CN110196372B - 用于新能源汽车电性能测试的绝缘测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新能源汽车电性能测试的绝缘测试仪,本发明中的绝缘测试仪包括高压采集单元、电能采集单元、温度采集单元、触发单元和高压产生单元。所述的高压采集单元包括两路采样支路,每路采样支路包括并联的第一支路和第二支路。所述的电能采集单元包括并联的第三支路和第四支路。所述的温度采集单元包括温度传感芯片。所述的触发单元包括485通讯触发模块和开关触发模块。本发明实现了电动汽车在碰撞过程中全自动电性能测试,不仅为测试采集了可靠的数据,智能的测试流程也为测试员节省时间,方便操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试仪器,更具体的说,是涉及一种用于新能源汽车电性能测试的绝缘测试仪。
背景技术
新能源汽车,尤其是电动汽车普及越来越广泛。对应的,电动汽车碰撞后有一系列的安全要求,国家标准化管理委员会在2015年发布了该标准。标准规定了带有B级电压电路的纯电动汽车、混合动力汽车正面碰撞、侧面碰撞后的特殊安全要求和试验方法。
目前对于该测试要求,国内尚欠缺针对的相应设备。测试要求根据美标FMVSS305以及欧标ECE修订,内容基本相似。综合总结,电动汽车碰撞后有以下测试要求:电动车绝缘电阻最小:100/500Ω/V;在碰撞后的5秒内系统电压小于等于30VAC和60VDC;电能小于0.2J。
目前,国外进口的针对上述测试要求的主要产品有IES1125以及ISO332Control。IES1125是根据美标FMVSS305定制的产品,电压测试最小值需要大于50V,没有电能测试,数据容量较小。测试流程也没有完全跟国标一致。对于ISO332Control,传感器通道少,数据展示较少,完全需要数据上传,才能对数据进行详细分析,使用不方便。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供了一种用于新能源汽车电性能测试的绝缘测试仪及其测试方法。
本发明中的绝缘测试仪包括高压采集单元、电能采集单元、温度采集单元、触发单元和高压产生单元。
所述的高压采集单元包括两路采样支路,每路采样支路包括并联的第一支路和第二支路,其中第一支路包括串接的参考电阻和开关,第二支路包括串接的两个电阻,在这两个电阻之间接有模数转换器,这两个电阻之和远大于被测车辆电阻,其中的一个采样支路用于获取正极与底盘之间的电压为V2,另一个采样支路用于获取负极与底盘之间的电压为V1。
所述的电能采集单元包括并联的第三支路和第四支路,其中第三支路由串接的电阻R4、R5组成,第四支路由并联的电阻R6、R7与电阻R8串接而成,还包括电能采集芯片,其中的电能计算过程中的电压取自电阻R4、R5的之间电压,电流取自流经电阻R8的电流;所述的电阻R6和电阻R7还分别连接有开关S5和开关S4,用于选择放放电速度。
所述的温度采集单元包括温度传感芯片,该温度传感芯片带有五个模拟输入引脚,该五个引脚通过三种不同的连接,实现与温度传感器2线,3线或4线连接。
所述的触发单元包括485通讯触发模块和开关触发模块。
进一步说:
所述的电阻R6的阻值为电阻R7阻值的10倍,且电阻R4的阻值+电阻R5的阻值>>电阻R6的阻值或电阻R7的阻值+电阻R8的阻值。
进一步说:
还包括足够大的SRAM,用于保存数据、
EEPROM,用于保存系统参数,通过系统面板设置或者通过LAN连接软件设置系统参数、和万年历,用户记录用户操作事件。
进一步说:
所述的系统面板包括三列数码管,显示测试过程中电压、电能、温度及绝缘电阻;面板上还有温度输入接口,电源输入接口,网络连接口,触发输入以及报警输出。
第一列数码管显示电压V1、碰撞前绝缘电阻R1以及电能TE,穿插显示。
第二列数码管显示电压V2、碰撞后绝缘电阻R2。
第三列数码管显示电压Vb以及可以保存数据的剩余时间TL。
面板上也包括红ISOP、蓝CHS、黑ISOM三个香蕉头,用于连接外部被测车辆电池正极、底盘以及电池负极;电源输入接口DCIN和网络连接口ETH为8针lemo头,触发输入TRG为5针lemo头,报警输出ALM为5针lemo头,四路温度输入接口TM1、TM2、TM3和TM4为4针lemo头。
指示灯电压显示VOLT,绝缘电阻显示R,以及电能和剩余时间TE/TL,此三显示灯结合穿插显示的三列数码管,当数码管显示相应参数时,对应指示灯亮。
进一步说:
还包括电压报警指示灯Volt-Alarm,绝缘电阻报警指示灯ISO-Alarm,电能及剩余保存时间报警指示灯TE/TL-Alarm,当相应的参数超出法规或设置标准时,相应指示灯报警。
和:
测试准备指示灯RDY,表示开机成功,配合长按按钮ON/OFF按钮,开机成功后RDY灯亮起。
测试灯MEAS亮起代表绝缘仪进入开始测量数据模式,在长按start/stop按钮成功后,该MEAS灯亮起。
数据DATA指示灯亮起代表绝缘仪内部有数据,在进入测试之前必须清理数据,配合长按RESET按钮,清除数据,DATA指示灯熄灭。
触发指示灯T0代表在测试过程中有触发事件。
网络指示灯ETH代表连接网络,与上位机电脑软件有数据通讯。
充电指示灯Charging代表正在充电。
供电指示灯BAT代表正在使用电池供电。
用于新能源汽车电性能测试的方法,使用上述绝缘测试仪,具体是:
绝缘测试仪以10HZ的频率记录全程记录电压V1,V2,Vb以及四通道温度,其中Vb=V2-V1,并且在触发时刻T0之前记录绝缘电阻。
在T0之后,5s判断是否测量电能,如果测量,则在T0后开始测量电能的时间内测量电能,当电能测量结束后,再在绝缘电阻测量时间内进入绝缘电阻测量,此时开启高压产生单元;或者如果不测量电能,就直接在绝缘电阻测量时间内进入绝缘电阻测量;绝缘电阻测量结束,则测试结束。
所述的电能测量过程为:
根据法规判断电压是否大于60v,如果小于60v则视为无电能,直接结束电能测量;如果大于60v,则有电能,根据100ms测量周期,记录在SRAM中;实时判断放电后电压是否开始小于60v,小于则结束测量电能,如果没有小于60v,则在到达开始测试绝缘电阻时间结束电能测量,获取最终电能值,如果既没有小于60v,也没有到达绝缘电阻测试时间,则继续累计电能,直到两者情况之一满足为止。
所述的绝缘电阻测量过程为:
第一和第二支路中的参考电阻为需要插入的已知电阻,在测量绝缘电阻前,先采集V2和V1的电压大小,比较V2和V1,若V2>V1,则闭合S2开关,该开关设置于用于获取正极与底盘之间电压的一个采样支路上,再次测量V2的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值;反之,若V1>V2,则闭合S1开关,该开关设置于用于获取负极与底盘之间电压的另一个采样支路上,再次测量V1的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值;所述的V1或V2的值为采样周期内的平均值。
本发明设计了一种用于安全电性能测试的绝缘测试仪,其测试要求根据法规GB31498,实现三个电压(Vb,V1及V2)的测量,并判断是否符合法规要求;同时,具备电能测量功能,通过辅助触发输入确定碰撞后一定时间内电压分布计算碰撞后电能;绝缘电阻值使用内部直流电压源进行测量,提供高达1000V测量电压。该测试模块内置电池,支持数据记录及Ethernet数据通讯功能。其中高压母线的测量电压为±1000V,拥有触发输入,可以在碰撞前后记录10HZ数据达到6h,根据法规测试绝缘电阻,电能以及温度。电能范围>0.4J,数据为ISO标准数据格式。本发明实现了电动汽车在碰撞过程中全自动电性能测试,不仅为测试采集了可靠的数据,智能的测试流程也为测试员节省时间,方便操作。
附图说明
图1绝缘仪系统框图;
图2绝缘仪高压采集端原理图;
图3绝缘仪面板操作图;
图4绝缘仪电能采集原理图;
图5绝缘仪温度采集原理图;
图6绝缘仪触发原理图;
图7总线触发信号图;
图8高压输出器原理图;
图9测试总流程图;
图10绝缘电阻测量测量流程图;
图11电能测量流程图。
具体实施方式
如图1所示,本发明通过ADC转换,采集电动车高电压,三点高电压包括底盘,电池正极以及电池负极,ADC数据通过数字信号光隔离传输给MCU。
如图2所示,ADC1、2高电压采集方法通过外部接口(红,蓝,黑三线),分别连接电动车电池正极,底盘以及电池负极。正极与底盘之间的电压为V2,负极与底盘之间电压为V1,正负极之间的电压为Vb。高电压通过电子R1与R2分压之后AD转换,通过光耦传输给MCU。ADC3为系统自身输出的高电压检测,当电池断开电源,即battery-switch开关断开,此时S3闭合,系统自身产生高电压加载于电池两端。其中高电压端口在battery-switch开关断开之前也可以检测电能,电能通过LTC2946的SENS+和SENS-端输入采样电阻R8的电压得到电流。在Vb端得到电压,IC通过公式计算得到电能TE,SPI传输给MCU,见图4。
所述电能测量信号方式仍然为通过电阻R4和R5分压产生LTC2946可以接受的Vb信号,通过S5和S4选择开关,由MCU选择电流档次,来选择R6还是R7的放电速度,R8为电流采样电阻。
温度传感器通过RTD芯片把温度信号转换为数字信号传输给MCU。RTD转换芯片为MAX31865,可实现2线-4线热敏电阻传感器的RTD转换,把信号通过主机通讯给MCU。图5中,闭合S6为4线热敏电阻连接,分别连接line1-4;2线热敏电阻在4线基础上,line1-2并为一线,line3-4并未另一线;三线热敏电阻断开S6闭合S7,此时line2-4即为3线热敏电阻。
绝缘仪触发输入兼容485通讯触发和开关触发,见图6,开关触发通过T0_SW和T0_SW_RTN短接信号通过光耦,经过U2门电路再经过或非门U1形成触发信号。485信号同理,485信号通过MAX485芯片,通过光耦,经过U2门电路再经过或非门U1形成触发信号;两个信号可以兼容。
绝缘仪MCU端,通过UPS供电,即当外部有电源供应时(DC_IN),锂电池不供电,外部电源供电同时给锂电池充电或者充满电。当外部无DC_IN时,由锂电池供电。该功能的优势在于,碰撞过程中可锂电池独立供电,而实验之外,可以外部供电。
绝缘仪通过足够大的SRAM保存数据(32Mb以上),因为其数据采集频率为10HZ,所以可保存7h以内测试数据。EEPROM保存系统设置参数,可通过系统面板设置或者通过LAN连接软件设置系统参数,并且保存在EEPROM内。系统拥有万年历,可记录用户操作事件,见图1。
绝缘仪通过面板显示和开关直接操作,通过lan软件操作。面板包括三列数码管,显示测试过程中电压电能温度及绝缘电阻,面板也包括温度输入接口,电压输入接口,充电口,LAN口,触发输入以及报警输出。按钮可以开启绝缘仪,启动测试以及清除测试数据,见图3。
以下进一步描述每个测量过程:
电压测量:按照法规要求,高压母线的电压Vb,V1,V2的电压应小于固定值。如图3所示面板红ISOP、蓝CHS、黑ISOM三个香蕉头连接外部被测车辆电池正极、底盘以及电池负极。ISOP和底盘之间的电压为V2,ISOM和底盘之间的电压为V1,ISOP和ISOM之间的电压为Vb,即V2-V1。这三个电压为测试法规所要求的电压。因为它们的电压范围在±1000之间,所以通过电阻R1与R2分压得到ADC可以识别的电压级别,如0-5V,然后ADC模块把得到的模拟量转换为数字量,通过数字信号隔离传输给MCU,保证高压隔离,保护MCU信号端不被高压破坏。其中R1和R2分压比例为使得原有电压范围±1000转换为0-5V,并且保证R1+R2拥有足够的阻抗不影响被测车辆的实际电阻值,即被测车辆电阻需远小于R1+R2,见图2。
电能测量:按照法规要求,高压母线上的总电能TE应小于0.2J。即在切断电池线路情况下,图2中Battery-switch打开,此时母线上的残余电能。电能测量仍然通过测量电压通路线红ISOP、黑ISOM香蕉头连接外部被测车辆电池正极、电池负极。如图4所示为电能测量原理,Batt+及Batt-为电池正负极连接线,在碰撞后,连接电池正负极的线路断开,此时线上仍然有残余电能。此时,闭合开关S4或者S5中一个,即开始释放图4线路上的电能。此处,S4以及S5为等效电路,区别在于放电的速度,若电压较高,电能也较高,此时需要加快放电速度。即R6可为R7的10倍,则R7线路闭合S4时放电更快。R6R7与R8的比例以及R4和R5的比例原理和高电压测量分压原理相同,为电压范围±1000转换为LTC2946能接受的电压比例。此处R4+R5>>R6(R7)+R8,这样放电主要通过S4或者S5放电,R4R5线路放电电能可忽略不计,只为产生电能所需电压Vb。电能通过LTC2946的SENS+和SENS-端输入采样电阻R8的电压得到电流。
绝缘电阻测量:根据法规要求,绝缘电阻的测量前提为在测量高电压Vb、V1以及V2的情况下,如果V1大于或等于V2,则在高压母线的负极侧与底盘间插入一个已知电阻R0,安装完R0之后,再次测量高压母线的负极侧与底盘间的电压V1’。根据绝缘电阻计算公式:
Ri=R0×(Vb/V1'-Vb/V1)
如果V2大于V1,则在高压母线的正极侧与底盘间插入一个已知电阻R0,安装完R0之后,再次测量高压母线的正极侧与底盘间的电压V2’。根据绝缘电阻计算公式:
Ri=R0×(Vb/V2'-Vb/V2)
将结果Ri除以高电压母线电压得到结果;
绝缘电阻=Ri/工作电压。
如图2所示,Rref为需要插入的已知电阻R0,S1和S2为选项,在测量绝缘电阻前,先采集V2和V1的电压大小,比较V2和V1,若V2>V1,则闭合S2开关,再次测量V2的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值。反之,若V1>V2,则闭合S1开关,再次测量V1的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值.
温度测量:根据法规要求,碰撞结束后30min内,不应有电解液流出,视为电池不能有不正常温度,绝缘仪附带温度传感器实时监控电池温度,温度传感器通过RTD芯片把温度信号转换为数字信号,使用数字光耦隔离传输给MCU。RTD芯片为MAX31865可实现2线-4线热敏电阻传感器的RTD转换,把最终数字信号通过主机通讯给MCU。图5中,MAX31865芯片拥有DRDY、SDO、CS、SCLK、SDI引脚与主机通讯,有BIAS、REFIN以及ISENSOR配合参考电阻作为温度模拟信号输入偏置;FORCE2、FORCE+、FORCE-、RTDIN-、RTDIN+为5个模拟输入引脚,该五个引脚通过3种不同的输出连接,实现温度传感器(热敏电阻)2线,3线,4线连接。闭合S6为4线热敏电阻连接,分别连接line1-4;2线热敏电阻在4线基础上,line1-2并为一线,line3-4并未另一线;三线热敏电阻断开S6闭合S7,此时line2-4即为3线热敏电阻。在从绝缘仪开始测试到结束测试,可全程记录四路温度。
触发输入:触发输入为绝缘仪碰撞过程中的触发事件,相当于碰撞一瞬间的时刻。由于触发信号来源不同,需要兼容开关触发以及总线触发,总线为485总线。图6,开关触发通过T0_SW和T0_SW_RTN两点连接开关信号触发,开关输入两端使用瞬态抑制二极管防碰撞瞬间浪涌,初始无开关信号时,U3光耦无效,U2A前端用电阻拉低GND高电平,通过U2A非门后为高电平,进入U1的B引脚,U1为与非门,即若开关闭合后,光耦有效,U2A前端为低电平,通过U1与非门后(计算公式)无论总线端A路输入何电平,触发信号输出为高电平。同理,在总线端,如图7所示,总线在触发前后信号变化如下,从触发前电平A-B>0.2V到触发后电平A-B<-0.2V。
根据上表所述max485芯片在图6DE和两个信号为低电平的情况下的输出情况,可知在触发前,RO为高电平,此时光耦无效,通过非门后,A端为高电平,通过U1与非门后(计算公式/>),触发信号由开关信号决定或者为低电平。而碰撞后,RO为低电平,光耦有效,A端为低电平,触发信号有效(高)。绝缘仪的触发输入兼容开关触发和总线触发,同时高压隔离,适用于碰撞和高电压环境。
绝缘仪通过UPS供电,即如图1所示,可通过判断DC_IN是否输入,选择使用锂电池供电或者外部DC_IN输入供电。可即当外部有电源供应时(DC_IN),锂电池不供电,外部电源供电同时给锂电池充电或者充满电。当外部无DC_IN时,由锂电池供电。该功能的优势在于,碰撞过程中可由充满电的锂电池独立供电,方便实验,当电池电量不足或实验之外,可以外部供电,保证足够电量。
绝缘仪在实验过程中,包括触发(碰撞)前后,都需要通过固定采集频率10HZ采集所有测试数据,包括在碰撞前电动车电池温度,高电压,绝缘电阻以及碰撞后电池温度,高电压,绝缘电阻以及电能。这些数据通过足够大的SRAM保存(32Mb以上),所以可保存7h以内的测试数据。同时为了记录每次测试的设定参数EEPROM保存系统设置参数,可通过系统面板设置或者通过LAN连接软件设置系统参数,并且保存在EEPROM内。
所示绝缘仪通过面板显示和开关直接操作,通过lan软件操作。如图3所示,面板包括三列数码管,第一列数码管显示电压V1碰撞前绝缘电阻R1以及电能TE,穿插显示;第二列数码管显示电压V2以及碰撞后绝缘电阻R2;第三列数码管显示电压Vb以及可以保存的剩余时间TL。面板也包括红ISOP、蓝CHS、黑ISOM三个香蕉头连接外部被测车辆电池正极、底盘以及电池负极。电源输入DCIN和网络连接ETH输入口为8针lemo头,触发输入TRG为5针lemo头,报警输出ALM为5针lemo头,四路温度输入TM1-4的4个为4针lemo头。指示灯电压显示VOLT,绝缘电阻显示R,以及电能和剩余时间TE/TL,此三显示灯结合穿插显示的三个数码管,当数码管显示相应参数时,对应指示灯亮。其他led指示灯包括电压报警Volt-Alarm,绝缘电阻报警ISO-Alarm,电能及剩余保存时间报警TE/TL-Alarm,当相应的参数超出法规或设置标准是,相应指示灯报警。其他led指示灯测试准备指示灯RDY表示开机成功,配合长按按钮ON/OFF按钮,开机成功后RDY灯亮起;测试灯MEAS亮起代表绝缘仪进入开始测量数据模式,在长按start/stop按钮成功后,该MEAS灯亮起;数据DATA指示灯亮起代表绝缘仪内部有数据,在进入测试之前必须清理数据,配合长按RESET按钮,清楚数据,DATA指示灯熄灭;触发灯T0代表在测试过程中有触发事件;网络灯ETH代表连接网络,与上位机电脑软件有数据通讯;Charging指示灯代表正在充电;BAT指示灯代表正在使用电池供电。
测试仪操作流程说明:
1.使用配套线缆连接红色接正极,黑色接负极,蓝色接电底盘;与图3红ISOP、蓝CHS、黑ISOM三个香蕉头连接,长按ON/OFF开关(2s以上)直到RDY指示灯亮起,绝缘仪开机成功;此时若DATA指示灯亮起,表示内部有数据,需要长按RESET按钮清楚数据,直到DATA指示灯熄灭。若data没有量则忽略此步骤。
2.开始测量,长按START/STOP按钮,直到MEAS指示灯亮起,绝缘仪进入测量并记录数据模式,可记录接下来7个小时的数据。
3.开始测量后,总记录流程见图9:进入开始测量后,系统开始以10HZ的频率记录全程记录电压V1,V2,Vb以及四通道温度,并且在T0之前记录绝缘电阻。在T0之后,这里,系统内部设置了一些参数:是否电能测量、开始电能测量时间(5s)、开始绝缘电阻测量时间(60s),也可以通过软件重新设置系统内部的这些参数。所以,在T0之后,5s判断是否测量电能,如果测量,则在T0后开始测量电能的时间测量电能,当电能测量结束后,再在绝缘电阻测量时间进入绝缘电阻测量,此时需开启内部高压输出器。或者如果不测量电能,这直接在绝缘电阻测量时间进入绝缘电阻测量。绝缘电阻测量结束则测试结束。
试验结束后,如果没有声光报警,表示当前车辆绝缘安全。长按START/STOP按钮,直到MEAS LED指示灯熄灭;此时DATA指示灯亮表示有数据,T0指示灯亮表示已经接收到了T0触发。试验结果数据(根据C-NCAP 2018电参数测量),通过LED指示灯和数码管组合显示:碰撞前绝缘电阻Riso_B(R/LED第一行)碰撞后绝缘电阻Riso_A(R/LED第二行);碰撞后三个电压值V1_min,V2_min,Vb_min(Volt/LED第一行,第二行,第三行);能量TE(TE/TL/LED第一行);内存倒计时TL(TE/TL LED第三行)。(如果需要试验过程中数据,则通过软件进行下载)。关机,长按ON/OFF按钮,直到所有LED指示灯熄灭。
4.总流程过程中绝缘电阻测量方法,见图10,流程在开始测试之后以10HZ频率即100ms的周期记录绝缘电阻的值,在此过程中,会记录两次V1或者V2的值,总时间循环为T_Meas,T_Cal是每个周期内,S1或S2关闭前,V1,V2需要先计算个平均值;比如T_Cal=10*100ms,则先求出本T_Meas前1秒的V1,V2的平均值V1_avg,V2_avg;比较平均值的大小,来确定S1闭合还是S2,流程图中,执行Rios相关计算即为在闭合S1或者S2后同时在T_Meas前测量第二次V1或者V2,通过公式计算绝缘电阻值,并判断是否报警。直到一个周期结束,重复此测量过程。
5.内部高电压供电,如图1所示,内部有高电压输出,图8为内部高压输出,系统通过MCU给高压输出器的引脚1和2目标电压信号,在引脚3输出所需电压,如300v。通过开关S8和S9给电池断开后的高压母线供电。供电时间为开始测量绝缘电阻的时间,包括电能测量的情况和无电能测量的情况,此过程都是在开始绝缘电阻开始测量时,开启内部高压供电。
6.电能测量流程,见图11,在电能测量使能时发生,根据原理图4测量电能,在T_TE设置的T0后电能开始测量时间开始电能测量(如5s)。开始测量后,根据法规判断电压是否大于60v,如果小于60v则视为无电能,直接结束电能测量。如果大于60v,则有电能,开始图4原理电能测量,根据100ms测量周期,记录在SRAM中。实时判断放电后电压是否开始小于60v,小于则结束测量电能,如果没有小于60v,则在到达开始测试绝缘电阻时间结束电能测量,获取最终电能值,如果既没有小于60v,也没有到达绝缘电阻测试时间,则继续累计电能,直到两者情况之一满足为止。
Claims (7)
1.用于新能源汽车电性能测试的绝缘测试仪,包括高压采集单元、电能采集单元、温度采集单元、触发单元和高压产生单元,其特征在于:
所述的高压采集单元包括两路采样支路,每路采样支路包括并联的第一支路和第二支路,其中第一支路包括串接的参考电阻和开关,第二支路包括串接的两个电阻,在这两个电阻之间接有模数转换器,这两个电阻之和远大于被测车辆电阻,其中的一个采样支路用于获取正极与底盘之间的电压为V2,另一个采样支路用于获取负极与底盘之间的电压为V1;
所述的电能采集单元包括并联的第三支路和第四支路,其中第三支路由串接的电阻R4、R5组成,第四支路由并联的电阻R6、R7与电阻R8串接而成,还包括电能采集芯片,其中的电能计算过程中的电压取自电阻R4、R5的之间电压,电流取自流经电阻R8的电流;所述的电阻R6和电阻R7还分别连接有开关S5和开关S4,用于选择放放电速度;
所述的温度采集单元包括温度传感芯片,该温度传感芯片带有五个模拟输入引脚,该五个引脚通过三种不同的连接,实现与温度传感器2线,3线或4线连接;
所述的触发单元包括485通讯触发模块和开关触发模块。
2.根据权利要求1所述的绝缘测试仪,其特征在于:
所述的电阻R6的阻值为电阻R7阻值的10倍,且电阻R4的阻值+电阻R5的阻值>>电阻R6的阻值或电阻R7的阻值+电阻R8的阻值。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘测试仪,其特征在于:
还包括SRAM,用于保存数据、
EEPROM,用于保存系统参数,通过系统面板设置或者通过LAN连接软件设置系统参数、和万年历,用于记录用户操作事件。
4.根据权利要求3所述的绝缘测试仪,其特征在于:
所述的系统面板包括三列数码管,显示测试过程中电压、电能、温度及绝缘电阻;面板上还有温度输入接口,电源输入接口,网络连接口,触发输入以及报警输出。
5.根据权利要求4所述的绝缘测试仪,其特征在于:
第一列数码管显示电压V1、碰撞前绝缘电阻R1以及电能TE,穿插显示;
第二列数码管显示电压V2、碰撞后绝缘电阻R2;
第三列数码管显示电压Vb以及可以保存数据的剩余时间TL;
面板上也包括红ISOP、蓝CHS、黑ISOM三个香蕉头,用于连接外部被测车辆电池正极、底盘以及电池负极;电源输入接口DCIN和网络连接口ETH为8针lemo头,触发输入TRG为5针lemo头,报警输出ALM为5针lemo头,四路温度输入接口TM1、TM2、TM3和TM4为4针lemo头;
指示灯电压显示VOLT,绝缘电阻显示R,以及电能和剩余时间TE/TL,此三显示灯结合穿插显示的三列数码管,当数码管显示相应参数时,对应指示灯亮。
6.根据权利要求4所述的绝缘测试仪,其特征在于:
还包括电压报警指示灯Volt-Alarm,绝缘电阻报警指示灯ISO-Alarm,电能及剩余保存时间报警指示灯TE/TL-Alarm,当相应的参数超出法规或设置标准时,相应指示灯报警;
和:
测试准备指示灯RDY,表示开机成功,配合长按按钮ON/OFF按钮,开机成功后RDY灯亮起;
测试灯MEAS亮起代表绝缘仪进入开始测量数据模式,在长按start/stop按钮成功后,该MEAS灯亮起;
数据DATA指示灯亮起代表绝缘仪内部有数据,在进入测试之前必须清理数据,配合长按RESET按钮,清除数据,DATA指示灯熄灭;
触发指示灯T0代表在测试过程中有触发事件;
网络指示灯ETH代表连接网络,与上位机电脑软件有数据通讯;
充电指示灯Charging代表正在充电;
供电指示灯BAT代表正在使用电池供电。
7.用于新能源汽车电性能测试的方法,使用权利要求1所述的绝缘测试仪,其特征在于:
绝缘测试仪以10HZ的频率记录全程记录电压V1,V2,Vb以及四通道温度,其中Vb=V2-V1,并且在触发时刻T0之前记录绝缘电阻;
在T0之后,5s判断是否测量电能,如果测量,则在T0后开始测量电能的时间内测量电能,当电能测量结束后,再在绝缘电阻测量时间内进入绝缘电阻测量,此时开启高压产生单元;或者如果不测量电能,就直接在绝缘电阻测量时间内进入绝缘电阻测量;绝缘电阻测量结束,则测试结束;
所述的电能测量过程为:
根据法规判断电压是否大于60v,如果小于60v则视为无电能,直接结束电能测量;如果大于60v,则有电能,根据100ms测量周期,记录在SRAM中;实时判断放电后电压是否开始小于60v,小于则结束测量电能,如果没有小于60v,则在到达开始测试绝缘电阻时间结束电能测量,获取最终电能值,如果既没有小于60v,也没有到达绝缘电阻测试时间,则继续累计电能,直到两者情况之一满足为止;
所述的绝缘电阻测量过程为:
第一和第二支路中的参考电阻为需要插入的已知电阻,在测量绝缘电阻前,先采集V2和V1的电压大小,比较V2和V1,若V2>V1,则闭合S2开关,该开关设置于用于获取正极与底盘之间电压的一个采样支路上,再次测量V2的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值;反之,若V1>V2,则闭合S1开关,该开关设置于用于获取负极与底盘之间电压的另一个采样支路上,再次测量V1的电压即可通过MCU计算得到绝缘电阻值;所述的V1或V2的值为采样周期内的平均值。
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