CN106526323B - 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法 - Google Patents

一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106526323B
CN106526323B CN201610973893.7A CN201610973893A CN106526323B CN 106526323 B CN106526323 B CN 106526323B CN 201610973893 A CN201610973893 A CN 201610973893A CN 106526323 B CN106526323 B CN 106526323B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
resistance
insulation resistance
car body
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610973893.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106526323A (zh
Inventor
赵志刚
骆志伟
付英杰
何刚
杨金波
赵晶
杨松璞
李均锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Space Launch Technology
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Space Launch Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Beijing Institute of Space Launch Technology filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201610973893.7A priority Critical patent/CN106526323B/zh
Publication of CN106526323A publication Critical patent/CN106526323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106526323B publication Critical patent/CN106526323B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters

Abstract

为了消除母线电压对测量绝缘电阻的影响，本发明提供了一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，包括：(1)通过调压获得多个供电电压；(2)产生周期性的方波信号，作为低频注入信号；(3)采集四路电压信号作为采样值，并基于所述采样值监测母线电压值；(4)对母线电压进行补偿。本发明针对高压系统复杂多变的电路结构提出了基于母线电压和外加低频方波信号的母线电压测量技术，以及通过解耦补偿电路，提高了绝缘电阻实时监测的精度。

Description

一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法
技术领域
本发明涉及军用电驱平台高压系统技术领域，更具体地，涉及一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法。
背景技术
纯电驱动车辆和油电混合动力车辆在新能源车辆市场得到越来越多的推广的应用，覆盖了乘用车、物流车、大型商用车以及超重型军用混合动力车辆领域。随着驱动技术的发展，一方面大功率、高功率密度的电机在电动车得到应用，随之带来了的高电压等级、大电流等电气问题；另一方面，电压等级提高，对高压系统的绝缘性能提出了更高的要求。
对于军用电驱平台，大质量、长车身、宽轮距的特点决定了在电驱方案的选择上通常是多轴多电机驱动，相比普通民用车的单电机驱动，电机及控制器更多，高压电器要求更高，高压系统电路更复杂，同时设计安全性要求也更多，高压系统的绝缘性能必须始终保持在安全的范围内。除了静态的绝缘性能测试以外，车辆在行驶过程中的动态绝缘电阻测试也必不可少，开发针对军用电驱平台的绝缘电阻在线监测设备，及时监测车辆的控制故障尤为重要。
发明内容
为了消除母线电压对测量绝缘电阻的影响，本发明提供了一种军用电驱平台上高压系统电路的绝缘电阻在线实时监测方案。具体而言，本发明提供了一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，包括：
(1)通过调压获得多个供电电压；
(2)产生周期性的方波信号，作为低频注入信号；
(3)采集四路电压信号作为采样值，并基于所述采样值监测母线电压值；
(4)对母线电压进行补偿。
进一步地，所述步骤(1)中的多个供电电压包括5V、±12V、±40V三种不同的电压。
进一步地，所述步骤(1)中的多个供电电压是通过24V输入电压获得的。
进一步地，所述步骤(2)中的低频方波信号的幅值为±40V。
进一步地，所述步骤(3)基于这样的电路模型：该电路包括：高压母线对车体的正电阻R+、高压母线对车体的负电阻R-、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、采样电阻为R3，所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1串联构成第一串联支路，所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻 R2串联构成第二串联支路，所述第一串联支路和所述第二串联支路并联后与所述采样电阻为R3串联构成第三串联支路，所述第三串联支路与低频注入信号的正、负输入端两侧并联。
进一步地，在所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间以及在所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间串联电压检测单元，用于检测所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间的电压UP和所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间的电压 UN之间的电压差，所述电压UP和UN均为高压母线对测试回路的电压。
进一步地，假定母线电压值为Udc，则根据所述电路模型可得：
变换可得
令则式(12)可变为
由公式(13)可得
由于母线电压Udc不变，低频注入信号Ui为正负交变的直流电压信号，可得公式(15)，
整理上式可得，
由此，可求出高压系统对车体绝缘电阻为
进一步地，通过公式(14)可得，
通过式(18)可得，
在调理电路中，一般认为R1＝R2＝R，整理上式可得，
通过上式可知，当U'≥0时，R+≥R-；当U'<0时，R+<R-，从而判断出高压正负母线对车体绝缘电阻情况，为绝缘性能判断提供依据。
进一步地，所述步骤(4)包括：
实时检测R3两端的电压值，与基准值，即直流母线电压为0时输入信号的值，进行比较，根据比较结果调节输入的PWM信号的占空比α，保证绝缘电阻的采样值仅与绝缘电阻的值有关，同时可以提高绝缘电阻测量时采样的精度。
进一步地，所述PWM信号的幅值为5V。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明针对高压系统复杂多变的电路结构提出了基于母线电压和外加低频方波信号的母线电压测量技术，以及通过解耦补偿电路，提高了绝缘电阻实时监测的精度。
(2)本发明亦可推广至民用纯电动和混合动力车辆使用。
附图说明
图1示出了根据本发明的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法的流程图。
图2示出了根据本发明的绝缘电阻检测电路模型原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，包括：
(1)通过调压获得多个供电电压；
(2)产生周期性的方波信号，作为低频注入信号；
(3)采集四路电压信号作为采样值，并基于所述采样值监测母线电压值；
(4)对母线电压进行补偿。
优选地，所述步骤(1)中的多个供电电压包括5V、±12V、±40V三种不同的电压。
优选地，所述步骤(1)中的多个供电电压是通过24V输入电压获得的。
优选地，所述步骤(2)中的低频方波信号的幅值为±40V。
优选地，所述步骤(3)基于这样的电路模型。如图2所示，该电路模型包括：高压母线对车体的正电阻R+、高压母线对车体的负电阻R-、第一分压电阻 R1、第二分压电阻R2、采样电阻为R3，所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1串联构成第一串联支路，所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2串联构成第二串联支路，所述第一串联支路和所述第二串联支路并联后与所述采样电阻为R3串联构成第三串联支路，所述第三串联支路与低频注入信号的正、负输入端两侧并联。
优选地，在所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间以及在所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间串联电压检测单元，用于检测所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间的电压UP和所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间的电压UN之间的电压差，所述电压UP和UN均为高压母线对测试回路的电压。
优选地，低频信号经车体、正负母线绝缘电阻，形成检测回路，通过采集 CN1_1和CN1_3之间的差值电压Un，可以求得高压系统母线电压。通过采集CN1_2 与GND之间的电压Um，可以计算求得高压正负母线对车体的并联绝缘电阻值。具体为：假定母线电压值为Udc，则根据所述电路模型可得：
变换可得
令则式(212)可变为
由公式(213)可得
由于母线电压Udc不变，低频注入信号Ui为正负交变的直流电压信号，可得公式(215)，
整理上式可得，
由此，可求出高压系统对车体绝缘电阻为
优选地，通过公式(214)可得，
通过式(218)可得，
在调理电路中，一般认为R1＝R2＝R，整理上式可得，
通过上式可知，当U'≥0时，R+≥R-；当U'<0时，R+<R-，从而判断出高压正负母线对车体绝缘电阻情况，为绝缘性能判断提供依据。
根据本发明的优选实施例，上述计算过程通过两组分压电阻和两个采样电阻进行采样，经过差分电路处理后，送至单片机，计算得到母线电压值。这种采样电路一方面可以消除漏电流和电压波动的产生的干扰，另一方面不会对低频注入信号测量绝缘电阻的电路产生影响。
上述计算所使用的单片机型号为DSPIC33FJ64GP706，控制电路电压为5V。
优选地，所述步骤(4)包括：
实时检测R3两端的电压值，与基准值，即直流母线电压为0时输入信号的值，进行比较，根据比较结果调节输入的PWM信号的占空比α，保证绝缘电阻的采样值仅与绝缘电阻的值有关，同时可以提高绝缘电阻测量时采样的精度。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (6)

1.一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，包括：
(1)通过调压获得多个供电电压；
(2)产生周期性的方波信号，作为低频注入信号；
(3)采集四路电压信号作为采样值，并基于所述采样值监测母线电压值；所述步骤(3)基于这样的电路模型：该电路包括：高压母线对车体的正电阻R+、高压母线对车体的负电阻R-、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、采样电阻为R3，所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1串联构成第一串联支路，所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2串联构成第二串联支路，所述第一串联支路和所述第二串联支路并联后与所述采样电阻为R3串联构成第三串联支路，所述第三串联支路与低频注入信号的正、负输入端两侧并联；在所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间以及在所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间串联电压检测单元，用于检测所述高压母线对车体的正电阻R+与所述第一分压电阻R1之间的电压UP和所述高压母线对车体的负电阻R-与所述第二分压电阻R2之间的电压UN之间的电压差，所述电压UP和UN均为高压母线对测试回路的电压；假定母线电压值为Udc，则根据所述电路模型可得：
变换可得
令则式(2)可变为
由公式(3)可得
由于母线电压Udc不变，低频注入信号Ui为正负交变的直流电压信号，可得公式(5)，
整理上式可得，
由此，可求出高压系统对车体绝缘电阻为
(4)对母线电压进行补偿。
2.根据权利要求1所述的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多个供电电压包括5V、±12V、±40V三种不同的电压。
3.根据权利要求1所述的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多个供电电压是通过24V输入电压获得的。
4.根据权利要求1所述的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中的低频方波信号的幅值为±40V。
5.根据权利要求1所述的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：
实时检测R3两端的电压值，与基准值，即直流母线电压为0时输入信号的值，进行比较，根据比较结果调节输入的PWM信号的占空比α，保证绝缘电阻的采样值仅与绝缘电阻的值有关，同时可以提高绝缘电阻测量时采样的精度。
6.根据权利要求5所述的基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法，其特征在于，所述PWM信号的幅值为5V。
CN201610973893.7A 2016-11-04 2016-11-04 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法 Active CN106526323B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610973893.7A CN106526323B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610973893.7A CN106526323B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106526323A CN106526323A (zh) 2017-03-22
CN106526323B true CN106526323B (zh) 2019-03-29

Family

ID=58349868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610973893.7A Active CN106526323B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106526323B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107064638B (zh) * 2017-05-04 2019-09-10 北京航天发射技术研究所 一种基于注入周期自适应策略的绝缘电阻检测装置及方法
CN107478993B (zh) * 2017-07-11 2021-07-06 中国科学技术大学 一种电动汽车动力电池双边绝缘电阻监测装置
CN108627688A (zh) * 2018-08-03 2018-10-09 长春七角星科技发展有限公司 一种电动车高压母线监测装置及监测方法
CN113687272A (zh) * 2021-08-15 2021-11-23 南京理工大学 一种电动汽车无线充电供电电缆故障定位方法
CN115792382B (zh) * 2022-11-29 2024-01-05 上能电气股份有限公司 一种光储逆变器对地绝缘阻抗检测装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2509661A1 (de) * 1975-03-06 1976-09-16 Gerd Dr Ing Harms Einrichtung zur messung des isolationswiderstandes von ungeerdeten gleichstromnetzen
JPS6425068A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Toyo Communication Equip Insulation-resistance measuring method, wherein fluctuation in circuit constant is compensated
CN103135038A (zh) * 2013-02-01 2013-06-05 广州优维电子科技有限公司 直流系统交流串电及绝缘故障监测选线方法
CN104635057A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 合肥工业大学 基于自适应电压补偿和低频注入的电动汽车绝缘检测系统及控制方法
CN105738701A (zh) * 2016-01-08 2016-07-06 深圳市沃特玛电池有限公司 一种车体绝缘电阻的测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2509661A1 (de) * 1975-03-06 1976-09-16 Gerd Dr Ing Harms Einrichtung zur messung des isolationswiderstandes von ungeerdeten gleichstromnetzen
JPS6425068A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Toyo Communication Equip Insulation-resistance measuring method, wherein fluctuation in circuit constant is compensated
CN103135038A (zh) * 2013-02-01 2013-06-05 广州优维电子科技有限公司 直流系统交流串电及绝缘故障监测选线方法
CN104635057A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 合肥工业大学 基于自适应电压补偿和低频注入的电动汽车绝缘检测系统及控制方法
CN105738701A (zh) * 2016-01-08 2016-07-06 深圳市沃特玛电池有限公司 一种车体绝缘电阻的测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于低频信号法的电动汽车绝缘监测方法研究;姜雨 等;《国外电子测量技术》;20141130;第33卷(第11期);第25-28页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106526323A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106526323B (zh) 一种基于方波自动补偿策略的绝缘电阻检测方法
CN103250061B (zh) 具有自检功能的不产生泄漏电流的绝缘电阻测量电路
CN101778748B (zh) 用于驱动车辆微混合系统的方法以及实施该方法的能量储存单元和混合系统
CN201886083U (zh) 车用直流高压系统的绝缘电阻的测量装置
CN103605056B (zh) 一种高压直流绝缘监测装置及电动汽车
Kim et al. Analytical study on low-frequency ripple effect of battery charging
US8289033B2 (en) Systems and methods for detecting resonance on a direct current voltage bus
CN102539917A (zh) 车用直流高压系统的绝缘电阻的测量装置及方法
CN102426326A (zh) 电动汽车绝缘性能的检测方法
DE102016100868A1 (de) Schätzung des Sammelschienen-Isolationswiderstands für Elektrofahrzeug
CN112666431B (zh) 一种电动汽车直流高压系统全状态绝缘检测控制方法
DE102018113382A1 (de) Doppelimpulsprüfsysteme und -verfahren
CN104635057A (zh) 基于自适应电压补偿和低频注入的电动汽车绝缘检测系统及控制方法
CN103399270A (zh) 一种igbt驱动模块双脉冲测试装置及方法
CN106371024A (zh) 一种电池管理系统测试装置
RU2008120747A (ru) Способ регулирования напряжения или тока фильтра rlc, носитель информации и транспортные средства для применения этого способа
CN203786252U (zh) 电动汽车电气绝缘检测系统
WO2020262083A1 (ja) 漏電検出装置、車両用電源システム
CN100595597C (zh) 一种避雷器多种波形老化试验装置
CN113391125B (zh) 一种绝缘检测电路、检测方法及供电电路
Hirai et al. Automatic equivalent-circuit estimation system for lithium-ion battery
CN217521306U (zh) 一种车辆用的绝缘检测电路及电动车辆
CN109856459A (zh) 一种电动汽车绝缘电阻测量装置和方法以及报警装置
CN101968513A (zh) 动力电池组的接地电阻检测系统
CN109164384B (zh) 电机定子绝缘老化试验装置及试验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant