CN113009227B - 一种电动汽车绝缘检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电动汽车技术领域的一种电动汽车绝缘检测方法，包括：步骤S10、充电桩获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围；步骤S20、通过桩绝缘检测仪测量初始桩绝缘值，基于初始桩绝缘值以及车绝缘电阻保护范围计算上下限加载电阻值；步骤S30、将上下限加载电阻值加载在充电回路上，对车绝缘电阻保护范围进行验证；步骤S40、通过桩和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，得到桩绝缘值和车绝缘值；步骤S50、基于桩绝缘值和车绝缘值得到绝缘误差值，基于绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制对应的曲线；步骤S60、基于曲线对绝缘性能进行检测。本发明的优点在于：实现对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行全方位检测，极大的提升了电动汽车充电的安全性。

Description

一种电动汽车绝缘检测方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别指一种电动汽车绝缘检测方法。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
电动汽车的电动机或其他电气设备停用或备用时间较长时，由于受潮或有大量积灰，会影响电气设备的绝缘；长期使用的电气设备，绝缘也有可能老化，端线松弛。电动汽车充电过程中如果绝缘性不好，有可能会发生设备损毁、火灾、人员触电等事故。通过绝缘检测就能提前发现潜在的危险，以便及时采取措施，特别是直流充电桩的功率特别大、电压很高，一旦发生短路、漏电等情况，后果不可估量。
然而，传统上的绝缘检测仅是在电动汽车充电前，对充电桩进行一次绝缘检测，检测合格即进行充电，虽然电动汽车在充电过程有进行绝缘检测，但并未在充电过程中对充电桩进行绝缘检测，并未比对充电桩和电动汽车绝缘值的误差，并未对电动汽车的车绝缘电阻保护范围进行验证，导致电动汽车在充电时，还是存在很大的安全隐患。
因此，如何提供一种电动汽车绝缘检测方法，实现对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行全方位检测，提升电动汽车充电的安全性，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种电动汽车绝缘检测方法，实现对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行全方位检测，提升电动汽车充电的安全性。
本发明是这样实现的：一种电动汽车绝缘检测方法，包括如下步骤：
步骤S10、充电桩与电动汽车建立连接后，获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围；
步骤S20、充电桩通过桩绝缘检测仪测量初始桩绝缘值，基于所述初始桩绝缘值以及车绝缘电阻保护范围计算上限加载电阻值以及下限加载电阻值；
步骤S30、充电桩分别将所述上限加载电阻值以及下限加载电阻值加载在充电回路上，对所述车绝缘电阻保护范围进行验证；
步骤S40、充电桩与电动汽车分别通过桩绝缘检测仪和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，充电桩得到桩绝缘值和车绝缘值；
步骤S50、充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算得到绝缘误差值，基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线；
步骤S60、充电桩基于所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行实时检测。
进一步地，所述步骤S10具体为：
充电桩通过充电枪与电动汽车建立物理连接后，通过桩控制器与电动汽车的BMS进行握手交互后，获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围[RL,RP]；其中RL表示绝缘电阻保护下限值，RP表示绝缘电阻保护上限值。
进一步地，所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩的桩控制器向电动汽车的BMS发送停止绝缘检测指令；所述停止绝缘检测指令携带停止时长；
步骤S22、BMS接收到所述停止绝缘检测指令后，关闭车绝缘检测仪，并向桩控制器反馈车绝缘检测仪已关闭的反馈指令；
步骤S23、桩控制器接收到所述反馈指令后，通过桩绝缘检测仪对充电桩的功率控制模块输出端进行绝缘检测，得到初始桩绝缘值R桩0；
步骤S24、上限加载电阻值R加载上：R加载上＝RP*R桩0/(R桩0-RP)
下限加载电阻值R加载下：R加载下＝RL*R桩0/(R桩0-RL)。
进一步地，所述步骤S30具体包括：
步骤S31、桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S32、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载上，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载上轮流加载在功率控制模块的输出正极和地之间，输出负极和地之间，判断BMS是否提示绝缘告警，若是，则绝缘电阻保护上限验证通过，并进入步骤S33；若否，则结束流程；
步骤S33、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载下，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载下轮流加载在功率控制模块的输出正极和地之间，输出负极和地之间，判断BMS是否提示绝缘故障并关闭充电功能，若是，则绝缘电阻保护下限验证通过，给电动汽车进行充电，并进入步骤S40；若否，则结束流程。
进一步地，所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩的桩控制器预设一时间间隔；
步骤S42、桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S43、桩控制器通过桩绝缘检测仪对功率控制模块输出端进行绝缘检测得到桩绝缘值；
步骤S44、间隔所述时间间隔后，桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S45、BMS通过车绝缘检测仪对电动汽车进行绝缘检测得到车绝缘值，并实时传输给桩控制器；
步骤S46、间隔所述时间间隔后，桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S47、桩控制器与BMS进行交互，判断电动汽车是否完成充电，若是，则进入步骤S50；若否，则进入步骤S43。
进一步地，所述步骤S50具体为：
充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算，得到绝缘误差值D：
D＝(R车-R桩)/R桩*100％；其中R车表示车绝缘值，R桩表示桩绝缘值；
基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线。
进一步地，所述步骤S60具体包括：
步骤S61、充电桩的桩控制器预设一第一误差阈值、一第二误差阈值以及一桩绝缘电阻保护范围；所述第二误差阈值大于第一误差阈值；
步骤S62、充电桩基于所述误差曲线判断绝缘误差值是否大于第一误差阈值，若否，则继续检测；若是，则：
判断绝缘误差值是否大于所述第二误差阈值，若否，则提示绝缘误差过大；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S63、充电桩基于所述桩绝缘电阻保护范围对桩绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述桩绝缘值是否超出桩绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S64、充电桩基于所述车绝缘电阻保护范围对车绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述车绝缘值是否超出车绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S65、充电桩以及电动汽车实时展示所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线；
所述步骤S62、步骤S63、步骤S64以及步骤S65不分先后顺序。
本发明的优点在于：
通过充电桩获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围，并进行绝缘检测得到初始桩绝缘值，基于车绝缘电阻保护范围以及初始桩绝缘值计算得到上限加载电阻值以及下限加载电阻值，再将上限加载电阻值以及下限加载电阻值轮流加载在充电回路上，对车绝缘电阻保护范围进行验证，即验证绝缘值触发车绝缘电阻保护范围的上限和下限时，BMS是否会执行对应的安全操作；通过在电动汽车充电的过程中，桩绝缘检测仪和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，实现实时掌握充电桩和电动汽车的绝缘状态，当绝缘值异常时立即停止充电；通过桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算得到绝缘误差值，再基于绝缘误差值绘制误差曲线，当绝缘误差值超出预设的阈值时进行提示或停止充电，即将绝缘误差值纳入检测范围，最终实现对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行全方位检测，极大的提升了电动汽车充电的安全性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种电动汽车绝缘检测方法的流程图。
图2是本发明的硬件架构示意图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过给电动汽车充电前对车绝缘电阻保护范围进行验证，电动汽车充电过程中对充电桩和电动汽车交替进行绝缘检测桩绝缘值和车绝缘值，基于桩绝缘值和车绝缘值计算绝缘误差值，利用桩绝缘值、车绝缘值和绝缘误差值对充电桩和电动汽车进行多维、实时的绝缘检测，以提升电动汽车充电的安全性。
请参照图1至图2所示，本发明一种电动汽车绝缘检测方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、充电桩与电动汽车建立连接后，通过CAN总线获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围以及电池规格；
步骤S20、充电桩通过桩绝缘检测仪测量初始桩绝缘值，基于所述初始桩绝缘值以及车绝缘电阻保护范围计算上限加载电阻值以及下限加载电阻值；
步骤S30、充电桩分别将所述上限加载电阻值以及下限加载电阻值加载在充电回路上，对所述车绝缘电阻保护范围进行验证，验证通过便给电动汽车进行充电；
步骤S40、充电桩与电动汽车分别通过桩绝缘检测仪和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，充电桩得到桩绝缘值和车绝缘值，即在充电过程中不间断的进行绝缘检测，避免充电过程中因绝缘故障引发事故；
步骤S50、充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算得到绝缘误差值，基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线(t-D)、桩绝缘电阻曲线(t-R桩)以及车绝缘电阻曲线(t-R车)；通过实时绘制曲线，能直观的展示绝缘状态，便于及时发现问题；
步骤S60、充电桩基于所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行实时检测。
所述步骤S10具体为：
充电桩通过充电枪与电动汽车建立物理连接后，通过桩控制器与电动汽车的BMS进行握手交互后，获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围[RL,RP]；其中RL表示绝缘电阻保护下限值，RP表示绝缘电阻保护上限值。
所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩的桩控制器向电动汽车的BMS发送停止绝缘检测指令；所述停止绝缘检测指令携带停止时长；
步骤S22、BMS接收到所述停止绝缘检测指令后，关闭车绝缘检测仪，并向桩控制器反馈车绝缘检测仪已关闭的反馈指令；
步骤S23、桩控制器接收到所述反馈指令后，通过桩绝缘检测仪对充电桩的功率控制模块输出端进行绝缘检测，得到初始桩绝缘值R桩0；
步骤S24、上限加载电阻值R加载上：R加载上＝RP*R桩0/(R桩0-RP)
下限加载电阻值R加载下：R加载下＝RL*R桩0/(R桩0-RL)。
所述步骤S30具体包括：
步骤S31、桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S32、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载上，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载上轮流加载在功率控制模块的输出正极(DC+)和地(PE)之间，输出负极(DC-)和地(PE)之间，判断BMS是否提示绝缘告警，若是，则绝缘电阻保护上限验证通过，并进入步骤S33；若否，则结束流程；
步骤S33、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载下，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载下轮流加载在功率控制模块的输出正极和地之间，输出负极和地之间，判断BMS是否提示绝缘故障并关闭充电功能，若是，则绝缘电阻保护下限验证通过，给电动汽车进行充电，并进入步骤S40；若否，则结束流程。
即依次在DC+和PE之间加载阻值为R加载上的可调电阻RK，在DC-和PE之间加载阻值为R加载上的可调电阻RK，在DC+和PE之间加载阻值为R加载下的可调电阻RK，在DC-和PE之间加载阻值为R加载下的可调电阻RK，判断BMS是否会触发对应的安全操作，会触发则说明安全防护机制健全。
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩的桩控制器预设一时间间隔；
步骤S42、桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S43、桩控制器通过桩绝缘检测仪对功率控制模块输出端进行绝缘检测得到桩绝缘值；
步骤S44、间隔所述时间间隔后，桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S45、BMS通过车绝缘检测仪对电动汽车进行绝缘检测得到车绝缘值，并实时传输给桩控制器；
步骤S46、间隔所述时间间隔后，桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S47、桩控制器与BMS进行交互，判断电动汽车是否完成充电，若是，则进入步骤S50；若否，则进入步骤S43。
绝缘检测的时间远小于所述时间间隔，当所述时间间隔到达确未完成绝缘检测，即未得到所述桩绝缘值或者车绝缘值，则立即进行报警提示，停止电动汽车的充电。
所述步骤S50具体为：
充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算，得到绝缘误差值D：
D＝(R车-R桩)/R桩*100％；其中R车表示车绝缘值，R桩表示桩绝缘值；
基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线。
所述步骤S60具体包括：
步骤S61、充电桩的桩控制器预设一第一误差阈值、一第二误差阈值以及一桩绝缘电阻保护范围；所述第二误差阈值大于第一误差阈值；
步骤S62、充电桩基于所述误差曲线判断绝缘误差值是否大于第一误差阈值，若否，则继续检测；若是，则：
判断绝缘误差值是否大于所述第二误差阈值，若否，则提示绝缘误差过大；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S63、充电桩基于所述桩绝缘电阻保护范围对桩绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述桩绝缘值是否超出桩绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S64、充电桩基于所述车绝缘电阻保护范围对车绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述车绝缘值是否超出车绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S65、充电桩以及电动汽车实时展示所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线；
所述步骤S62、步骤S63、步骤S64以及步骤S65不分先后顺序。
综上所述，本发明的优点在于：
通过充电桩获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围，并进行绝缘检测得到初始桩绝缘值，基于车绝缘电阻保护范围以及初始桩绝缘值计算得到上限加载电阻值以及下限加载电阻值，再将上限加载电阻值以及下限加载电阻值轮流加载在充电回路上，对车绝缘电阻保护范围进行验证，即验证绝缘值触发车绝缘电阻保护范围的上限和下限时，BMS是否会执行对应的安全操作；通过在电动汽车充电的过程中，桩绝缘检测仪和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，实现实时掌握充电桩和电动汽车的绝缘状态，当绝缘值异常时立即停止充电；通过桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算得到绝缘误差值，再基于绝缘误差值绘制误差曲线，当绝缘误差值超出预设的阈值时进行提示或停止充电，即将绝缘误差值纳入检测范围，最终实现对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行全方位检测，极大的提升了电动汽车充电的安全性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种电动汽车绝缘检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S10、充电桩与电动汽车建立连接后，获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围；
步骤S20、充电桩通过桩绝缘检测仪测量初始桩绝缘值，基于所述初始桩绝缘值以及车绝缘电阻保护范围计算上限加载电阻值以及下限加载电阻值；
步骤S30、充电桩分别将所述上限加载电阻值以及下限加载电阻值加载在充电回路上，对所述车绝缘电阻保护范围进行验证；
步骤S40、充电桩与电动汽车分别通过桩绝缘检测仪和车绝缘检测仪交替进行绝缘检测，充电桩得到桩绝缘值和车绝缘值；
步骤S50、充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算得到绝缘误差值，基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线；
步骤S60、充电桩基于所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线对充电桩和电动汽车的绝缘性能进行实时检测；
所述步骤S10具体为：
充电桩通过充电枪与电动汽车建立物理连接后，通过桩控制器与电动汽车的BMS进行握手交互后，获取电动汽车的车绝缘电阻保护范围[RL,RP]；其中RL表示绝缘电阻保护下限值，RP表示绝缘电阻保护上限值；
所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩的桩控制器向电动汽车的BMS发送停止绝缘检测指令；所述停止绝缘检测指令携带停止时长；
步骤S22、BMS接收到所述停止绝缘检测指令后，关闭车绝缘检测仪，并向桩控制器反馈车绝缘检测仪已关闭的反馈指令；
步骤S23、桩控制器接收到所述反馈指令后，通过桩绝缘检测仪对充电桩的功率控制模块输出端进行绝缘检测，得到初始桩绝缘值R桩0；
步骤S24、上限加载电阻值R加载上：R加载上＝RP*R桩0/(R桩0-RP)
下限加载电阻值R加载下：R加载下＝RL*R桩0/(R桩0-RL)；
所述步骤S30具体包括：
步骤S31、桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S32、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载上，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载上轮流加载在功率控制模块的输出正极和地之间，输出负极和地之间，判断BMS是否提示绝缘告警，若是，则绝缘电阻保护上限验证通过，并进入步骤S33；若否，则结束流程；
步骤S33、桩控制器将可调电阻RK的阻值设为R加载下，轮流闭合继电器K1和继电器K2，将R加载下轮流加载在功率控制模块的输出正极和地之间，输出负极和地之间，判断BMS是否提示绝缘故障并关闭充电功能，若是，则绝缘电阻保护下限验证通过，给电动汽车进行充电，并进入步骤S40；若否，则结束流程。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车绝缘检测方法，其特征在于：所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩的桩控制器预设一时间间隔；
步骤S42、桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S43、桩控制器通过桩绝缘检测仪对功率控制模块输出端进行绝缘检测得到桩绝缘值；
步骤S44、间隔所述时间间隔后，桩控制器关闭桩绝缘检测仪，并通过BMS启动车绝缘检测仪；
步骤S45、BMS通过车绝缘检测仪对电动汽车进行绝缘检测得到车绝缘值，并实时传输给桩控制器；
步骤S46、间隔所述时间间隔后，桩控制器通过BMS关闭车绝缘检测仪，并启动桩绝缘检测仪；
步骤S47、桩控制器与BMS进行交互，判断电动汽车是否完成充电，若是，则进入步骤S50；若否，则进入步骤S43。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车绝缘检测方法，其特征在于：所述步骤S50具体为：
充电桩基于所述桩绝缘值和车绝缘值进行绝缘误差计算，得到绝缘误差值D：
D＝(R车-R桩)/R桩*100％；其中R车表示车绝缘值，R桩表示桩绝缘值；
基于所述绝缘误差值、桩绝缘值和车绝缘值分别绘制误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车绝缘检测方法，其特征在于：所述步骤S60具体包括：
步骤S61、充电桩的桩控制器预设一第一误差阈值、一第二误差阈值以及一桩绝缘电阻保护范围；所述第二误差阈值大于第一误差阈值；
步骤S62、充电桩基于所述误差曲线判断绝缘误差值是否大于第一误差阈值，若否，则继续检测；若是，则：
判断绝缘误差值是否大于所述第二误差阈值，若否，则提示绝缘误差过大；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S63、充电桩基于所述桩绝缘电阻保护范围对桩绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述桩绝缘值是否超出桩绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S64、充电桩基于所述车绝缘电阻保护范围对车绝缘电阻曲线进行实时检测，判断所述车绝缘值是否超出车绝缘电阻保护范围，若否，则继续检测；若是，则停止给电动汽车充电；
步骤S65、充电桩以及电动汽车实时展示所述误差曲线、桩绝缘电阻曲线以及车绝缘电阻曲线；
所述步骤S62、步骤S63、步骤S64以及步骤S65不分先后顺序。
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