CN203164300U - 用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统，包括一条对漏电点电压测量支路和一条对漏电点电流测量支路。利用电压测量支路测量选定点与待测漏电点之间的电压，利用电流测量支路测量选定点与待测漏电点之间电流，然后求出待测漏电点的虚拟绝缘电阻，根据该阻值大小判断漏电的发生。本实用新型的检测装置结构简练，测量精确；采用电子开关控制测量开关的开合，在将检测系统安装入整车中时不会影响供电和车体运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻测量系统。
背景技术
汽车是现代社会的重要交通工具。然而燃油汽车的大量应用，一方面，引发了严重的环境污染、全球气候变暖和人类生存的危机；另一方面，导致了地球石油资源的迅速递减,以致最终枯竭。作为零排放的电动汽车是取代污染严重的内燃机汽车，利用新能源的最佳选择之一。为了取得未来市场的制高点，各个汽车公司纷纷将电动车的开发作为汽车开发的重要组成部分，并给予高度重视。尤其是近几年，新能源行业凭借自身优势，再加上各国政府的政策法规支持，电动汽车取得了巨大的发展。
电动汽车和混合动力汽车都包含高压动力系统，高压系统由动力电池包、逆变器（Inverter）、电机等组件组成。高压系统的高压电安全直接关系到驾乘人员的生命安全和整车资源安全，因此确保新能源汽车的安全性是设计者必须考虑的第一要务。新能源汽车高压系统工作环境复杂恶劣，温度及器件老化等因素都直接影响整车的安全性。另外，车辆在运行过程中，经常出现部件之间的相互碰撞、摩擦、挤压等现象，可能会导致导线绝缘层出现破损，接线端子与周围金属出现搭铁等现象，造成高压系统漏电。与此同时，人们对电动车的安全性以及针对电动汽车的安全性的一些特殊要求研究较少，重视力度不够。
申请号为200910226677.6的中国专利申请公开了一种绝缘性能检测方法与装置，通过测量电气系统对车体电位或绝缘电阻阻值大小来判断是否发生漏电。但该文件并未公开如何测量绝缘电阻阻值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于检测电动汽车高压动力系统与车辆底盘之间绝缘性能的绝缘电阻检测系统，通过测量绝缘电阻阻值来判断绝缘性能，以解决现有技术在该方面的欠缺。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统，包括一条对漏电点电压测量支路和一条对漏电点电流测量支路；所述对漏电点电压测量支路包括串联的电压测量采样电阻（R6）、电压测量限流电阻（R5、R7）和电压测量开关（K3、K4），对漏电点电压测量支路的两端分别连接电源系统的选定点（A）和漏电点（B）；所述对漏电点电流测量支路包括串联的电流测量限流电阻（R1）、电流测量采样电阻 （R2）和电流测量开关（K1），对漏电点电流测量支路的两端分别连接所述选定点（A）和车体。
所述电源系统的选定点（A）和漏电点（B）包括车载动力电池的正端和负端。
所述电压测量开关（K3、K4）和电流测量开关（K1）均为电子开关。
本实用新型利用电压测量支路测量选定点与待测漏电点之间的电压，利用电流测量支路测量选定点与待测漏电点之间电流，然后求出待测漏电点的虚拟绝缘电阻，根据该阻值大小判断漏电的发生。本实用新型的检测装置结构简练，测量精确；采用电子开关控制测量开关的开合，在将检测系统安装入整车中时不会影响供电和车体运行。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是实施例2的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例1
绝缘电阻检测系统（Insulation Resistance Monitoring System，简称：IRMS）如图1所示：包括一条对漏电点电压测量支路和一条对漏电点电流测量支路；以电源系统中一点为选定点，本实施例中，选择车载动力电池正极为选定点A，待测漏电点为车载动力电池负极B。
对漏电点电压测量支路由串联的电压测量采样电阻R6、电压测量限流电阻R5、R7和电压测量开关K3、K4串联构成，对漏电点电压测量支路的两端分别连接电源系统的选定点A和漏电点B。
对漏电点电流测量支路由串联的电流测量限流电阻R1、电流测量采样电阻R2和电流测量开关K1构成，对漏电点电流测量支路的两端分别连接选定点A（K3与K1同时闭合时能够使支路连接A点）和车体的车辆底盘。
电压测量开关K3、K4和电流测量开关K1均为电子开关。在不进行检测或检测系统无工作电源时，开关是断开的，只有在检测的时候才周期性的闭合。
系统检测原理如下：
A为测量的选定点，计算B对车辆底盘绝缘电阻。
绝缘电阻检测系统（IRMS）控制闭合开关K3、K4，通过采集点1可得知电总U1，通过计算可得知U总=U1/R6*（R5+R6+R7）。
计算电源系统负端对车辆底盘绝缘电阻，设电源系统正端虚拟电阻R-存在，电源系 统正端对地虚拟电阻R+趋向于无从大（整车情况下，高压系统无漏电情况下，绝缘阻值趋向于无穷大），或其电阻值远大于R1+R2之和。绝缘电阻检测系统（IRMS）控制闭合开关K3、K1，由R1、R2、R+构不成电源回路，且R+的值远大于R1+R2之和，此时由R1、R2、R-构成电源回路，由采集点2得知电压U2，
因此：I总=U2/R2；I总=U总/（（R-）+R1+R2）；
所以：（R-）=U总/I总-（R1+R2）；
通过上述关系式可得知电源系统负端B对车辆底盘绝缘电阻值。当绝缘电阻无穷大时，或者高于某设定值时，表示无漏电发生。小于某设定值时，表示B点漏电。
以上实施例中车载动力电池可以是整个动力电池组，也可以是单体或几个单体电池。
实施例2
本实施例中，如图2，增加了负端的电压测量支路，串联的K2、R3、R4构成，依据以上测量原理，以B为选定点，计算电源系统正端A对车辆底盘绝缘电阻，假设电源系统正端虚拟电阻R+存在，电源系统正端对地虚拟电阻R-趋向于无从大（整车情况下，高压系统无漏电情况下，绝缘阻值趋向于无穷大），或其电阻值远大于R3+R4之和。绝缘电阻检测系统（IRMS）控制闭合开关K4、K2，由R3、R4、R-构不成电源回路，此时由R3、R4、R+构成电源回路，且R+的值远大于R1+R2之和，由采集点3得知电压U3，
因此：I总=U3/R3；I总=U总/（R-+R3+R4）；
所以：（R+）=U总/I总-（R3+R4）；
通过上述关系式可得知电源系统正端对车辆底盘电阻值。
如果如车载电源系统电压等级为600V。通过实施例2检测电源系统正负端对地绝缘电阻漏电情况。绝缘电阻检测系统（IRMS）参数配置如下：R1=R2=R3=R4=2兆欧；R5=R6=R6=5兆欧。
1、首先计算负端对车辆底盘绝缘阻值大小。假设电源系统B点漏电：1、绝缘电阻检测系统（IRMS）控制开关K3、K4闭合，通过检测点1可得知电压U1，依据分压原理可得知总电压U总=600V。
2、绝缘电阻检测系统（IRMS）控制开关K3、K4断开，闭合K3、K1，由于电源系统正端绝缘情况良好，若以R+无穷大，当R+与R1和R2并联时，并联后阻值大小约等于R1+R2，由于电源系统B端处漏电，电源系统负端对地绝缘阻值降低，此时R1、R2、R-构成电源回路。
3、通过采样点2的电压，依据漏电严重程度不同，采样点2的电压不同，负端漏电越严重，负端对地绝缘阻值越低，采样点2的电阻分压越大。假设采样点2电压U2=280V。
4、在电源系统R1、R2、R-构成回路中，I总=280V/2兆欧=0.14mA，则R总=600V/0.14mA=4.286兆欧。所以（R-）=R总-（R1+R2）=4.286-4=286KΩ。
5、依据国标，动力系统在测量阶段最小瞬间绝缘电阻0.5KΩ/V；对于600伏电源系统，其绝缘阻值应满足600*0.5=300KΩ，但实际计算绝缘阻值为286KΩ<300KΩ。可知电源系统正端出现漏电情况。
6、绝缘电阻检测系统（IRMS）可依据漏电严重情况，分为两级告警，并将报警信息通知整车处理，严重漏电时通知整车停车检查。
同理，假设电源系统A端处漏电，可得出正端对地绝缘阻值大小。
Claims (3)
1.用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统，其特征在于，包括一条对漏电点电压测量支路和一条对漏电点电流测量支路；所述对漏电点电压测量支路包括串联的电压测量采样电阻（R6）、电压测量限流电阻（R5、R7）和电压测量开关（K3、K4），对漏电点电压测量支路的两端分别连接电源系统的选定点（A）和漏电点（B）；所述对漏电点电流测量支路包括串联的电流测量限流电阻（R1）、电流测量采样电阻（R2）和电流测量开关（K1），对漏电点电流测量支路的两端分别连接所述选定点（A）和车体。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述电源系统的选定点（A）和漏电点（B）包括车载动力电池的正端和负端。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车绝缘性能检测的绝缘电阻检测系统，其特征在于，所述电压测量开关（K3、K4）和电流测量开关（K1）均为电子开关。
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