CN111948458B - 一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法及设备，属于电动汽车绝缘电阻在线监测领域，该设备包括：依次连接的接口、阻值可调器件、采样模块及单片机处理模块；其中，接口对应车辆高压快充接口；在阻值可调器件的可调端滑动过程中，由采样模块采集阻值可调器件的实时电阻值；单片机处理模块用于在实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于阻值上限门槛值时，提示出现高压故障；在实时电阻值小于或等于阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压。通过本发明，对于绝缘监测系统阻值未知的车辆，能够直观准确且安全可靠的确定其绝缘电阻和车辆高压电压值，并确定绝缘监测系统是否正常。

Description

一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法及设备

技术领域

本发明属于电动汽车绝缘电阻在线监测领域，更具体地，涉及一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法及设备。

背景技术

目前电动汽车的电压平台大多在350V到800V的范围内，为保障高压系统的安全性和可靠性，普遍在电池高压盒中设计有绝缘监测系统，绝缘监测系统的功能是通过监测系统绝缘电阻来实现通讯、报警和切断高压回路。因此高压绝缘监测系统的正常与否关系到人和车的安全。

国家标准在电动汽车绝缘监测方面分两个门限值，即500Ω/V和100Ω/V。但不同的车厂对电压的设计值不同。目前，各整车厂均是在设定电压平台的前提下，由测试或维修人员采用在高压配电盒或快充接口插入电阻的方法进行测试，通过计算来得出绝缘电阻的两个门限值，如400V系统，它的两个绝缘电阻设计门限值为200kΩ和40kΩ。

然而，对于检测机构或维修、保养人员来说，因为不同车辆电压平台可能不一样，或者同一车辆不同时段的状态不一致，需在测试前通过该车电压平台计算或者获取该车的绝缘电阻设计门限值；其次，对于高压带电系统，在高压带电状况下，直接插入电阻，容易产生电火花，对人造成伤害；再者，由于测试在车外，而仪表显示在车内，因此需要两个人或一个人来回来判断测试门限值是否有效，降低了工作效率。

因此设计一种通用的测试不同电压平台下的绝缘电阻阻值和判断监测系统是否正常，对保障安全和准确性就很有意义和研究价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法及设备，对于绝缘监测系统阻值未知的车辆，能够直观准确且安全可靠的确定其绝缘电阻和车辆高压电压值，并确定绝缘监测系统是否正常。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电动汽车绝缘监测系统的检测设备，包括：接口、阻值可调器件、采样模块、单片机处理模块；

其中，所述接口的正极与所述阻值可调器件的可调端连接，所述阻值可调器件的另一端与所述采样模块的一端连接，所述采样模块的另一端与所述单片机处理模块的一端连接，所述单片机处理模块的另一端与所述接口的负极连接，所述接口的正极对应车辆高压快充接口的高压正，所述接口的负极对应车辆高压快充接口的公共地；

在所述阻值可调器件的可调端滑动过程中，由所述采样模块采集所述阻值可调器件的实时电阻值；

所述单片机处理模块用于在所述实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在所述实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，提示出现高压故障，车辆需检修；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压。

在一些可选的实施方案中，所述检测设备还包括：位于所述单片机处理模块与所述接口的负极之间的发光二极管指示模块；

在所述实时电阻值大于或等于所述阻值上限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第一指示灯点亮，显示第一颜色；在所述实时电阻值大于所述阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第二指示灯点亮，显示第二颜色；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第三指示灯点亮，显示第三颜色。

在一些可选的实施方案中，所述检测设备还包括：与所述单片机处理模块连接的显示屏数显模块，以由所述单片机处理模块将由所述采样模块采集的不同情况下的所述阻值可调器件的实时阻值和车辆高压电压值通过所述显示屏数显模块进行显示。

在一些可选的实施方案中，所述阻值上限门槛值与所述阻值下限门槛值的获取方式为：

所述阻值可调器件的可调端位于阻值最大位置时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第一指示灯点亮，显示第一颜色，并控制所述显示屏数显模块显示车辆高压电压值V0；

所述阻值可调器件的可调端由阻值最大位置开始向阻值逐渐减小的方向滑动，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的各指示灯工作，在所述发光二极管指示模块中的指示灯颜色由所述第一颜色变为所述第二颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第一预设值R1，即所述阻值上限门槛值，所述单片机处理模块获取的所述采样模块此时采集到的车辆高压实时电压值为V1；

在所述发光二极管指示模块中的指示灯颜色由所述第二颜色变为所述第三颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第二预设值R2，即所述阻值下限门槛值，所述单片机处理模块获取的所述采样模块此时采集到的车辆高压实时电压值为V2。

在一些可选的实施方案中，所述阻值上限门槛值为500Ω/V×V0×2，所述阻值下限门槛值为100Ω/V×V0×2。

按照本发明的另一方面，提供了一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法，通过外部接口与车辆高压快充接口对应，所述外部接口连接阻值可调器件，所述方法包括：

采集所述阻值可调器件的可调端在滑动过程中的实时电阻值；

在所述实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在所述实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，提示出现高压故障，车辆需检修；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压。

在一些可选的实施方案中，所述方法还包括：

在所述实时电阻值大于或等于所述阻值上限门槛值时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色；在所述实时电阻值大于所述阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，驱动第二指示灯点亮，显示第二颜色；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，驱动第三指示灯点亮，显示第三颜色。

在一些可选的实施方案中，所述方法还包括：

将采集的不同情况下的所述阻值可调器件的实时阻值和车辆高压电压值进行显示。

在一些可选的实施方案中，所述阻值上限门槛值与所述阻值下限门槛值的获取方式为：

在所述阻值可调器件的可调端位于阻值最大位置时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色，并显示车辆高压电压值V0；

在所述阻值可调器件的可调端由阻值最大位置开始向阻值逐渐减小的方向滑动时，驱动各指示灯工作，在指示灯颜色由所述第一颜色变为所述第二颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第一预设值R1，即所述阻值上限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V1；

在指示灯颜色由所述第二颜色变为所述第三颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第二预设值R2，即所述阻值下限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V2。

在一些可选的实施方案中，所述阻值上限门槛值为500Ω/V×V0×2，所述阻值下限门槛值为100Ω/V×V0×2。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

通过本发明可以在保养、测试和维修人员对该车辆专业数据缺乏了解的情况进行测试，提高了显示直观性和操作安全性。对于绝缘监测系统阻值未知的车辆，能够直观准确且安全可靠的确定其绝缘电阻和车辆高压电压值，并确定绝缘监测系统是否正常。同时，能够避免车辆保养人员在进行车辆检测由于专业设备的缺失而漏项。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电动汽车绝缘监测系统的检测设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种滑动变阻器阻值处于阻值上限门槛值和阻值下限门槛值位置的确定过程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种单片机处理模块根据实时采样值对车辆绝缘情况进行判断的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本发明实施例中，阻值可调器件可以为滑动变阻器或其它线性阻值可调器件。

在本发明实施例中，高压快充接口可以根据不同型号的高压设备连接器进行对应替代。

在本发明实施例中，采样模块可以为电压采集电路或者其它形式的采集电路。

以下以采用滑动变阻器、采样模块为电压采集电路，第一颜色为绿色，第二颜色为黄色，第三颜色为红色为例对本发明进行详细说明。

在本发明实施例中，涉及如何确定滑动变阻器阻值处于阻值上限门槛值1和阻值下限门槛值2的位置以及通过滑动变阻器的实时阻值与阻值上限门槛值1和阻值下限门槛值2的比较，监测车辆绝缘情况。

如图1所示，绝缘检测设备的硬件部分主要包括快充接口(正极和负极)、滑动变阻器、电压采集模块、单片机处理模块、发光二极管指示模块以及显示屏数显模块，其中，快充接口的正极与滑动变阻器模块连接，滑动变阻器模块与电压采集模块连接，电压采集模块与单片机处理模块(图1中的MCU模块)连接，单片机处理模块分别与发光二极管指示模块以及显示屏数显模块连接，发光二极管指示模块与快充接口的负极连接。发光二极管指示模块包括红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯，通过单片机处理模块控制发光二极管指示模块在不同情况下点亮对应的指示灯。显示屏数显模块用于接收单片机处理模块的指令，显示不同情况下的滑动变阻器阻值和车辆高压电压值。该电动汽车绝缘检测设备的快充接口与车辆高压快充接口配合，正极对应快充口高压正，负极对应快充口公共地。

滑动变阻器阻值处于阻值上限门槛值1和阻值下限门槛值2位置的确定过程如图2所示，起始阶段，滑动变阻器模块滑块在A端，滑动变阻器阻值处于最大值Rmax，此时单片机处理模块控制发光二极管指示模块点亮绿色指示灯，控制显示屏数显模块显示车辆高压电压值，此时通过显示屏数显模块读取到车辆电压值记为V0。控制滑动变阻器模块的滑块从A端滑动到B端，在滑动变阻器模块的滑块从A端滑动到B端的过程中，记录显示屏数显模块的显示数值变化和发光二极管指示模块的指示状态。在滑动变阻器的滑块向B端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻值逐渐减小，单片机处理模块通过电压采集模块采集数据，然后根据采集到的数据控制显示屏数显模块的实时显示值，用户可以通过显示屏数显模块读取到滑动变阻器的实时阻值和车辆高压实时电压值。滑动变阻器的滑块继续向B端滑动过程中，在发光二极管指示模块的指示灯颜色由绿色变为黄色时，此时滑动变阻器模块的阻值为第一预设值R1，即500Ω/V×V0×2，单片机处理模块获取电压采集模块此时采集到的车辆高压实时电压值V1。滑动变阻器的滑块继续向B端滑动过程中，在发光二极管指示模块的指示灯颜色，当指示灯颜色由黄色变为红色时，此时滑动变阻器模块的阻值为第二预设值R2，即100Ω/V×V0×2，单片机处理模块获取电压采集模块此时采集到的车辆高压实时电压值V2；此时应切断车辆高压，显示屏数显模块显示的车辆高压实时电压值变为V2＝0。由此，确定了滑动变阻器阻值处于阻值上限门槛值1(500Ω/V×V0×2)和阻值下限门槛值2(100Ω/V×V0×2)时的位置，100Ω/V与500Ω/V为国标规定的绝缘门限值，为测试安全，特放大一倍。

如图3所示，单片机处理模块需根据实时采样值对车辆绝缘情况进行判断，当单片机处理模块获取到的滑动变阻器的实时电阻值R0＞＝(500Ω/V×V0×2)时，即监测到滑动变阻器的实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值1时，单片机处理模块控制单片机的输出口1输出高电平，驱动发光二极管指示模块的绿灯点亮，表示车辆绝缘正常；当(100Ω/V×V0×2)＜R0＜(500Ω/V×V0×2)时，即监测到滑动变阻器的实时电阻值大于阻值下限门槛值2，小于阻值上限门槛值1时，单片机处理模块控制单片机的输出口2输出高电平，驱动发光二极管指示模块的黄灯点亮，表示出现高压故障，提示车辆需检修；当R0＜＝(100Ω/V×V0×2)时，即监测到滑动变阻器实时电阻值小于或等于阻值下限门槛值2时，单片机处理模块控制单片机的输出口3输出高电平，驱动发光二极管指示模块的红点亮，表示车辆断高压。

在本发明实施例中，无论R0，R1，R2都是由采样模块进行采样得来的。滑动变阻器滑片在不同的位置，MCU采集到的R0均不同。滑片的移动可通过手动滑动或旋钮滑动来实现。绝缘电阻保护值R1、R2对于每辆车是固定的(即500Ω/V和100Ω/V，电压为该车最大充电电压值V0)。

作为一种优选的实施方式，在电压采集电路部分，可以并联一个大电阻(如10M)来避免虚电压导致读取值不稳定。

如图4所示，本发明还提供了一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法，通过外部接口与车辆高压快充接口对应，外部接口连接阻值可调器件，该方法包括：

S1：采集阻值可调器件的可调端在滑动过程中的实时电阻值；

S2：在实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于阻值上限门槛值时，提示出现高压故障，车辆需检修；在实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压。

在一些可选的实施方案中，上述方法还包括：

在实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色；在实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于阻值上限门槛值时，驱动第二指示灯点亮，显示第二颜色；在实时电阻值小于或等于阻值下限门槛值时，驱动第三指示灯点亮，显示第三颜色。

在一些可选的实施方案中，上述方法还包括：

将采集的不同情况下的阻值可调器件的实时阻值和车辆高压电压值进行显示。

在一些可选的实施方案中，阻值上限门槛值与阻值下限门槛值的获取方式为：

在阻值可调器件的可调端位于阻值最大位置时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色，并显示车辆高压电压值V0；

在阻值可调器件的可调端由阻值最大位置开始向阻值逐渐减小的方向滑动时，驱动各指示灯工作，在指示灯颜色由第一颜色变为第二颜色时，将此时阻值可调器件的阻值作为第一预设值R1，即阻值上限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V1；

在指示灯颜色由第二颜色变为第三颜色时，将此时阻值可调器件的阻值作为第二预设值R2，即阻值下限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V2。

在一些可选的实施方案中，阻值上限门槛值为500Ω/V×V0×2，阻值下限门槛值为100Ω/V×V0×2。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车绝缘监测系统的检测设备，其特征在于，包括：接口、阻值可调器件、采样模块、单片机处理模块；

其中，所述接口的正极与所述阻值可调器件的可调端连接，所述阻值可调器件的另一端与所述采样模块的一端连接，所述采样模块的另一端与所述单片机处理模块的一端连接，所述单片机处理模块的另一端与所述接口的负极连接，所述接口的正极对应车辆高压快充接口的高压正，所述接口的负极对应车辆高压快充接口的公共地；

在所述阻值可调器件的可调端滑动过程中，由所述采样模块采集所述阻值可调器件的实时电阻值；

所述单片机处理模块用于在所述实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在所述实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，提示出现高压故障，车辆需检修；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压；

所述检测设备还包括：位于所述单片机处理模块与所述接口的负极之间的发光二极管指示模块；

在所述实时电阻值大于或等于所述阻值上限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第一指示灯点亮，显示第一颜色；在所述实时电阻值大于所述阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第二指示灯点亮，显示第二颜色；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第三指示灯点亮，显示第三颜色；

其中，所述阻值上限门槛值与所述阻值下限门槛值的获取方式为：

所述阻值可调器件的可调端位于阻值最大位置时，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的第一指示灯点亮，显示第一颜色，并控制所述显示屏数显模块显示车辆高压电压值V0；

所述阻值可调器件的可调端由阻值最大位置开始向阻值逐渐减小的方向滑动，由所述单片机处理模块驱动所述发光二极管指示模块中的各指示灯工作，在所述发光二极管指示模块中的指示灯颜色由所述第一颜色变为所述第二颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第一预设值R1，即所述阻值上限门槛值，所述单片机处理模块获取的所述采样模块此时采集到的车辆高压实时电压值为V1；

在所述发光二极管指示模块中的指示灯颜色由所述第二颜色变为所述第三颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第二预设值R2，即所述阻值下限门槛值，所述单片机处理模块获取的所述采样模块此时采集到的车辆高压实时电压值为V2。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括：与所述单片机处理模块连接的显示屏数显模块，以由所述单片机处理模块将由所述采样模块采集的不同情况下的所述阻值可调器件的实时阻值和车辆高压电压值通过所述显示屏数显模块进行显示。

3.根据权利要求1或2所述的检测设备，其特征在于，所述阻值上限门槛值为500Ω/V×V0×2，所述阻值下限门槛值为100Ω/V×V0×2。

4.一种电动汽车绝缘监测系统的检测方法，其特征在于，通过外部接口与车辆高压快充接口对应，所述外部接口连接阻值可调器件，所述方法包括：

采集所述阻值可调器件的可调端在滑动过程中的实时电阻值；

在所述实时电阻值大于或等于阻值上限门槛值时，提示车辆绝缘正常；在所述实时电阻值大于阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，提示出现高压故障，车辆需检修；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，提示车辆切断高压；

所述方法还包括：

在所述实时电阻值大于或等于所述阻值上限门槛值时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色；在所述实时电阻值大于所述阻值下限门槛值，且小于所述阻值上限门槛值时，驱动第二指示灯点亮，显示第二颜色；在所述实时电阻值小于或等于所述阻值下限门槛值时，驱动第三指示灯点亮，显示第三颜色；

其中，所述阻值上限门槛值与所述阻值下限门槛值的获取方式为：

在所述阻值可调器件的可调端位于阻值最大位置时，驱动第一指示灯点亮，显示第一颜色，并显示车辆高压电压值V0；

在所述阻值可调器件的可调端由阻值最大位置开始向阻值逐渐减小的方向滑动时，驱动各指示灯工作，在指示灯颜色由所述第一颜色变为所述第二颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第一预设值R1，即所述阻值上限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V1；

在指示灯颜色由所述第二颜色变为所述第三颜色时，将此时所述阻值可调器件的阻值作为第二预设值R2，即所述阻值下限门槛值，并显示此时采集到的车辆高压实时电压值V2。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将采集的不同情况下的所述阻值可调器件的实时阻值和车辆高压电压值进行显示。

6.根据权利要求4或5所述的检测方法，其特征在于，所述阻值上限门槛值为500Ω/V×V0×2，所述阻值下限门槛值为100Ω/V×V0×2。

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