用于电动汽车充电桩绝缘检测系统的非平衡桥测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种电动汽车充电桩，尤其是涉及一种使用于对电动汽车充电桩进行绝缘检测的电动汽车充电桩绝缘检测装置。

背景技术：

随着新能源领域的电动汽车产业迅速发展，电动汽车充电桩也逐渐成为影响着整个电动汽车产业发展的其中一个瓶颈因素；而由于电动汽车充电桩通常会被放置于各种复杂环境中，在充电桩投入使用后的长期使用过程中容易因电缆拖地磨损、内部器件老化等各种原因造成系统绝缘性降低，容易因绝缘性能降低而危及人身和设备使用安全，因此充电桩在充电前必须进行绝缘检测，检测数据满足要求方可进行充电操作。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有电动汽车充电桩存在着长期使用过程中容易因电缆拖地磨损、内部器件老化等各种原因造成系统绝缘性降低，容易因绝缘性能降低而危及人身和设备使用安全等现状而提供的一种提高充电桩在充电使用前的绝缘性能检测，提高充电桩的充电使用安全可靠性，可在充电桩使用充电前对绝缘性能进行检测，检测数据满足绝缘性能要求后方可进行使用充电桩操作的用于电动汽车充电桩绝缘检测系统的非平衡桥测量电路。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种用于电动汽车充电桩绝缘检测系统的非平衡桥测量装置，包括系统直流电源正、负母线，其特征在于：还包括非平衡桥测量电路和系统直流电源正、负极对地绝缘电阻测量求解值，非平衡桥测量电路包括非平衡电桥电阻、桥臂电阻、系统直流电源对地电阻、切换开关和系统电源投入/退出开关，非平衡电桥电阻和桥臂电阻间设有切换开关，切换开关的两个静触点分别与非平衡电桥电阻的桥路两端点相电连，切换开关的动触点与桥臂电阻相电连接，桥臂电阻另一端与系统直流电源地相电连接；系统直流电源对地电阻包括系统直流电源正母线对地电阻和负母线对地电阻，正母线对地电阻上设有系统电源正对地采样检测端子或检测点，负母线对地电阻上设有系统电源负对地采样检测端子或检测点，桥臂电阻上设桥臂电压采样检测端子或检测点，切换开关的两个静触点上设空档时桥臂电压差采样检测端子或检测点，非平衡桥测量电路与系统直流电源正、负母线之间串联有系统电源投入/退出开关。提高充电桩在充电使用前的绝缘性能检测，提高充电桩的充电使用安全可靠性，可在充电桩使用充电前对绝缘性能进行检测，检测数据满足绝缘性能要求后方可进行使用充电桩操作；结构简单，制作成本低，运行稳定可靠。

作为优选，所述的非平衡电桥电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中第一电阻和第二电阻相串联，第一电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，第二电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接；第三电阻和第四电阻相串联，第三电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，第四电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接；第一电阻和第二电阻相串联的串联节点与切换开关的两个静触点中的第一静触点相电连接，第三电阻和第四电阻相串联的串联节点与切换开关的两个静触点中的第二静触点相电连接。提高非平衡电桥电阻上的空档时桥臂电压差采样检测有效性。

作为优选，所述的系统直流电源正母线对地电阻一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，另一端与电源地相电连接；系统直流电源负母线对地电阻一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接，另一端与电源地相电连接。提高系统电源正、负对地采样检测有效性。

本实用新型的有益效果是：提高充电桩在充电使用前的绝缘性能检测，提高充电桩的充电使用安全可靠性，可在充电桩使用充电前对绝缘性能进行检测，检测数据满足绝缘性能要求后方可进行使用充电桩操作；结构简单，制作成本低，运行稳定可靠。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型用于电动汽车充电桩绝缘检测系统的非平衡桥测量电路的结构示意图。

具体实施方式

图1所示的实施例中，一种用于电动汽车充电桩绝缘检测系统的非平衡桥测量装置，包括系统直流电源正母线U+和负母线U-，还包括非平衡桥测量电路和系统直流电源正极对地绝缘电阻测量求解值RX和负极对地绝缘电阻测量求解值RY，非平衡桥测量电路包括非平衡电桥电阻、桥臂电阻RS、系统直流电源对地电阻、切换开关K和系统电源投入/退出开关QK，非平衡电桥电阻和桥臂电阻间电连接有切换开关K，切换开关K的两个静触点分别与非平衡电桥电阻的桥路两端点相电连，切换开关K的动触点与桥臂电阻RS相电连接，桥臂电阻RS另一端与系统直流电源地相电连接；系统直流电源对地电阻包括系统直流电源正母线对地电阻R5和负母线对地电阻R6，正母线对地电阻R5两端电连接有系统电源正对地采样检测端子或检测点U+d，负母线对地电阻两端电连接有系统电源负对地采样检测端子或检测点U-d，桥臂电阻RS两端电连接桥臂电压采样检测端子或检测点U2，切换开关的两个静触点上并联电连接有空档时桥臂电压差采样检测端子或检测点U1，非平衡桥测量电路与系统直流电源正、负母线之间串联有系统电源投入/退出开关QK。非平衡电桥电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中第一电阻和第二电阻相串联，第一电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，第二电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接；第三电阻和第四电阻相串联，第三电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，第四电阻的另一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接；第一电阻和第二电阻相串联的串联节点与切换开关的两个静触点中的第一静触点相电连接，第三电阻和第四电阻相串联的串联节点与切换开关的两个静触点中的第二静触点相电连接。系统直流电源正母线对地电阻一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源正母线相电连接，另一端与电源地相电连接；系统直流电源负母线对地电阻一端与设在系统电源投入/退出开关后级的系统直流电源负母线相电连接，另一端与电源地相电连接。

系统直流电源正、负极对地绝缘电阻测量求解值的求解式为：

U+d1/(Rx//R5) + U-d1/(Ry//R6) + U21/RS = 0

U+d2/(Rx//R5) + U-d2/(Ry//R6) + U22/RS = 0

上式中U=U1/(R2/(R1+R2)-R4/(R3+R4))，其中：U 为系统电压，RX为系统直流电源正极对地绝缘电阻测量求解值，RY为系统直流电源正极对地绝缘电阻测量求解值，两式联立求解获得RX值和RY值；

U+d1为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第一静触点相接触时采样检测获得的系统电源正对地采样检测值，U-d1为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第一静触点相接触时采样检测获得的系统电源负对地采样检测值，U21为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第一静触点相接触时采样检测获得的桥臂电压采样检测值，U1为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第一静触点相接触时采样检测获得的空档时桥臂电压差采样检测值；U+d2为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第二静触点相接触时采样检测获得的系统电源正对地采样检测值，U-d2为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第二静触点相接触时采样检测获得的系统电源负对地采样检测值，U22为为接通系统电源投入/退出开关后，切换开关的动触点切换到与两个静触点中的第二静触点相接触时采样检测获得的桥臂电压采样检测值；R1～R4为非平衡电桥电阻，RS为桥臂电阻，R5为系统直流电源正母线对地电阻，R6为系统直流电源负母线对地电阻。

根据系统直流电源正、负极对地绝缘电阻测量求解值求解获得绝缘电阻数据值，绝缘电阻数据值计算式为：R=RX/U或R=RY/U,根据绝缘电阻数据值判断是否允许充电操作。绝缘电阻数据值分为三档：R＞500Ω/V、100Ω/V <R≤500Ω/V和R≤100Ω/V，且在R≤100Ω/V时充电桩执行停止或禁止充电操作（处理和判断执行操作见下表----所获得的绝缘阻值数据的数据和判断表所示）。切换开关K具有左、中、右三档切换开关。

使用时，将充电桩单片机部分与非平衡桥测量装置与相控制连接，单片机部分主要控制QK、K的通断，U+d/U-d/U1/U2的采样及数据运算和数据传送。CPU接上级系统指令接通QK后，采样U1，1秒后K接入1，采样U2、U+d1、U-d1,1秒后K切换到2，采样U2、U+d2、U-d2,计算传送据后按指令要求断开QK。检测完毕。