一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路及方法与流程

本发明涉及绝缘检测，具体涉及一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路及方法。

背景技术：

1、新能源汽车从电气安全考虑，电池包和mcu高压母线正负极需要检测对机壳绝缘阻抗，确保高压接口的高压安全，需要高压上电前及车辆行驶过程中判断高压正负极对地绝缘故障。

2、目前对于高压正负极对地绝缘阻抗测量，通过多个继电器通断配合，检测不同的阻抗值判断绝缘，此方法需要配合多个继电器工作，测量多组数据，软件计算出对应的绝缘阻值，继电器的机械触点重复吸合、断开，易发生继电器触点粘连、不吸合等失效情况，影响检测结果；另一方面需要增加两路高压侧电压采样，通过隔离运放送至mcu采样，电路复杂、可靠性低，且成本高；且对于上高压前绝缘故障检测，通常需要额外低频脉冲信号注入，通过检测相应电容压降判断绝缘是否正常，电路复杂，检测结果精度差。因此，需要一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路及方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路，包括限流电阻r1和r4、继电器sw3以及运算放大器v1、v2和v3，所述限流电阻r1一端与检测电阻r2连接，另一端与主接触器main-sw1连接，所述检测电阻r2的另一端与检测电阻r3连接，检测电阻r3另一端与限流电阻r4连接，所述限流电阻r4的另一端与高压母线hv-bat负极相连接，所述主接触器main-sw1另一端与高压母线hv-bat正极相连接；

4、所述主接触器main-sw1与限流电阻r1之间连接有母线dc-link电容，所述母线dc-link电容另一端与高压母线hv-bat负极相连接，所述高压母线hv-bat正极连接有开关pre-sw2,所述开关pre-sw2的另一端与电阻pre-res连接,电阻pre-res另一端与主接触器main-sw1一端相连接；

5、所述主接触器main-sw1与限流电阻r1之间连接有等效绝缘电阻rp,等效绝缘电阻rp的另一端与等效绝缘电阻rn连接，所述等效绝缘电阻rn的另一端与高压母线hv-bat负极相连接；所述主接触器main-sw1与限流电阻r1之间还连接有电容y1，电容y1的另一端与电容y2连接，所述电容y2另一端与高压母线hv-bat负极相连接；所述等效绝缘电阻rp、rn之间、电容y1、y2之间以及检测电阻r2、r3之间三个节点相连通并接地；

6、所述hv-bat负极连接有继电器sw3，所述继电器sw3另一端与检测电阻r5连接，所述检测电阻r5另一端与内部直流电压lv-bat正极连接，所述内部直流电压lv-bat负极接地；所述运算放大器v1、v2分别连接于检测电阻r2、r3的两端，所述运算放大器v3一端连接于继电器sw3与检测电阻r5之间，所述运算放大器v3另一端接地。

7、优选的，所述等效绝缘电阻rp、rn的电阻值大于20mω。

8、本发明还提供一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测方法，包括以下步骤：

9、s1：车辆钥匙使能，电驱动总成内部电控、obc以及dcdc单元进入初始化并完成自检；

10、s2：在对车辆系统上高压前，对高压母线正负极绝缘进行检测；

11、s3：若绝缘异常，上报故障信息，不允许车辆系统上高压，若绝缘正常，允许车辆系统上高压，对上高压后的母线正负极绝缘进行检测。

12、优选的，车辆系统上高压前绝缘检测的具体步骤为：软件判断母线dc-link电容电压，低于5v吸合sw3继电器，通过检测等效绝缘电阻rp、rn与r1+r2、r3+r4并联电压，判断是否存在绝缘故障，当发生单边绝缘异常后，运算放大器v3输出电压低于判断阈值，上报绝缘故障，检测过程结束后断开sw3继电器。

13、优选的，车辆系统上高压后绝缘检测的具体步骤为：收到vcu上高压指令后，开始预充过程，上电成功后主接触器main-sw1吸合，此时软件通过电压采集电路读取母线电压值，通过运算放大器v1、v2采集的电压值判断是否存在高压正负对地绝缘异常，若绝缘检测异常，上报绝缘故障，mcu请求母线下高压，系统进行下电流程。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、本发明的检测电路符合电气隔离要求，继电器sw3只在上高压前吸合断开，避免重复工作失效，增强了系统可靠性，且仅需在电路上增加板载继电器sw3、通用运放以及常规阻容器件，无需额外的高压侧辅助电源、电压采样、电压比较以及模拟隔离器件，电路简单可靠、制造成本低，且检测结果准确、实现方便。

16、2、本发明的检测方法能够适用车辆正常上高压前、工作中及下点后高压部件绝缘故障检测，保证了新能源汽车高压母线在各个工况下的正负极绝缘安全性，从而提高了新能源汽车的使用安全性。

技术特征：

1.一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路，其特征在于，包括限流电阻r1和r4、继电器sw3以及运算放大器v1、v2和v3，所述限流电阻r1一端与检测电阻r2连接，另一端与主接触器main-sw1连接，所述检测电阻r2的另一端与检测电阻r3连接，检测电阻r3另一端与限流电阻r4连接，所述限流电阻r4的另一端与高压母线hv-bat负极相连接，所述主接触器main-sw1另一端与高压母线hv-bat正极相连接；

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路，其特征在于：所述等效绝缘电阻rp、rn的电阻值大于20mω。

3.一种基于权利要求1或2中新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测方法，其特征在于，车辆系统上高压前绝缘检测的具体步骤为：

5.根据权利要求3所述的一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测方法，其特征在于，车辆系统上高压后绝缘检测的具体步骤为：

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车高压母线正负极绝缘检测电路及方法，涉及绝缘检测技术领域，包括限流电阻R1和R4、继电器SW3以及运算放大器V1、V2和V3，所述限流电阻R1一端与检测电阻R2连接，另一端与主接触器Main‑SW1连接，所述检测电阻R2的另一端与检测电阻R3连接，检测电阻R3另一端与限流电阻R4连接，所述限流电阻R4的另一端与高压母线HV‑BAT负极相连接，本发明的检测电路符合电气隔离要求，继电器SW3只在上高压前吸合断开，避免重复工作失效，增强了系统可靠性，且仅需在电路上增加板载继电器SW3、通用运放以及常规阻容器件，无需额外的高压侧辅助电源、电压采样、电压比较以及模拟隔离器件，电路简单可靠、制造成本低。

技术研发人员：尹家骅,刘义田,潘永健
受保护的技术使用者：威迪斯电机技术（芜湖）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21