一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其正極母線霍爾電流傳感器B穿過車載高壓正極母線；負極母線霍爾電流傳感器A穿過車載高壓負極母線；母線直流漏電流傳感器C同時傳過車載高壓正極和負極母線；并分別將所采集信號經(jīng)信號調(diào)理和AD轉(zhuǎn)換后送入主控制器進行故障判斷，并將結果送入聲光報警電路中給予相應的聲光報警提示，并通過通報給整車控制器做出停車檢修。本實用新型具有簡單安全和測量精度高的特點。
【專利說明】 —種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動車汽車【技術領域】，具體涉及一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置。

【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的快速發(fā)展和應用，對其安全性能的要求也越來越高。動力電池組作為電動汽車能量來源電壓通?？蛇_數(shù)百伏，正常工作狀態(tài)下，高壓回路的電流也很大。因而保證電動汽車高壓電氣系統(tǒng)的良好的絕緣性對是保證車輛正常運行的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段衡量電動汽車高壓電氣系統(tǒng)絕緣性能的主要指標是高壓母線回路對車體(地)的等效絕緣電阻和高壓母線與車體(地)之間泄露電流的大小。目前采用計算絕緣電阻來確定絕緣性的方法有平衡電橋法和電阻適配網(wǎng)絡法等。平衡電橋法利用平衡電橋原理計算母線對地等效絕緣電阻，這種方法要求構建電路的精確度很高，同時在正負極絕緣性能同時降低時不能準確及時報警。電阻適配網(wǎng)絡法是通過母線與車體(地)之間并入分壓電阻，通過測量并入電阻前后母線與車體間的電壓值，在兩種狀態(tài)下列方程組求得絕緣電阻值。這種方法廣泛應用于電動汽車絕緣檢測電路中，但電動汽車運行過程中干擾較大，在絕緣電阻測量過程中，有一定的擾動信號，對計算結果影響較大。當前方法雖然可以通過監(jiān)測不同參數(shù)判斷系統(tǒng)絕緣性能，仍存在不足，對于檢測精度較高的方法電路結構相對復雜，檢測方法對系統(tǒng)的工作狀態(tài)有一定的要求，受外界信號干擾較大，影響測量算精度等。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其具有簡單安全和測量精度高的特點。
[0004]為解決上述問題，本實用新型所設計的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，主要由直流電源，正極母線霍爾電流傳感器B、正極母線轉(zhuǎn)換電阻Rlb、正極母線信號調(diào)理電路、正極母線AD轉(zhuǎn)換電路，負極母線霍爾電流傳感器A、負極母線轉(zhuǎn)換電阻Ru、負極母線信號調(diào)理電路、負極母線AD轉(zhuǎn)換電路，母線直流漏電流傳感器C、母線信號調(diào)理電路、母線AD轉(zhuǎn)換電路，以及主控制器組成。正極母線霍爾電流傳感器B穿過車載高壓正極母線，該正極母線霍爾電流傳感器B的電源端和接地端分別與直流電源正極和地連接；正極母線轉(zhuǎn)換電阻&并接在正極母線霍爾電流傳感器B的輸出端上；正極母線霍爾電流傳感器B的輸出端還與正極母線信號調(diào)理電路的輸入端相連；正極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)正極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的一輸入端相連。負極母線霍爾電流傳感器A穿過車載高壓負極母線，該負極母線霍爾電流傳感器A的電源端和接地端分別與直流電源正極和地連接；負極母線轉(zhuǎn)換電阻Ru并接在負極母線霍爾電流傳感器A的輸出端上；負極母線霍爾電流傳感器A的輸出端還與負極母線信號調(diào)理電路的輸入端相連；負極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)負極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的另一輸入端相連。母線直流漏電流傳感器C同時傳過車載高壓正極和負極母線，該母線直流漏電流傳感器C的電源端和接地端分別與直流電源正極和負極連接；母線直流漏電流傳感器C的輸出端與母線信號調(diào)理電路的輸入端相連，母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的又一輸入端相連。主控制器的輸出端連接整車控制器。
[0005]上述電動汽車絕緣檢測裝置，還進一步包括聲光報警電路，該聲光報警電路與主控制器相連。
[0006]上述方案中，所述直流電源為12V的車載輔助電源。
[0007]上述方案中，所述正極母線信號調(diào)理電路、負極母線信號調(diào)理電路和母線信號調(diào)理電路均為電壓調(diào)理電路。
[0008]上述方案中，所述正極母線霍爾電流傳感器B和負極母線霍爾電流傳感器A為電流輸出型傳感器。
[0009]上述方案中，所述母線直流漏電流傳感器C為電壓輸出型傳感器。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的電流采集電路選用霍爾電流傳感器和直流漏電流傳感器來采集各母線和泄露電流值，方便主控制器獲取電流信號且電路的抗干擾能力強，與其他電路采集電路先比本實用新型電路結構和測量原理簡單，電路穩(wěn)定性高，能夠?qū)崟r準確采集電流信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置的電路結構框圖。

【具體實施方式】
[0012]一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，如圖1所示，其主要由直流電源、電流采集單元、信號調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換單元、聲光報警電路和主控制器組成。上述電流采集單元包括正極母線霍爾電流傳感器B和正極母線轉(zhuǎn)換電阻Ri^構成的車載高壓正極母線電流采集電路，負極母線霍爾電流傳感器A和負極母線轉(zhuǎn)換電阻Rla構成的車載高壓負極母線電流采集電路，以及母線直流漏電流傳感器C。所述負極母線霍爾電流傳感器A和正極母線霍爾電流傳感器B的型號均為WBI224F21。所述直流漏電流傳感器C型號為天瑞TR0215-LX。上述信號調(diào)理單元包括正極母線信號調(diào)理電路、負極母線信號調(diào)理電路和母線信號調(diào)理電路，這些信號調(diào)理單元均為調(diào)理電壓的電壓信號調(diào)理單元。AD轉(zhuǎn)換單元包括正極母線AD轉(zhuǎn)換電路、負極母線AD轉(zhuǎn)換電路和母線AD轉(zhuǎn)換電路，這些AD轉(zhuǎn)換電路均選用AD7656。將上述電動汽車絕緣檢測裝置安裝在待檢測的電動汽車上，該電動汽車的車載電池經(jīng)車載高壓母線與車載逆變器相連，汽車發(fā)動機連接在車載逆變器上；車載整車控制器經(jīng)車載電機控制器與車載逆變器相連。根據(jù)霍爾原理，通過母線直流漏電流傳感器C實時監(jiān)測正負母線的泄露電流L的大小和方向，判斷正負母線對地(車體)的絕緣性，并通過正極母線霍爾電流傳感器B和負極母線霍爾電流傳感器A實時監(jiān)測正負母線的電流I+、L的大小，確定絕緣失效的嚴重等級，進而采取相應的防護措施，確保行車安全。
[0013]負極母線霍爾電流傳感器A過孔穿過車載高壓負極母線，其電源端I和接地端2分別與12V直流電源和地連接。該負極母線霍爾電流傳感器A選用電流輸出型，輸出端3輸出檢測電流Iz_。由于傳感器的線圈匝數(shù)比較大，測得的輸出電流很小，需要獲取對應電壓值來換算為負母線電流1-，因此，負極母線霍爾電流傳感器A輸出端3、4間并有負極母線轉(zhuǎn)換電阻Rla,獲取對應電壓值進入負極母線信號調(diào)理電路。負極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)負極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的一輸入端相連。
[0014]正極母線霍爾電流傳感器B過孔穿過車載高壓正極母線，其電源端I和接地端2分別與12V直流電源和地連接。該正極母線霍爾電流傳感器B傳感器選用電流輸出型，輸出端3輸出檢測電流Iz+。由于傳感器的線圈匝數(shù)比較大，測得的輸出電流很小，需要獲取對應電壓值來換算為負母線電流1-，因此，正極母線霍爾電流傳感器B輸出端3、4間并有正極母線轉(zhuǎn)換電阻Rm獲取對應電壓值V1+進入正極母線信號調(diào)理電路。正極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)正極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的一輸入端相連。
[0015]過孔式直流漏電流傳感器C同時穿過車載高壓正、負極母線，其電源端I和接地端2分別與12V直流電源和地連接。直流漏電流傳感器C選用電壓輸出型，輸出端3輸出電壓值\進入母線信號調(diào)理電路。母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的又一輸入端相連。
[0016]所述直流電源為12V的車載輔助電源。主控制器的輸出端連接整車控制器。聲光報警電路與主控制器相連。主控制器主要完成電壓VpV1+、八值到電流Iz_、Iz+、Izl的簡單轉(zhuǎn)換，同時將電流Iz-、Iz+、Ia的與對應的閾值進行比較，獲知電流IZ-、IZ+、込的大小和方向，并判斷是否出現(xiàn)故障，并將故障送入聲光報警電路和整車控制器中。所述主控制器的型號為 freescale MC9S08QE8。
[0017]本實用新型的工作過程如下:
[0018]三路電流采集單元采集到的電壓信號Vp VI+、Vl分別經(jīng)相應的信號調(diào)理電路調(diào)理后，進入相應的AD轉(zhuǎn)換電路進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號％_、'+、'在主控制器中轉(zhuǎn)換為對應的電流信號Iz_、Iz+、1&，并分別進入負母線電流監(jiān)測與比較電路、正母線電流監(jiān)測與比較電路和漏電流監(jiān)測與比較電路，主控制器MC9S08QE8依據(jù)檢測和比較結果，得到電流1-、I+以及泄漏電流込的大小和方向，通過込的大小和方向判斷回路的絕緣狀態(tài)以及出現(xiàn)故障的母線支路，當故障發(fā)生是分別對比正負母線電流1-和1+的差值大小，進而判斷故障的嚴重性，送入聲光報警電路中給予相應的聲光報警提示，并通過通報給整車控制器做出停車檢修。
【權利要求】
1.一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:主要由直流電源，正極母線霍爾電流傳感器B、正極母線轉(zhuǎn)換電阻Rlb、正極母線信號調(diào)理電路、正極母線AD轉(zhuǎn)換電路，負極母線霍爾電流傳感器A、負極母線轉(zhuǎn)換電阻Ru、負極母線信號調(diào)理電路、負極母線AD轉(zhuǎn)換電路，母線直流漏電流傳感器C、母線信號調(diào)理電路、母線AD轉(zhuǎn)換電路，以及主控制器組成；其中 負極母線霍爾電流傳感器A穿過車載高壓負極母線，該負極母線霍爾電流傳感器A的電源端和接地端分別與直流電源正極和地連接；負極母線轉(zhuǎn)換電阻Rla并接在負極母線霍爾電流傳感器A的輸出端上；負極母線霍爾電流傳感器A的輸出端還與負極母線信號調(diào)理電路的輸入端相連；負極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)負極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的另一輸入端相連； 正極母線霍爾電流傳感器B穿過車載高壓正極母線，該正極母線霍爾電流傳感器B的電源端和接地端分別與直流電源正極和地連接；正極母線轉(zhuǎn)換電阻Ri^并接在正極母線霍爾電流傳感器B的輸出端上；正極母線霍爾電流傳感器B的輸出端還與正極母線信號調(diào)理電路的輸入端相連；正極母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)正極母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的一輸入端相連； 母線直流漏電流傳感器C同時傳過車載高壓正極和負極母線，該母線直流漏電流傳感器C的電源端和接地端分別與直流電源正極和地連接；母線直流漏電流傳感器C的輸出端與母線信號調(diào)理電路的輸入端相連，母線信號調(diào)理電路的輸出端經(jīng)母線AD轉(zhuǎn)換電路與主控制器的又一輸入端相連； 主控制器的輸出端連接整車控制器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:還進一步包括聲光報警電路，該聲光報警電路與主控制器相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:所述直流電源為12V的車載輔助電源。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:所述正極母線信號調(diào)理電路、負極母線信號調(diào)理電路和母線信號調(diào)理電路均為電壓調(diào)理電路。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:所述正極母線霍爾電流傳感器B和負極母線霍爾電流傳感器A為電流輸出型傳感器。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種基于電流監(jiān)測的電動汽車絕緣檢測裝置，其特征在于:所述母線直流漏電流傳感器C為電壓輸出型傳感器。
【文檔編號】G01R31/14GK203929989SQ201420303425
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】張鑫, 孫洋, 范興明, 曾求勇, 楊家志 申請人:桂林電子科技大學