电路图； 图3为图1所示电路中继电器Jl闭合、J2断开，直流电源一输出、直流电源二不输出时的等效电路图4为图1所示电路中继电器Jl断开、J2闭合，直流电源一不输出、直流电源二输出时的等效电路图。
具体实施例方式为了便于本领域技术人员理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明。如图1，本发明所揭示的电动汽车绝缘性能的检测方法采用继电器、分压电阻、二极管、直流电源和采样电路配合特定的检测步骤和算法实现。其中，继电器JI和直流母线正极端相连，继电器J2和直流母线负极相连。继电器Jl和地之间串入分压电阻Rl和R1’， 继电器J2和地之间串入分压电阻R2和R2’，直流母线正极和负极中点接地。直流电源1通过二极管Dl和电阻R3向电路注入直流信号，直流电源2通过二极管D2和电阻R4向电路注入直流信号。在电阻R1’、R2’、R3、R4上分别设置电压采样电路。图中，电阻R+和R-表示待测试的车辆的绝缘电阻。检测时，首先控制继电器Jl及继电器J2闭合，且直流电源一和直流电源二不输出。此时，电池组总电压在电阻R+和R-上各分出一定电压，此时图1的等效电路如图2所示。如果设电阻R+和R-上的电压分别为U+、U-，通过对电阻R1’和R2’上的电压信号进行采样，电阻Rl’、R2’、Rl、R2均已知，则可求al与a2及a2与a3每两点之间的电压，即U+、 U-，进而可以得出R+和R-的比例关系。当需检测绝缘电阻R+时，则控制继电器Jl闭合、继电器J2断开，直流电源一输出电压信号。此时电池组总电压和直流电源一输出的电压同时注入到R+、R_、R1、R1’构成的电路回路中，则图1的等效电路如图3所示。设流过电阻R+的电流为，流过电阻R-的电流为L ,流过电阻R3的电流为Ii3 ,流过电阻Rl的电流为Isx。对电阻Rl’、R3上的电压
进行采样，同时根据图3所示等效电路有关系式/+ + IM = L +43，根据该关系式及R+和 R-的比例关系可求出直流母线正极对地的绝缘电阻R+。当需检测绝缘电阻R-时，则控制继电器J2闭合、继电器Jl断开，直流电源二输出电压信号。此时电池组总电压和直流电源二输出的电压同时注入到R+、R_、R2、R2’构成的
电路回路中，图1的等效电路如图4。同样设流过电阻R+的电流为/+ ,流过电阻R-的电流
为，流过电阻R2的电流为42 ,流过R4的电流为。对电阻R2’及电阻R4上的电压信
号进行采样，同时根据图4电路原理有/+ + Im = L + 42,据该关系式及R+和R-的比例关系可求出直流母线负极对地的绝缘电阻R-。测试电路中，二极管Dl和D2的作用是防止直流电源没有输出时，电流从电池侧流入直流电源。实际上，在求出直流母线正极对地的绝缘电阻R+时，根据R+、R-的比例关系是可以直接得出直流母线负极对地的绝缘电阻R-，但经过上述电路控制得到图4等效电路后再求出R-，可以避免先计算R+再算出R-带来的舍入误差。另外，本发明分别计算直流母线正负极对地的绝缘电阻R+、R-的方法，还可提高绝缘检测的可靠性。若直流电源1损坏，R+ 无法直接得出，但是仍可通过先计算R-的值，再推算出R+。同理，若直流电源2损坏，也可以通过先计算R+，再推算出R-。本发明未具体介绍的推算过程，均为本领域技术人员根据电路常识可直接确定的，在此不再赘述。需要说明的是，以上仅为本发明较佳的实施方案，在未脱离本发明构思前提下，在现有技术范围内对本发明所做的任何均等变化与修饰均属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种电动汽车绝缘性能的检测方法，其步骤为(1)视车体为地，电池组直流母线正、负极对地的绝缘电阻分别为R+和R-；(2)将直流母线正极端依次串接继电器一、直流电源一、采样电阻R3，采样电阻R3另一端接地；将直流母线负极依次串接继电器二、直流电源二、采样电阻R4，采样电阻R4另一端接地；继电器一与地之间串接分压电阻Rl和R1’，继电器二与地之间串接分压电阻R2和R2，；在直流电源一与继电器一之间接有二极管D1，直流电源一接二极管Dl正极；在直流电源二与继电器二之间接有二极管D2，直流电源二接二极管D2负极；(3)控制继电器Jl及继电器J2闭合，且直流电源一和直流电源二不输出，设电池组总电压在电阻R+和R-所分电压分别为U+、U-；通过对电阻R1’和R2’上的电压信号进行采样换算出R+和R-上的电压；根据R+和R-上电压的大小，可以得出R+和R-的比例关系， 设该关系式为公式一；(4)再控制继电器Jl闭合、继电器J2断开，直流电源一输出电压信号，直流电源二不输出，则电池组总电压和直流电源一输出的电压同时注入到电阻R+、R-> RU R1’组成的电路回路；设流过电阻R+的电流为，流过电阻R-的电流为厂，流过电阻R3的电流为、3， 流过电阻Rl的电流为i、；对电阻R1’、R3上的电压进行采样，根据电路原理+ In = /_+ A3,设该式为公式二，则根据公式二及公式一求出R+ ；(5)再控制继电器J2闭合、继电器Jl断开，直流电源一不输出，直流电源二输出电压信号，则电池组总电压和直流电源二输出的电压同时注入到电阻R+、R-> R2、R2’构成的电路回路中；设流过电阻R+的电流为/+ ,流过电阻R-的电流为，流过电阻R2的电流为, 流过电阻R4的电流为44，对电阻R2’及电阻R4上的电压信号进行采样，根据电路原理可知/+ + = L+ Zi52,设该式为公式三，则根据公式三及公式一求出R-。
全文摘要
本发明涉及一种电动汽车绝缘性能的检测方法。所述方法采用继电器一、二分别和直流母线正、负极相连，继电器一和地之间串入分压电阻R1和R1’，继电器二和地之间串入分压电阻R2和R2’，直流电源一通过二极管D1和电阻R3向电路注入直流信号，直流电源二通过二极管D2和电阻R4向电路注入直流信号。在电阻R1’、R2’、R3、R4上分别设置电压采样电路。上述电路配合特定的采样及计算步骤实现绝缘性能检测。本发明采用注入直流电源的方法进行检测，检测精度高，分压电阻阻值可以选得大，测量时对车辆绝缘性能影响小，且不干扰原有车辆系统的正常工作。
文档编号G01R27/18GK102426326SQ201110264050
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者刘飞, 张金灵, 阮旭松 申请人:惠州市亿能电子有限公司