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電動(dòng)汽車(chē)絕緣電阻如何在線檢測(cè)?


時(shí)間:2018-01-05 作者:儀商網(wǎng)
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然而,電動(dòng)汽車(chē)在實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)的絕緣電阻是變化的,而且RC1阻值不可能很?。ǚ駝t直接降低了電動(dòng)車(chē)的絕緣狀況),阻值可以在靜態(tài)測(cè)量時(shí)的100~500Ω/V之間選擇,因此實(shí)際誤差要更大。例如,對(duì)于標(biāo)稱300V的電動(dòng)汽車(chē)直流系統(tǒng),選擇RC1=30kΩ,若要求絕緣電阻在最小值30kΩ時(shí)也滿足測(cè)量結(jié)果誤差小于5%,則必須使電壓測(cè)量誤差小于0.625%。

(二)電池電壓瞬變的影響

電動(dòng)汽車(chē)的絕緣電阻一般來(lái)講是緩變參數(shù),而測(cè)量過(guò)程很快,因此可以認(rèn)為測(cè)量過(guò)程中實(shí)際待測(cè)絕緣電阻阻值保持不變。

假設(shè)利用式(3)、式(4)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法,在S1、S2全部斷開(kāi)時(shí)電池電壓為U,U=UP0+UN0,而S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)電池電壓為U′,U′=U′PP+U′NP。

由式(3)、式(4)可以得到


將式(5)、式(6)分別與式(3)、式(4)比較可知,要得到正確的結(jié)果,必須保證U′NP/U′PP=UNP/UPP成立。對(duì)于實(shí)際絕緣電阻不變的情況下,參照?qǐng)D1所示電路,依據(jù)電路基本定律可以得到RN/(RP//RC1)(式中RP//RC1為2個(gè)電阻RP與RC1的并聯(lián)值,以下相同),該值在短暫的測(cè)量過(guò)程中可以作為恒值處理,但必須保證測(cè)量過(guò)程中對(duì)電壓UP0、UN0采樣的同時(shí)性和對(duì)UPP、UNP采樣的同時(shí)性,否則破壞了上述計(jì)算方法的正確條件。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于上述方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng),主要完成如下幾方面功能:正負(fù)母線對(duì)電底盤(pán)的電壓測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻的投切控制、報(bào)警參數(shù)設(shè)置、聲光報(bào)警電路、液晶顯示及通信。整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。


(一)偏置電阻的自動(dòng)配置

標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻的選擇應(yīng)遵循以下原則:(1)基本不影響被測(cè)系統(tǒng)原有的絕緣性能;(2)要兼顧系統(tǒng)的測(cè)量精度要求;(3)根據(jù)系統(tǒng)電壓等級(jí)自動(dòng)配置不同等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)阻值;(4)高精度,低溫漂系數(shù)。

系統(tǒng)的實(shí)際偏置電阻配置如表1所示。


(二)電壓測(cè)量電路

由上述分析可知,在標(biāo)準(zhǔn)偏置電阻確定的情況下,電壓檢測(cè)的精度直接決定了最終結(jié)果的精度。一般來(lái)講,電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)稱電壓在90~500V之間,運(yùn)行過(guò)程中電池電壓存在一定的波動(dòng)范圍,并且待測(cè)絕緣電阻也有一定的變化范圍,因此,通用型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電壓測(cè)量電路必須保證在全范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)等精度的測(cè)量,而且正、負(fù)母線對(duì)地電壓的測(cè)量必須同時(shí)完成。文中采用低溫漂精密電阻分壓電路,結(jié)合雙積分型高分辨率的A/D實(shí)現(xiàn)了等精度測(cè)量,主控單元與測(cè)量電路采用光電耦合器隔離。該種方法與采用LEM電壓傳感器的測(cè)量方案相比,克服了后者的溫漂、零點(diǎn)漂移等問(wèn)題,同時(shí)避免了其需要的10mA左右的工作電流影響被測(cè)系統(tǒng)的絕緣性能的缺點(diǎn)。

正、負(fù)母線對(duì)地電壓的測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全一致,其采集過(guò)程由CPU控制同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換,滿足測(cè)量參數(shù)的同時(shí)性。

(三)系統(tǒng)核心——CPU

CPU選用Motorola推出的HCS12系列16位MCU29S12DJ64[4],內(nèi)部除中央處理單元CPU12外,不僅集成了FLASH、EEPROM及RAM存貯器,而且還集成CAN、BDLC、SCI、SPI和HSIO等多種接口,功能豐富,速度高、功耗低、性價(jià)比高、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,同時(shí)芯片支持背景調(diào)試模式和大容量存貯器擴(kuò)展。FLASH存貯器具有快速編程能力,靈活的保護(hù)與安全機(jī)制,而且擦除和寫(xiě)入無(wú)需外部加高電壓。

試驗(yàn)結(jié)果

該系統(tǒng)分別在汕頭國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)示范區(qū)和浙江萬(wàn)向集團(tuán)電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)中心的電動(dòng)中巴車(chē)和電動(dòng)轎車(chē)上進(jìn)行了裝車(chē)運(yùn)行試驗(yàn)。

在汕頭的一輛中巴車(chē)上安裝系統(tǒng)時(shí),接線人員不小心用手碰到了正母線,馬上有被電的感覺(jué)。中巴車(chē)額定電壓110V,因此報(bào)警值設(shè)定為11kΩ。系統(tǒng)接線完成后進(jìn)入正常工作,馬上就發(fā)出聲光報(bào)警。

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