CN203929989U - 一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置 - Google Patents

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孙洋
范兴明
曾求勇
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Abstract

本实用新型公开一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其正极母线霍尔电流传感器B穿过车载高压正极母线；负极母线霍尔电流传感器A穿过车载高压负极母线；母线直流漏电流传感器C同时传过车载高压正极和负极母线；并分别将所采集信号经信号调理和AD转换后送入主控制器进行故障判断，并将结果送入声光报警电路中给予相应的声光报警提示，并通过通报给整车控制器做出停车检修。本实用新型具有简单安全和测量精度高的特点。

Description

一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置
技术领域
本实用新型涉及电动车汽车技术领域，具体涉及一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置。
背景技术
随着电动汽车的快速发展和应用，对其安全性能的要求也越来越高。动力电池组作为电动汽车能量来源电压通常可达数百伏，正常工作状态下，高压回路的电流也很大。因而保证电动汽车高压电气系统的良好的绝缘性对是保证车辆正常运行的重要环节。现阶段衡量电动汽车高压电气系统绝缘性能的主要指标是高压母线回路对车体(地)的等效绝缘电阻和高压母线与车体(地)之间泄露电流的大小。目前采用计算绝缘电阻来确定绝缘性的方法有平衡电桥法和电阻适配网络法等。平衡电桥法利用平衡电桥原理计算母线对地等效绝缘电阻，这种方法要求构建电路的精确度很高，同时在正负极绝缘性能同时降低时不能准确及时报警。电阻适配网络法是通过母线与车体(地)之间并入分压电阻，通过测量并入电阻前后母线与车体间的电压值，在两种状态下列方程组求得绝缘电阻值。这种方法广泛应用于电动汽车绝缘检测电路中，但电动汽车运行过程中干扰较大，在绝缘电阻测量过程中，有一定的扰动信号，对计算结果影响较大。当前方法虽然可以通过监测不同参数判断系统绝缘性能，仍存在不足，对于检测精度较高的方法电路结构相对复杂，检测方法对系统的工作状态有一定的要求，受外界信号干扰较大，影响测量算精度等。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其具有简单安全和测量精度高的特点。
为解决上述问题，本实用新型所设计的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，主要由直流电源，正极母线霍尔电流传感器B、正极母线转换电阻RLB、正极母线信号调理电路、正极母线AD转换电路，负极母线霍尔电流传感器A、负极母线转换电阻RLA、负极母线信号调理电路、负极母线AD转换电路，母线直流漏电流传感器C、母线信号调理电路、母线AD转换电路，以及主控制器组成。正极母线霍尔电流传感器B穿过车载高压正极母线，该正极母线霍尔电流传感器B的电源端和接地端分别与直流电源正极和地连接；正极母线转换电阻RLB并接在正极母线霍尔电流传感器B的输出端上；正极母线霍尔电流传感器B的输出端还与正极母线信号调理电路的输入端相连；正极母线信号调理电路的输出端经正极母线AD转换电路与主控制器的一输入端相连。负极母线霍尔电流传感器A穿过车载高压负极母线，该负极母线霍尔电流传感器A的电源端和接地端分别与直流电源正极和地连接；负极母线转换电阻RLA并接在负极母线霍尔电流传感器A的输出端上；负极母线霍尔电流传感器A的输出端还与负极母线信号调理电路的输入端相连；负极母线信号调理电路的输出端经负极母线AD转换电路与主控制器的另一输入端相连。母线直流漏电流传感器C同时传过车载高压正极和负极母线，该母线直流漏电流传感器C的电源端和接地端分别与直流电源正极和负极连接；母线直流漏电流传感器C的输出端与母线信号调理电路的输入端相连，母线信号调理电路的输出端经母线AD转换电路与主控制器的又一输入端相连。主控制器的输出端连接整车控制器。
上述电动汽车绝缘检测装置，还进一步包括声光报警电路，该声光报警电路与主控制器相连。
上述方案中，所述直流电源为12V的车载辅助电源。
上述方案中，所述正极母线信号调理电路、负极母线信号调理电路和母线信号调理电路均为电压调理电路。
上述方案中，所述正极母线霍尔电流传感器B和负极母线霍尔电流传感器A为电流输出型传感器。
上述方案中，所述母线直流漏电流传感器C为电压输出型传感器。
与现有技术相比，本实用新型的电流采集电路选用霍尔电流传感器和直流漏电流传感器来采集各母线和泄露电流值，方便主控制器获取电流信号且电路的抗干扰能力强，与其他电路采集电路先比本实用新型电路结构和测量原理简单，电路稳定性高，能够实时准确采集电流信号。
附图说明
图1为一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置的电路结构框图。
具体实施方式
一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，如图1所示，其主要由直流电源、电流采集单元、信号调理单元、AD转换单元、声光报警电路和主控制器组成。上述电流采集单元包括正极母线霍尔电流传感器B和正极母线转换电阻RLB构成的车载高压正极母线电流采集电路，负极母线霍尔电流传感器A和负极母线转换电阻RLA构成的车载高压负极母线电流采集电路，以及母线直流漏电流传感器C。所述负极母线霍尔电流传感器A和正极母线霍尔电流传感器B的型号均为WBI224F21。所述直流漏电流传感器C型号为天瑞TR0215-LX。上述信号调理单元包括正极母线信号调理电路、负极母线信号调理电路和母线信号调理电路，这些信号调理单元均为调理电压的电压信号调理单元。AD转换单元包括正极母线AD转换电路、负极母线AD转换电路和母线AD转换电路，这些AD转换电路均选用AD7656。将上述电动汽车绝缘检测装置安装在待检测的电动汽车上，该电动汽车的车载电池经车载高压母线与车载逆变器相连，汽车发动机连接在车载逆变器上；车载整车控制器经车载电机控制器与车载逆变器相连。根据霍尔原理，通过母线直流漏电流传感器C实时监测正负母线的泄露电流IL的大小和方向，判断正负母线对地(车体)的绝缘性，并通过正极母线霍尔电流传感器B和负极母线霍尔电流传感器A实时监测正负母线的电流I+、I-的大小，确定绝缘失效的严重等级，进而采取相应的防护措施，确保行车安全。
负极母线霍尔电流传感器A过孔穿过车载高压负极母线，其电源端1和接地端2分别与12V直流电源和地连接。该负极母线霍尔电流传感器A选用电流输出型，输出端3输出检测电流IZ-。由于传感器的线圈匝数比较大，测得的输出电流很小，需要获取对应电压值来换算为负母线电流I-，因此，负极母线霍尔电流传感器A输出端3、4间并有负极母线转换电阻RLA，获取对应电压值VI-进入负极母线信号调理电路。负极母线信号调理电路的输出端经负极母线AD转换电路与主控制器的一输入端相连。
正极母线霍尔电流传感器B过孔穿过车载高压正极母线，其电源端1和接地端2分别与12V直流电源和地连接。该正极母线霍尔电流传感器B传感器选用电流输出型，输出端3输出检测电流IZ+。由于传感器的线圈匝数比较大，测得的输出电流很小，需要获取对应电压值来换算为负母线电流I-，因此，正极母线霍尔电流传感器B输出端3、4间并有正极母线转换电阻RLB，获取对应电压值VI+进入正极母线信号调理电路。正极母线信号调理电路的输出端经正极母线AD转换电路与主控制器的一输入端相连。
过孔式直流漏电流传感器C同时穿过车载高压正、负极母线，其电源端1和接地端2分别与12V直流电源和地连接。直流漏电流传感器C选用电压输出型，输出端3输出电压值VL进入母线信号调理电路。母线信号调理电路的输出端经母线AD转换电路与主控制器的又一输入端相连。
所述直流电源为12V的车载辅助电源。主控制器的输出端连接整车控制器。声光报警电路与主控制器相连。主控制器主要完成电压VI-、VI+、VL值到电流IZ-、IZ+、IZL的简单转换，同时将电流IZ-、IZ+、IZL的与对应的阈值进行比较，获知电流IZ-、IZ+、IZL的大小和方向，并判断是否出现故障，并将故障送入声光报警电路和整车控制器中。所述主控制器的型号为freescaleMC9S08QE8。
本实用新型的工作过程如下：
三路电流采集单元采集到的电压信号VI-、VI+、VL分别经相应的信号调理电路调理后，进入相应的AD转换电路进行模数转换，模数转换后的电压信号VI-、VI+、VL在主控制器中转换为对应的电流信号IZ-、IZ+、IZL，并分别进入负母线电流监测与比较电路、正母线电流监测与比较电路和漏电流监测与比较电路，主控制器MC9S08QE8依据检测和比较结果，得到电流I-、I+以及泄漏电流IL的大小和方向，通过IL的大小和方向判断回路的绝缘状态以及出现故障的母线支路，当故障发生是分别对比正负母线电流I-和I+的差值大小，进而判断故障的严重性，送入声光报警电路中给予相应的声光报警提示，并通过通报给整车控制器做出停车检修。

Claims (6)

1.一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：主要由直流电源，正极母线霍尔电流传感器B、正极母线转换电阻RLB、正极母线信号调理电路、正极母线AD转换电路，负极母线霍尔电流传感器A、负极母线转换电阻RLA、负极母线信号调理电路、负极母线AD转换电路，母线直流漏电流传感器C、母线信号调理电路、母线AD转换电路，以及主控制器组成；其中
负极母线霍尔电流传感器A穿过车载高压负极母线，该负极母线霍尔电流传感器A的电源端和接地端分别与直流电源正极和地连接；负极母线转换电阻RLA并接在负极母线霍尔电流传感器A的输出端上；负极母线霍尔电流传感器A的输出端还与负极母线信号调理电路的输入端相连；负极母线信号调理电路的输出端经负极母线AD转换电路与主控制器的另一输入端相连；
正极母线霍尔电流传感器B穿过车载高压正极母线，该正极母线霍尔电流传感器B的电源端和接地端分别与直流电源正极和地连接；正极母线转换电阻RLB并接在正极母线霍尔电流传感器B的输出端上；正极母线霍尔电流传感器B的输出端还与正极母线信号调理电路的输入端相连；正极母线信号调理电路的输出端经正极母线AD转换电路与主控制器的一输入端相连；
母线直流漏电流传感器C同时传过车载高压正极和负极母线，该母线直流漏电流传感器C的电源端和接地端分别与直流电源正极和地连接；母线直流漏电流传感器C的输出端与母线信号调理电路的输入端相连，母线信号调理电路的输出端经母线AD转换电路与主控制器的又一输入端相连；
主控制器的输出端连接整车控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：还进一步包括声光报警电路，该声光报警电路与主控制器相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：所述直流电源为12V的车载辅助电源。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：所述正极母线信号调理电路、负极母线信号调理电路和母线信号调理电路均为电压调理电路。
5.根据权利要求4所述的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：所述正极母线霍尔电流传感器B和负极母线霍尔电流传感器A为电流输出型传感器。
6.根据权利要求4所述的一种基于电流监测的电动汽车绝缘检测装置，其特征在于：所述母线直流漏电流传感器C为电压输出型传感器。
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