CN206002644U - 一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统，包括相连的不平衡电桥网络和主控单元，主控单元连接有报警指示灯和蜂鸣器、继电器和通信模块，所述通信模块和充电桩中央控制单元通信相连，所述不平衡电桥网络设置有功率开关器件。本实用新型所提供的电动汽车直流充电机绝缘检测系统，能够对直流充电机直流侧绝缘电阻进行实时检测、故障报警及保护，并不影响其他设备使用，故障检测可靠性较高，可消除实际应用中由于电阻误差和模数转换误差带来的测量误差，电路结构紧凑，计算方法及检测过程简单，可保障人身安全和设备安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电设备技术领域，特别是涉及一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统。
背景技术
作为电动汽车的配套基础设施，电动汽车充电设备安全性备受关注。而直流充电机由于其功率大、体积大、电压高且结构复杂等特点成为关注的焦点。现有的充电设备大多户外使用，工作环境不确定，潮湿或撞击都可能会对电缆造成损坏，同时，环境温湿度的变化也可能会导致充电设备绝缘材料的老化，此时，若直流母线与充电设备外壳形成漏电回路，不仅会影响充电设备和电动汽车的正常工作，损坏设备，诱发火灾，甚至可能会造成危险情况的发生。因此，直流充电桩直流侧对地绝缘性能的检测对保证充电设施正常使用、电动汽车安全以及用户安全都具有重要的意义。
现有的直流系统绝缘检测方法可分为直流法和交流法，其中直流法主要是基于平衡电桥原理；交流法主要包括信号注入法和变频探测法，对于信号注入法，可能会受到系统中电容电流干扰，当系统中存在大电容元件时，需对电容电流进行补偿，测量精度较低。对于变频探测法，其原理是在直流母线中加入幅值相同频率不同的两组交流信号，然后检测支路上感应出的低频信号，当系统绝缘电阻降低发生接地故障时，低频信号幅值将会发生明显变化，但同样会受到对地电容电流的干扰。现有绝缘检测系统大多针对电动汽车动力电池，很少针对直流充电机的直流输出侧，而充电机中的漏电保护装置多安置在交流侧，直流漏电故障无法控制交流侧漏电保护器动作。
现有直流绝缘检测方法容易受到充电桩内部大电容电流的影响，注入的低频信号会对系统产生干扰，导致系统电压纹波变大，影响其他设备的使用。 平衡电桥法原理简单，但只能检测出非对称性故障，无法测量出复杂接地故障，故障检测可靠性较低。
因此，本领域需要一种能够对直流充电机直流侧绝缘电阻进行实时检测、故障报警及保护，并不影响其他设备使用，故障检测可靠性较高的电动汽车直流充电机绝缘检测系统。
实用新型内容
本实用新型目的是，针对现有上述各种技术的缺点与不足，经过分析、实验及使用，提供一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统。
本实用新型的具体方案是：一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统，包括相连的不平衡电桥网络和主控单元，所述主控单元连接有报警指示灯和蜂鸣器、继电器和通信模块，所述通信模块和充电桩中央控制单元通信相连，所述不平衡电桥网络设置有功率开关器件；
所述不平衡电桥网络与直流充电机的直流母线相连，用于直流充电机的电流信息检测，并将检测得到的电流信息传输至主控单元；
所述功率开关器件用于控制采样周期，所述不平衡电桥网络通过控制功率开关器件导通或断开实现不同模式的信息采集；
所述主控单元用于接收所述充电桩中央控制单元下达绝缘检测指令，通过继电器控制充电桩电源的通断，并通过所述报警指示灯和蜂鸣器进行报警提示。
作为本实用新型进一步改进，所述不平衡电桥网络和主控单元之间还设置有电流调理电路和隔离采样电路；
所述电流调理电路用于对电流进行调整，
所述隔离采样电路用于消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流调理电路的电流信息传输至主控单元。
作为本实用新型进一步改进，所述电流调理电路包括电流互感器和运放电路。
作为本实用新型进一步改进，所述隔离采样电路包括隔离单元和A/D采样单元，所述隔离单元采用线性光耦隔离，以消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流信息传输至所述A/D采样单元。
采用上述技术方案，本实用新型产生的技术效果有：本实用新型所提供的电动汽车直流充电机绝缘检测系统结构设计合理，安全高效，
(1)采用不平衡电桥电路网络，消除实际应用中由于电阻误差和模数转换误差带来的测量误差；
(2)电路结构紧凑，计算方法及检测过程简单，通过控制功率开关器件并导通或关断控制采样模式，即可计算出正、负母线对地的绝缘电阻值，能够同时检测到两级绝缘电阻同时下降的情况；
(3)不平衡电桥电路网络采集的电流信息经电流调理电路和隔离采样电路的处理，可以有效提高测量精度、降低干扰；
(4)设有故障报警模块和保护动作模块，可靠保障人身安全和设备安全。
附图说明
图1是本实用新型实施例1电动汽车直流充电机绝缘检测系统的结构框图；
图2是本实用新型实施例2电动汽车直流充电机绝缘检测系统的结构框图；
其中：1、不平衡电桥网络，2、电流调理电路，3、隔离采样电路，4、主控单元，11、功率开关器件，41、报警指示灯和蜂鸣器，42、继电器，43、通信模块。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
实施例1
本实用新型提供一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统，如图1所示， 该电动汽车直流充电机绝缘检测系统，包括相连的不平衡电桥网络1和主控单元4，主控单元4连接有报警指示灯和蜂鸣器41、继电器42和通信模块43，通信模块43和充电桩中央控制单元通信相连，不平衡电桥网络1设置有功率开关器件11；
不平衡电桥网络1与直流充电机的直流母线相连，用于直流充电机的电流信息检测，并将检测得到的电流信息传输至主控单元4；
功率开关器件11用于控制采样周期，不平衡电桥网络1通过控制功率开关器件11导通或断开实现不同模式的信息采集；
主控单元4用于接收充电桩中央控制单元下达绝缘检测指令，对不平衡电桥网络1采集的信息进行计算得到直流充电机的正负母线的对地绝缘电阻值，当判断绝缘电阻值小于设定值并且预设持续时间大于设定时间，通过继电器42控制充电桩电源的通断，并通过报警指示灯和蜂鸣器41进行报警提示。
其中，不平衡电桥网络故障检测可靠性较高，能够对直流充电机直流侧绝缘电阻进行实时检测、故障报警及保护，并不影响其他设备使用。
本实用新型的电动汽车直流充电机绝缘检测系统的工作原理：直流充电桩上电后，充电桩中央控制单元通过通信模块向绝缘检测系统的主控单元下达绝缘检测指令，主控单元接收指令，控制功率开关器件导通或关断进行采样，并送至主控单元进行绝缘电阻计算，将计算值同系统预设值进行比较，对绝缘等级进行评定，当出现绝缘故障时，主控单元控制报警单元发出报警提示，同时控制继电器切断充电桩电源。
实施例2
本实用新型提供一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统，该电动汽车直流充电机绝缘检测系统与实施例1不同的是，如图2所示，另外，不平衡电桥网络1和主控单元4之间还设置有电流调理电路2和隔离采样电路3；
电流调理电路2用于对电流进行调整，
隔离采样电路3用于消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流调理电路2的电流信息传输至主控单元4。
另外，电流调理电路2包括电流互感器和运放电路。
另外，隔离采样电路3包括隔离单元和A/D采样单元，隔离单元采用线性光耦隔离，以消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流信息传输至A/D采样单元。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种电动汽车直流充电机绝缘检测系统，其特征在于：包括相连的不平衡电桥网络(1)和主控单元(4)，所述主控单元(4)连接有报警指示灯和蜂鸣器(41)、继电器(42)和通信模块(43)，所述通信模块(43)和充电桩中央控制单元通信相连，所述不平衡电桥网络(1)设置有功率开关器件(11)；
所述不平衡电桥网络(1)与直流充电机的直流母线相连，用于直流充电机的电流信息检测，并将检测得到的电流信息传输至主控单元(4)；
所述功率开关器件(11)用于控制采样周期，所述不平衡电桥网络(1)通过控制功率开关器件(11)导通或断开实现不同模式的信息采集；
所述主控单元(4)用于接收所述充电桩中央控制单元下达绝缘检测指令，通过继电器(42)控制充电桩电源的通断，并通过所述报警指示灯和蜂鸣器(41)进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的电动汽车直流充电机绝缘检测系统，其特征在于：所述不平衡电桥网络(1)和主控单元(4)之间还设置有电流调理电路(2)和隔离采样电路(3)；
所述电流调理电路(2)用于对电流进行调整，
所述隔离采样电路(3)用于消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流调理电路(2)的电流信息传输至主控单元(4)。
3.根据权利要求2所述的电动汽车直流充电机绝缘检测系统，其特征在于：所述电流调理电路(2)包括电流互感器和运放电路。
4.根据权利要求2所述的电动汽车直流充电机绝缘检测系统，其特征在于：所述隔离采样电路(3)包括隔离单元和A/D采样单元，所述隔离单元采用线性光耦隔离，以消除系统中模拟信号因共地引起的干扰，并将电流信息传输至所述A/D采样单元。
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