CN108454429B - 一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法 - Google Patents

一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法，电路中第一驱动电源为第一驱动单元供电，第二驱动电源为第二驱动单元供电，第一驱动单元用来驱动负电桥电路内部的第一电力电子开关，第二驱动单元用来驱动正电桥电路内部的第二电力电子开关，第一采样单元采集负电桥电路分压得到的电压，第二采样单元采集正电桥电路分压得到的电压，处理器通过第一驱动单元和第二驱动单元分别控制第一电力电子开关和第二电力电子开关的通断，同时处理器通过第一采样单元和第二采样单元分别对负电桥电路和正电桥电路电压进行采样。本发明具有安全性高，测量绝缘阻值精度高的特点。

Description

一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法
技术领域
本发明涉及直流充电技术领域，具体涉及一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法。
背景技术
传统安全监测装置电路采用不平衡电桥方案，电桥开关如果采用继电器，继电器的开关速度慢，开关次数有限，严重影响其性能；电桥开关如果采用电力电子器件，比如IGBT等，电力电子器件断开时的漏电流以及闭合时的导通电阻，都会影响安全监测装置电路测量的精度。因此亟需一种绝缘值监测精度高，并且安全性高的绝缘监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车直流充电桩安全监控装置及方法，用以解决传统安全监测装置电路监测精度差的问题，并且可以同时对两路桩端进行监测，经济高效可靠。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述电动汽车直流充电桩安全监控装置包括D1正电桥电路、D1负电桥电路、C1汽车侧电桥电路、B1泄放电路、D2正电桥电路、D2负电桥电路、C2汽车侧电桥电路和B2泄放电路；所述D1正电桥电路和所述D1负电桥电路形成D1电桥电路的两个部分，所述D1正电桥电路的第一端与直流电源正极D1+连接，所述D1负电桥电路的第一端与直流电源负极D1-连接，所述D1负电桥电路的第二端与所述D1正电桥电路的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述D2正电桥电路和所述D2负电桥电路为D2电桥电路的两个部分，所述D2正电桥电路的第一端与直流电源正极D2+连接，所述D2负电桥电路的第一端与直流电源负极D2-连接，所述D2负电桥电路的第二端与所述D2正电桥电路的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述B1泄放电路的第一端与直流电源正极D1+连接，所述B1泄放电路的第二端与直流电源负极D1-连接；所述B2泄放电路的第一端与直流电源正极D2+连接，所述B2泄放电路的第二端与直流电源负极D2-连接；所述C1汽车侧电桥电路的第一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述C1汽车侧电桥电路的第二端与汽车侧电池负极C1-连接；所述C2汽车侧电桥电路的第一端与汽车侧电源正极C2+连接，所述C2汽车侧电桥电路的第二端与汽车侧电源负极C2-连接。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述电动汽车直流充电桩安全监控装置还包括处理器、第一采样单元、第二采样单元、第三采样单元、第四采样单元、第五采样单元、第六采样单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第一驱动电源、第二驱动电源；所述处理器与所述D1负电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D1负电桥电路内部的第一电力电子开关(SW1)；所述处理器与所述D1正电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D1正电桥电路内部的第二电力电子开关(SW2)；所述第一采样单元与所述处理器连接，所述第一采样单元采集所述D1负电桥电路分压得到的电压；所述第二采样单元与所述处理器连接，所述第二采样单元采集所述D1正电桥电路分压得到的电压；所述处理器与所述D2负电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D2负电桥电路内部的第三电力电子开关(SW3)；所述处理器与所述D2正电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D2正电桥电路内部的第四电力电子开关(SW4)；所述第三采样单元与所述处理器连接，所述第三采样单元采集所述D2负电桥电路分压得到的电压；所述第四采样单元与所述处理器连接，所述第四采样单元采集所述D2正电桥电路分压得到的电压；所述处理器与所述第一驱动单元连接，所述第一驱动电源与所述第一驱动单元连接，所述第一驱动单元与所述B1泄放电路连接，所述第一驱动单元用来驱动所述B1泄放电路内部的第五电力电子开关(SW5)；所述处理器与所述第二驱动单元连接，所述第二驱动电源与所述第二驱动单元连接，所述第一驱动单元与所述B2泄放电路连接，所述第二驱动单元用来驱动所述B2泄放电路内部的第六电力电子开关(SW6)；所述处理器分别控制所述第一电力电子开关(SW1)、第二电力电子开关(SW2)、第三电力电子开关(SW3)、第四电力电子开关(SW4)的通断、第五电力电子开关(SW5)、第六电力电子开关(SW6)，所述处理器通过控制所述第一采样单元和第二采样单元分别对所述D1负电桥电路和正电桥电路电压进行采样，所述处理器通过控制所述第三采样单元和第四采样单元分别对所述D2负电桥电路和正电桥电路电压进行采样，所述处理器通过控制所述第五采样单元和第六采样单元对所述C1汽车侧电桥电路和C2汽车侧电桥电路电压进行采样。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述D1负电桥电路包括第一电力电子开关(SW1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D1-连接；所述第一电力电子开关(SW1)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的栅极与所述处理器连接；所述第一电阻(R1)阻值为1KΩ，所述第二电阻(R2)阻值为4KΩ，D1负电桥电路中的第三电阻(R3)阻值为796KΩ，所述第四电阻(R4)阻值为199KΩ。
所述D2负电桥电路包括第三电力电子开关(SW3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D2-连接；所述第三电力电子开关(SW3)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的栅极与所述处理器连接。D2负电桥电路的第一电阻(R1)阻值为1KΩ，所述第二电阻(R2)阻值为4KΩ，所述第三电阻(R3)阻值为796KΩ，所述第四电阻(R4)阻值为199KΩ。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述D1正电桥电路包括第二电力电子开关(SW2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D1+连接；所述第二电力电子开关(SW2)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的栅极与所述处理器连接；D1正电桥电路中第五电阻(R5)阻值为1KΩ，所述第六电阻(R6)阻值为4KΩ，所述第七电阻(R7)阻值为796KΩ，所述第八电阻(R8)阻值为199KΩ。
所述D2正电桥电路包括第四电力电子开关(SW4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D2+连接；所述第四电力电子开关(SW4)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的栅极与所述处理器连接。D2正电桥电路中第五电阻(R5)阻值为1KΩ，所述第六电阻(R6)阻值为4KΩ，所述第七电阻(R7)阻值为796KΩ，所述第八电阻(R8)阻值为199KΩ。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述第一采样单元和第三采样单元包括:第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第一二极管(D11)、第一稳压管(D1)、第二稳压管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一运算放大器(U11)以及第二运算放大器(U12)；所述第九电阻(R9)的一端为所述第一采样单元的输入端，所述第九电阻(R9)的一端连接在所述负电桥电路的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第九电阻(R9)的另一端与所述第十电阻(R10)的一端和所述第一电容(C1)的一端连接；所述第十电阻(R10)的另一端与所述第一运算放大器(U11)的正输入端连接；所述第一运算放大器(U11)的负输入端和输出端共接所述第十一电阻(R11)的一端和所述第一二极管(D11)的正极；所述第十一电阻(R11)的另一端与所述第十三电阻(R13)的一端和所述第二运算放大器(U12)的负输入端连接；所述第十三电阻(R13)的另一端与所述第二运算放大器(U12)的输出端和第十四电阻(R14)的一端连接；所述第二运算放大器(U12)的正输入端与所述第十二电阻(R12)的一端连接；所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第二稳压管(D2)的负极和所述第二电容(C2)的一端共接所述处理器第一输入端；所述第二稳压管(D2)的正极分别与所述第二电容(C2)的另一端、所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第一稳压管(D1)的正极、所述第三电容(C3)的一端和所述第一电容(C1)的另一端共接电桥中点(O)；所述第一稳压管(D1)的负极、所述第三电容(C3)的另一端和所述第一二极管(D11)的负极共接所述处理器第二输入端；
所述第二采样单元和第四采样单元包括：第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第三稳压管(D3)以及第三运算放大器(U13)；所述第十五电阻(R15)的一端为所述第二采样单元第一输入端，所述第十五电阻(R15)的一端连接在所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间，所述第十五电阻(R15)的另一端与所述第十六电阻(R16)一端和所述第四电容(C4)的一端连接；所述第十六电阻(R16)的另一端与所述第三运算放大器(U13)的正输入端连接，所述第三运算放大器(U13)的负输入端与所述第三运算放大器(U13)的输出端共接所述第十七电阻(R17)的一端；所述第十七电阻(R17)的另一端、所述第五电容(C5)的一端以及所述第三稳压管(D4)的负极共接所述处理器第三输入端；所述第五电容(C5)的另一端、所述第三稳压管(D3)的正极以及所述第四电容(C4)的另一端共接电桥中点(O)；
所述第五采样单元和第六采样单元包括：第三十电阻(R30)、第三十一电阻(R31)、第三十二电阻(R32)、第三十三电阻(R33)、第三十电容(C30)、第三十一电容(C31)、第三十二极管(D30)、第四运算放大器(U14)、第五运算放大器(U15)；所述第四运算放大器(U14)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第四运算放大器(U14)的输出端和第三十二极管(D30)的正极，第三十二极管(D30)的负极为所述采样单元输出端，所述第四运算放大器(U14)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点；所述第五运算放大器(U15)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第五运算放大器(U15)的输出端作为所述采样单元输出端，所述第五运算放大器(U15)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述第一采样单元的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第一采样单元的第一输出端与处理器的第一输入端连接，所述第一采样单元的第二输出端与处理器的第二输入端连接；所述第二采样单元的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第二采样单元的输出端与处理器的第三输入端连接；所述第三采样单元的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第三采样单元的第一输出端与处理器的第一输入端连接，所述第三采样单元的第二输出端与处理器的第二输入端连接；所述第四采样单元的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第四采样单元的输出端与处理器的第三输入端连接。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述处理器是型号为PIC16F887的单片机。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述B1泄放电路包括第五电力电子开关(SW5)、第二十电阻(R20)；所述第五电力电子开关(SW5)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第五电力电子开关(SW5)的集电极与直流电源正极D1+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D1-连接；
所述B2泄放电路包括第六电力电子开关(SW6)、第二十电阻(R20)；所述第六电力电子开关(SW6)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第六电力电子开关(SW6)的集电极与直流电源正极D2+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D2-连接。
如上所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述C1汽车侧电桥电路包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C1-连接；C1汽车侧电桥电路中第二十一电阻(R21)阻值为1KΩ，所述第二十二电阻(R22)阻值为4.999MΩ。
所述C2汽车侧电桥电路包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C2+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C2-连接。C2汽车侧电桥电路中第二十一电阻(R21)阻值为1KΩ，所述第二十二电阻(R22)阻值为4.999MΩ。
本发明还提供一种电动汽车直流充电桩安全监控方法，所述电动汽车直流充电桩安全监控方法包括：
步骤S1：闭合所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，断开所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，所述第一采样单元测得的电压值为V11，所述第二采样单元测得的电压值为V12，所述第三采样单元测得的电压值为V13，所述第二采样单元测得的电压值为V14；
步骤S2：闭合所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，断开所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，所述第一采样单元测得的电压值为V21，所述第二采样单元测得的电压值为V22，所述第三采样单元测得的电压值为V23，所述第四采样单元测得的电压值为V24；
步骤S3：将V11、V12、V13、V14带入(1.1)、(1.2)式计算求得V1m、V3m，
V1m＝(V11+V)1*2Ra (1.1)
V3m＝(V13+V14)*Ra (1.2)
其中，Ra＝R1+R4＝R5+R8，
将V11、V12、V13、V14带入(2.1)、(2.2)式计算求得V1n、V3n，
V1n＝V12*K-V11 (2.1)
V3n＝V14*K-V13 (2.2)
其中，K＝Ra/Rb，Rb＝R1+R2+R3+R4＝R5+R6+R7+R8
将V21、V22、V23、V24带入(3.1)、(3.2)式计算求得V2m、V4m，
V2m＝(V21+V22)*Ra (3.1)
V4m＝(V23+V24)*Ra (3.2)
将V21、V22、V23、V24带入(4.1)、(4.2)式计算求得V2n、V4n，
V2n＝V22-V21*K (4.1)
V4n＝V24-V23*K (4.2)
将V1m、V1n、V2m、V2n和V3m、V3n、V4m和V4n分别带入(5.1)、(6.1)、(7.1)和(5.2)、(6.2)、(7.2)式分别求得M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2，
M1＝V1m*V2m*(Ra-Rb)-(V1m*V2n-V1n*V2m)*Ra*Rb (5.1)
M2＝V3m*V4m*(Ra-Rb)-(V3m*V4n-V3n*V4m)*Ra*Rb (5.2)
ZP1＝V1m*V2n*Ra-V1n*V2m*Rb (6.1)
ZP2＝V3m*V4n*Ra-V3n*V4m*Rb (6.2)
ZN1＝V1m*V2n*Rb-V1n*V2m*Ra (7.1)
ZN2＝V3m*V4n*Rb-V3n*V4m*Ra (7.2)
将M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2分别带入(8.1)、(9.1)和(8.2)、(9.2)式求得直流正极D1+对地绝缘电阻rP1、直流负极D1-对地绝缘电子rN1、直流正极D2+对地绝缘电阻rP2、直流负极D2-对地绝缘电子rN2，
rP1＝M/ZP1 (8.1)
rP2＝M/ZP2 (8.2)
rN1＝M/ZN1 (9.1)
rN2＝M/ZN2 (9.2)
本发明具有如下优点：本发明中第一驱动电源为第一驱动单元供电，第二驱动电源为第二驱动单元供电，第一驱动单元用来驱动负电桥电路内部的第一电力电子开关，第二驱动单元用来驱动正电桥电路内部的第二电力电子开关，第一采样单元采集负电桥电路分压得到的电压，第二采样单元采集正电桥电路分压得到的电压，处理器通过第一驱动单元和第二驱动单元分别控制第一电力电子开关和第二电力电子开关的通断，同时处理器通过第一采样单元和第二采样单元分别对负电桥电路和正电桥电路电压进行采样。本发明具有安全性高，测量绝缘阻值精度高的特点。
附图说明
图1为本发明电动汽车直流充电桩安全监控装置的结构框图；
图2为本发明第一采样单元和第三采样单元的具体电路图；
图3为本发明第二采样单元和第四采样单元的具体电路图；
图4为本发明第五采样单元和第六采样单元。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要进一步说明的是，本发明中涉及的D1、C1、B1、D2、C2和B2等字母只是为了区分电器元件，并非含有其它特殊的意义，其作用效果类似于专利文件中常用的“第一”“第二”，只是因为本技术领域的专业人员习惯于在电路图中采用字母进行区分，因此本专利文件仍然采用类似D1、C1、B1、D2、C2和B2的表达方式。
如图1、图2、图3和图4所示，一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述电动汽车直流充电桩安全监控装置包括D1正电桥电路1、D1负电桥电路2、C1汽车侧电桥电路3、B1泄放电路4、D2正电桥电路5、D2负电桥电路6、C2汽车侧电桥电路7、B2泄放电路8；其特征在于：所述D1正电桥电路1和所述D1负电桥电路2形成D1电桥电路的两个部分，所述D1正电桥电路1的第一端与直流电源正极D1+连接，所述D1负电桥电路2的第一端与直流电源负极D1-连接，所述D1负电桥电路2的第二端与所述D1正电桥电路1的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述D2正电桥电路5和所述D2负电桥电路6为D2电桥电路的两个部分，所述D2正电桥电路5的第一端与直流电源正极D2+连接，所述D2负电桥电路6的第一端与直流电源负极D2-连接，所述D2负电桥电路6的第二端与所述D2正电桥电路5的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述B1泄放电路4的第一端与直流电源正极D1+连接，所述B1泄放电路4的第二端与直流电源负极D1-连接；所述B2泄放电路8的第一端与直流电源正极D2+连接，所述B2泄放电路8的第二端与直流电源负极D2-连接；所述C1汽车侧电桥电路3的第一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述C1汽车侧电桥电路3的第二端与汽车侧电池负极C1-连接；所述C2汽车侧电桥电路7的第一端与汽车侧电源正极C2+连接，所述C2汽车侧电桥电路7的第二端与汽车侧电源负极C2-连接。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述电动汽车直流充电桩安全监控装置还包括处理器9、第一采样单元10、第二采样单元11、第三采样单元12、第四采样单元13、第五采样单元14、第六采样单元15、第一驱动单元16、第二驱动单元17、第一驱动电源18、第二驱动电源19；所述处理器9与所述D1负电桥电路2连接，所述处理器9用来驱动所述D1负电桥电路2内部的第一电力电子开关(SW1)；所述处理器9与所述D1正电桥电路1连接，所述处理器9用来驱动所述D1正电桥电路1内部的第二电力电子开关(SW2)；所述第一采样单元10与所述处理器9连接，所述第一采样单元10采集所述D1负电桥电路2分压得到的电压；所述第二采样单元11与所述处理器9连接，所述第二采样单元11采集所述D1正电桥电路1分压得到的电压；所述处理器9与所述D2负电桥电路6连接，所述处理器9用来驱动所述D2负电桥电路6内部的第三电力电子开关(SW3)；所述处理器9与所述D2正电桥电路5连接，所述处理器9用来驱动所述D2正电桥电路5内部的第四电力电子开关(SW4)；所述第三采样单元12与所述处理器9连接，所述第三采样单元12采集所述D2负电桥电路6分压得到的电压；所述第四采样单元13与所述处理器9连接，所述第四采样单元13采集所述D2正电桥电路5分压得到的电压；所述处理器9与所述第一驱动单元16连接，所述第一驱动电源18与所述第一驱动单元16连接，所述第一驱动单元16与所述B1泄放电路4连接，所述第一驱动单元16用来驱动所述B1泄放电路4内部的第五电力电子开关(SW5)；所述处理器9与所述第二驱动单元17连接，所述第二驱动电源19与所述第二驱动单元17连接，所述第一驱动单元16与所述B2泄放电路8连接，所述第二驱动单元17用来驱动所述B2泄放电路8内部的第六电力电子开关(SW6)；所述处理器9分别控制所述第一电力电子开关(SW1)、第二电力电子开关(SW2)、第三电力电子开关(SW3)、第四电力电子开关(SW4)的通断、第五电力电子开关(SW5)、第六电力电子开关(SW6)，所述处理器9通过控制所述第一采样单元10和第二采样单元11分别对所述D1负电桥电路2和正电桥电路电压进行采样，所述处理器9通过控制所述第三采样单元12和第四采样单元13分别对所述D2负电桥电路6和正电桥电路电压进行采样，所述处理器9通过控制所述第五采样单元14和第六采样单元15对所述C1汽车侧电桥电路3和C2汽车侧电桥电路7电压进行采样。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述D1负电桥电路2包括第一电力电子开关(SW1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D1-连接；所述第一电力电子开关(SW1)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的栅极与所述处理器9连接；所述第一电阻(R1)阻值为1KΩ，所述第二电阻(R2)阻值为4KΩ，D1负电桥电路2中的第三电阻(R3)阻值为796KΩ，所述第四电阻(R4)阻值为199KΩ。
所述D2负电桥电路6包括第三电力电子开关(SW3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D2-连接；所述第三电力电子开关(SW3)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的栅极与所述处理器9连接。D2负电桥电路6的第一电阻(R1)阻值为1KΩ，所述第二电阻(R2)阻值为4KΩ，所述第三电阻(R3)阻值为796KΩ，所述第四电阻(R4)阻值为199KΩ。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述D1正电桥电路1包括第二电力电子开关(SW2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D1+连接；所述第二电力电子开关(SW2)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的栅极与所述处理器9连接；D1正电桥电路1中第五电阻(R5)阻值为1KΩ，所述第六电阻(R6)阻值为4KΩ，所述第七电阻(R7)阻值为796KΩ，所述第八电阻(R8)阻值为199KΩ。
所述D2正电桥电路5包括第四电力电子开关(SW4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D2+连接；所述第四电力电子开关(SW4)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的栅极与所述处理器9连接。D2正电桥电路5中第五电阻(R5)阻值为1KΩ，所述第六电阻(R6)阻值为4KΩ，所述第七电阻(R7)阻值为796KΩ，所述第八电阻(R8)阻值为199KΩ。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述第一采样单元10和第三采样单元12包括:第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第一二极管(D11)、第一稳压管(D1)、第二稳压管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一运算放大器(U11)以及第二运算放大器(U12)；所述第九电阻(R9)的一端为所述第一采样单元10的输入端，所述第九电阻(R9)的一端连接在所述负电桥电路的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第九电阻(R9)的另一端与所述第十电阻(R10)的一端和所述第一电容(C1)的一端连接；所述第十电阻(R10)的另一端与所述第一运算放大器(U11)的正输入端连接；所述第一运算放大器(U11)的负输入端和输出端共接所述第十一电阻(R11)的一端和所述第一二极管(D11)的正极；所述第十一电阻(R11)的另一端与所述第十三电阻(R13)的一端和所述第二运算放大器(U12)的负输入端连接；所述第十三电阻(R13)的另一端与所述第二运算放大器(U12)的输出端和第十四电阻(R14)的一端连接；所述第二运算放大器(U12)的正输入端与所述第十二电阻(R12)的一端连接；所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第二稳压管(D2)的负极和所述第二电容(C2)的一端共接所述处理器9第一输入端；所述第二稳压管(D2)的正极分别与所述第二电容(C2)的另一端、所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第一稳压管(D1)的正极、所述第三电容(C3)的一端和所述第一电容(C1)的另一端共接电桥中点(O)；所述第一稳压管(D1)的负极、所述第三电容(C3)的另一端和所述第一二极管(D11)的负极共接所述处理器9第二输入端；
所述第二采样单元11和第四采样单元13包括：第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第三稳压管(D3)以及第三运算放大器(U13)；所述第十五电阻(R15)的一端为所述第二采样单元11第一输入端，所述第十五电阻(R15)的一端连接在所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间，所述第十五电阻(R15)的另一端与所述第十六电阻(R16)一端和所述第四电容(C4)的一端连接；所述第十六电阻(R16)的另一端与所述第三运算放大器(U13)的正输入端连接，所述第三运算放大器(U13)的负输入端与所述第三运算放大器(U13)的输出端共接所述第十七电阻(R17)的一端；所述第十七电阻(R17)的另一端、所述第五电容(C5)的一端以及所述第三稳压管(D4)的负极共接所述处理器9第三输入端；所述第五电容(C5)的另一端、所述第三稳压管(D3)的正极以及所述第四电容(C4)的另一端共接电桥中点(O)；
所述第五采样单元14和第六采样单元15包括：第三十电阻(R30)、第三十一电阻(R31)、第三十二电阻(R32)、第三十三电阻(R33)、第三十电容(C30)、第三十一电容(C31)、第三十二极管(D30)、第四运算放大器(U14)、第五运算放大器(U15)；所述第四运算放大器(U14)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第四运算放大器(U14)的输出端和第三十二极管(D30)的正极，第三十二极管(D30)的负极为所述采样单元输出端，所述第四运算放大器(U14)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点；所述第五运算放大器(U15)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第五运算放大器(U15)的输出端作为所述采样单元输出端，所述第五运算放大器(U15)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述第一采样单元10的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第一采样单元10的第一输出端与处理器9的第一输入端连接，所述第一采样单元10的第二输出端与处理器9的第二输入端连接；所述第二采样单元11的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第二采样单元11的输出端与处理器9的第三输入端连接；所述第三采样单元12的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第三采样单元12的第一输出端与处理器9的第一输入端连接，所述第三采样单元12的第二输出端与处理器9的第二输入端连接；所述第四采样单元13的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第四采样单元13的输出端与处理器9的第三输入端连接。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述处理器9是型号为PIC16F887的单片机。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述B1泄放电路4包括第五电力电子开关(SW5)、第二十电阻(R20)；所述第五电力电子开关(SW5)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第五电力电子开关(SW5)的集电极与直流电源正极D1+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D1-连接；
所述B2泄放电路8包括第六电力电子开关(SW6)、第二十电阻(R20)；所述第六电力电子开关(SW6)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第六电力电子开关(SW6)的集电极与直流电源正极D2+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D2-连接。
电动汽车直流充电桩安全监控装置的一个实施例中，所述C1汽车侧电桥电路3包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C1-连接；C1汽车侧电桥电路3中第二十一电阻(R21)阻值为1KΩ，所述第二十二电阻(R22)阻值为4.999MΩ。
所述C2汽车侧电桥电路7包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C2+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C2-连接。C2汽车侧电桥电路7中第二十一电阻(R21)阻值为1KΩ，所述第二十二电阻(R22)阻值为4.999MΩ。
本发明还提供一种电动汽车直流充电桩安全监控方法，所述电动汽车直流充电桩安全监控方法包括：
步骤S1：闭合所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，断开所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，所述第一采样单元测得的电压值为V11，所述第二采样单元测得的电压值为V12，所述第三采样单元测得的电压值为V13，所述第二采样单元测得的电压值为V14；
步骤S2：闭合所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，断开所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，所述第一采样单元测得的电压值为V21，所述第二采样单元测得的电压值为V22，所述第三采样单元测得的电压值为V23，所述第四采样单元测得的电压值为V24；
步骤S3：将V11、V12、V13、V14带入(1.1)、(1.2)式计算求得V1m、V3m，
V1m＝(V11+V)1*2Ra (1.1)
V3m＝(V13+V14)*Ra (1.2)
其中，Ra＝R1+R4＝R5+R8，
将V11、V12、V13、V14带入(2.1)、(2.2)式计算求得V1n、V3n，
V1n＝V12*K-V11 (2.1)
V3n＝V14*K-V13 (2.2)
其中，K＝Ra/Rb，Rb＝R1+R2+R3+R4＝R5+R6+R7+R8
将V21、V22、V23、V24带入(3.1)、(3.2)式计算求得V2m、V4m，
V2m＝(V21+V22)*Ra (3.1)
V4m＝(V23+V24)*Ra (3.2)
将V21、V22、V23、V24带入(4.1)、(4.2)式计算求得V2n、V4n，
V2n＝V22-V21*K (4.1)
V4n＝V24-V23*K (4.2)
将V1m、V1n、V2m、V2n和V3m、V3n、V4m和V4n分别带入(5.1)、(6.1)、(7.1)和(5.2)、(6.2)、(7.2)式分别求得M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2，
M1＝V1m*V2m*(Ra-Rb)-(V1m*V2n-V1n*V2m)*Ra*Rb (5.1)
M2＝V3m*V4m*(Ra-Rb)-(V3m*V4n-V3n*V4m)*Ra*Rb (5.2)
ZP1＝V1m*V2n*Ra-V1n*V2m*Rb (6.1)
ZP2＝V3m*V4n*Ra-V3n*V4m*Rb (6.2)
ZN1＝V1m*V2n*Rb-V1n*V2m*Ra (7.1)
ZN2＝V3m*V4n*Rb-V3n*V4m*Ra (7.2)
将M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2分别带入(8.1)、(9.1)和(8.2)、(9.2)式求得直流正极D1+对地绝缘电阻rP1、直流负极D1-对地绝缘电子rN1、直流正极D2+对地绝缘电阻rP2、直流负极D2-对地绝缘电子rN2，
rP1＝M/ZP1 (8.1)
rP2＝M/ZP2 (8.2)
rN1＝M/ZN1 (9.1)
rN2＝M/ZN2 (9.2)
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，所述电动汽车直流充电桩安全监控装置包括D1正电桥电路、D1负电桥电路、C1汽车侧电桥电路、B1泄放电路、D2正电桥电路、D2负电桥电路、C2汽车侧电桥电路和B2泄放电路；其特征在于：所述D1正电桥电路和D1负电桥电路形成D1电桥电路的两个部分，所述D1正电桥电路的第一端与直流电源正极D1+连接，所述D1负电桥电路的第一端与直流电源负极D1-连接，所述D1负电桥电路的第二端与所述D1正电桥电路的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述D2正电桥电路和所述D2负电桥电路为D2电桥电路的两个部分，所述D2正电桥电路的第一端与直流电源正极D2+连接，所述D2负电桥电路的第一端与直流电源负极D2-连接，所述D2负电桥电路的第二端与所述D2正电桥电路的第二端共接电桥中点(O)，电桥中点(O)接地；所述B1泄放电路的第一端与直流电源正极D1+连接，所述B1泄放电路的第二端与直流电源负极D1-连接；所述B2泄放电路的第一端与直流电源正极D2+连接，所述B2泄放电路的第二端与直流电源负极D2-连接；所述C1汽车侧电桥电路的第一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述C1汽车侧电桥电路的第二端与汽车侧电池负极C1-连接；所述C2汽车侧电桥电路的第一端与汽车侧电源正极C2+连接，所述C2汽车侧电桥电路的第二端与汽车侧电源负极C2-连接；
所述电动汽车直流充电桩安全监控装置还包括处理器、第一采样单元、第二采样单元、第三采样单元、第四采样单元、第五采样单元、第六采样单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第一驱动电源、第二驱动电源；所述处理器与所述D1负电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D1负电桥电路内部的第一电力电子开关(SW1)；所述处理器与所述D1正电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D1正电桥电路内部的第二电力电子开关(SW2)；所述第一采样单元与所述处理器连接，所述第一采样单元采集所述D1负电桥电路分压得到的电压；所述第二采样单元与所述处理器连接，所述第二采样单元采集所述D1正电桥电路分压得到的电压；所述处理器与所述D2负电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D2负电桥电路内部的第三电力电子开关(SW3)；所述处理器与所述D2正电桥电路连接，所述处理器用来驱动所述D2正电桥电路内部的第四电力电子开关(SW4)；所述第三采样单元与所述处理器连接，所述第三采样单元采集所述D2负电桥电路分压得到的电压；所述第四采样单元与所述处理器连接，所述第四采样单元采集所述D2正电桥电路分压得到的电压；所述处理器与所述第一驱动单元连接，所述第一驱动电源与所述第一驱动单元连接，所述第一驱动单元与所述B1泄放电路连接，所述第一驱动单元用来驱动所述B1泄放电路内部的第五电力电子开关(SW5)；所述处理器与所述第二驱动单元连接，所述第二驱动电源与所述第二驱动单元连接，所述第一驱动单元与所述B2泄放电路连接，所述第二驱动单元用来驱动所述B2泄放电路内部的第六电力电子开关(SW6)；所述处理器分别控制所述第一电力电子开关(SW1)、第二电力电子开关(SW2)、第三电力电子开关(SW3)、第四电力电子开关(SW4)的通断、第五电力电子开关(SW5)、第六电力电子开关(SW6)，所述处理器通过控制所述第一采样单元和第二采样单元分别对所述D1负电桥电路和正电桥电路电压进行采样，所述处理器通过控制所述第三采样单元和第四采样单元分别对所述D2负电桥电路和正电桥电路电压进行采样，所述处理器通过控制所述第五采样单元和第六采样单元对所述C1汽车侧电桥电路和C2汽车侧电桥电路电压进行采样；
所述D1正电桥电路包括第二电力电子开关(SW2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D1+连接；所述第二电力电子开关(SW2)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第二电力电子开关(SW2)的栅极与所述处理器连接；
所述D2正电桥电路包括第四电力电子开关(SW4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)以及第八电阻(R8)；所述第五电阻(R5)的一端通过相互串联的所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端接电桥中点(O)；所述第八电阻(R8)的另一端与直流正极D2+连接；所述第四电力电子开关(SW4)的源极连接在所述第七电阻(R7)和第八电阻(R8)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的漏极连接在所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)之间，所述第四电力电子开关(SW4)的栅极与所述处理器连接；
所述第一采样单元和第三采样单元包括:第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第一二极管(D11)、第一稳压管(D1)、第二稳压管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一运算放大器(U11)以及第二运算放大器(U12)；所述第九电阻(R9)的一端为所述第一采样单元的输入端，所述第九电阻(R9)的一端连接在所述负电桥电路的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第九电阻(R9)的另一端与所述第十电阻(R10)的一端和所述第一电容(C1)的一端连接；所述第十电阻(R10)的另一端与所述第一运算放大器(U11)的正输入端连接；所述第一运算放大器(U11)的负输入端和输出端共接所述第十一电阻(R11)的一端和所述第一二极管(D11)的正极；所述第十一电阻(R11)的另一端与所述第十三电阻(R13)的一端和所述第二运算放大器(U12)的负输入端连接；所述第十三电阻(R13)的另一端与所述第二运算放大器(U12)的输出端和第十四电阻(R14)的一端连接；所述第二运算放大器(U12)的正输入端与所述第十二电阻(R12)的一端连接；所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第二稳压管(D2)的负极和所述第二电容(C2)的一端共接所述处理器第一输入端；所述第二稳压管(D2)的正极分别与所述第二电容(C2)的另一端、所述第十四电阻(R14)的另一端、所述第一稳压管(D1)的正极、所述第三电容(C3)的一端和所述第一电容(C1)的另一端共接电桥中点(O)；所述第一稳压管(D1)的负极、所述第三电容(C3)的另一端和所述第一二极管(D11)的负极共接所述处理器第二输入端；
所述第二采样单元和第四采样单元包括：第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第三稳压管(D3)以及第三运算放大器(U13)；所述第十五电阻(R15)的一端为所述第二采样单元第一输入端，所述第十五电阻(R15)的一端连接在所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)之间，所述第十五电阻(R15)的另一端与所述第十六电阻(R16)一端和所述第四电容(C4)的一端连接；所述第十六电阻(R16)的另一端与所述第三运算放大器(U13)的正输入端连接，所述第三运算放大器(U13)的负输入端与所述第三运算放大器(U13)的输出端共接所述第十七电阻(R17)的一端；所述第十七电阻(R17)的另一端、所述第五电容(C5)的一端以及所述第三稳压管(D4)的负极共接所述处理器第三输入端；所述第五电容(C5)的另一端、所述第三稳压管(D3)的正极以及所述第四电容(C4)的另一端共接电桥中点(O)；
所述第五采样单元和第六采样单元包括：第三十电阻(R30)、第三十一电阻(R31)、第三十二电阻(R32)、第三十三电阻(R33)、第三十电容(C30)、第三十一电容(C31)、第三十二极管(D30)、第四运算放大器(U14)、第五运算放大器(U15)；所述第四运算放大器(U14)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第四运算放大器(U14)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第四运算放大器(U14)的输出端和第三十二极管(D30)的正极，第三十二极管(D30)的负极为所述采样单元输出端，所述第四运算放大器(U14)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点；所述第五运算放大器(U15)的正输入端与第三十电阻(R30)的一端连接，第三十电阻(R30)的另一端为所述采样单元正输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端与第三十一电阻(R31)的一端连接，第三十一电阻(R31)的另一端为所述采样单元负输入端，所述第五运算放大器(U15)的负输入端连接所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的一端，所述第三十二电阻(R32)和所述第三十电容(C30)的另一端连接所述第五运算放大器(U15)的输出端作为所述采样单元输出端，所述第五运算放大器(U15)的正输入端连接所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的一端，所述第三十三电阻(R33)和所述第三十一电容(C31)的另一端连接电桥中点；
所述B1泄放电路包括第五电力电子开关(SW5)、第二十电阻(R20)；所述第五电力电子开关(SW5)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第五电力电子开关(SW5)的集电极与直流电源正极D1+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D1-连接；
所述B2泄放电路包括第六电力电子开关(SW6)、第二十电阻(R20)；所述第六电力电子开关(SW6)的发射极与所述第二十电阻(R20)的一端连接，所述第六电力电子开关(SW6)的集电极与直流电源正极D2+连接，所述第二十电阻(R20)的另一端与直流电源负极D2-连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，其特征在于：所述D1负电桥电路包括第一电力电子开关(SW1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D1-连接；所述第一电力电子开关(SW1)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第一电力电子开关(SW1)的栅极与所述处理器连接；
所述D2负电桥电路包括第三电力电子开关(SW3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)；所述第一电阻(R1)的一端通过相互串联的所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)与所述第四电阻(R4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端接电桥中点(O)，所述第四电阻(R4)的另一端与直流负极D2-连接；所述第三电力电子开关(SW3)的源极连接在所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的漏极连接在所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间，所述第三电力电子开关(SW3)的栅极与所述处理器连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，其特征在于：所述第一采样单元的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第一采样单元的第一输出端与处理器的第一输入端连接，所述第一采样单元的第二输出端与处理器的第二输入端连接；所述第二采样单元的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第二采样单元的输出端与处理器的第三输入端连接；所述第三采样单元的输入端连接在第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间，所述第三采样单元的第一输出端与处理器的第一输入端连接，所述第三采样单元的第二输出端与处理器的第二输入端连接；所述第四采样单元的输入端连接在第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间，所述第四采样单元的输出端与处理器的第三输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，其特征在于：所述处理器是型号为PIC16F887的单片机。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩安全监控装置，其特征在于：所述C1汽车侧电桥电路包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C1+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C1-连接；
所述C2汽车侧电桥电路包括第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)；所述第二十一电阻(R21)的一端与所述第二十二电阻(R22)的一端连接，所述第二十一电阻(R21)的另一端与汽车侧电池正极C2+连接，所述第二十二电阻(R22)的另一端与汽车侧电池负极C2-连接。
6.一种电动汽车直流充电桩安全监控方法，采用权利要求1至5任一项所述的电动汽车直流充电桩安全监控装置，其特征在于：所述电动汽车直流充电桩安全监控方法包括：
步骤S1：闭合所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，断开所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，所述第一采样单元测得的电压值为V11，所述第二采样单元测得的电压值为V12，所述第三采样单元测得的电压值为V13，所述第二采样单元测得的电压值为V14；
步骤S2：闭合所述正电桥电路中的第二电力电子开关(SW2)和第四电力电子开关(SW4)，断开所述负电桥电路中的第一电力电子开关(SW1)和第三电力电子开关(SW3)，所述第一采样单元测得的电压值为V21，所述第二采样单元测得的电压值为V22，所述第三采样单元测得的电压值为V23，所述第四采样单元测得的电压值为V24；
步骤S3：将V11、V12、V13、V14带入(1.1)、(1.2)式计算求得V1m、V3m，
V1m＝(V11+V12)*Ra (1.1)
V3m＝(V13+V14)*Ra (1.2)
其中，Ra＝R1+R4＝R5+R8，
将V11、V12、V13、V14带入(2.1)、(2.2)式计算求得V1n、V3n，
V1n＝V12*K-V11 (2.1)
V3n＝V14*K-V13 (2.2)
其中，K＝Ra/Rb，Rb＝R1+R2+R3+R4＝R5+R6+R7+R8
将V21、V22、V23、V24带入(3.1)、(3.2)式计算求得V2m、V4m，
V2m＝(V21+V22)*Ra (3.1)
V4m＝(V23+V24)*Ra (3.2)
将V21、V22、V23、V24带入(4.1)、(4.2)式计算求得V2n、V4n，
V2n＝V22-V21*K (4.1)
V4n＝V24-V23*K (4.2)
将V1m、V1n、V2m、V2n和V3m、V3n、V4m和V4n分别带入(5.1)、(6.1)、(7.1)和(5.2)、(6.2)、(7.2)式分别求得M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2，
M1＝V1m*V2m*(Ra-Rb)-(V1m*V2n-V1n*V2m)*Ra*Rb (5.1)
M2＝V3m*V4m*(Ra-Rb)-(V3m*V4n-V3n*V4m)*Ra*Rb (5.2)
ZP1＝V1m*V2n*Ra-V1n*V2m*Rb (6.1)
ZP2＝V3m*V4n*Ra-V3n*V4m*Rb (6.2)
ZN1＝V1m*V2n*Rb-V1n*V2m*Ra (7.1)
ZN2＝V3m*V4n*Rb-V3n*V4m*Ra (7.2)
将M1、M2、ZP1、ZN1、ZP2、ZN2分别带入(8.1)、(9.1)和(8.2)、(9.2)式求得直流正极D1+对地绝缘电阻rP1、直流负极D1-对地绝缘电子rN1、直流正极D2+对地绝缘电阻rP2、直流负极D2-对地绝缘电子rN2，
rP1＝M/ZP1 (8.1)
rP2＝M/ZP2 (8.2)
rN1＝M/ZN1 (9.1)
rN2＝M/ZN2 (9.2)。
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