电动汽车充电设备绝缘电阻检测技术研究文献综述

 2022-11-18 11:07:20

文 献 综 述

引言:随着电动汽车的发展,电动汽车充电设备数量也随之大幅增长。因为充电设备常工作于室外环境,温度与湿度变化大,长期经受风吹雨淋,难免出现损坏,导致漏电的情况出现。因为充电设备工作状态为高电压、大电流。一旦出现漏电,会威胁到操作人员的人身安全[3-4]。因此,我们必须研究充电设备的绝缘安全性能。绝缘电阻作为衡量电器设备安全性能的一项指标,是指加在绝缘材料两端的电压与流过绝缘材料的漏电流的比值,通常为“兆欧”级别[5]。国家标准规定,常温下,对于运行中的设备,绝缘电阻不应低于。我们需要研制的此套绝缘电阻检测装置需要能够实现实时在线监测功能,并对测量出的数据进行存储分析。此外,此课题的重点还包括测量绝缘电阻的误差分析以及电路中低压的单片机系统与高压系统之间的隔离,避免高压系统对单片机带来影响。

正文:目前,绝缘电阻检测的方法大致分为电流传感法、平衡电桥法、辅助电源法、低频信号注入法等四种[6]。每种检测方法各有优缺点。以下将分为三个主要部分。第一是分别讨论四种绝缘电阻检测方法的原理和优缺点,从而找出适合检测电动汽车绝缘电阻值得方法并加以改进。第二是绝缘电阻检测的误差分析。第三是避免高压系统对低压单片机系统带来的影响。

一.绝缘电阻检测的四种方法

  1. 电流传感法

电流传感法的原理是采用霍尔式电流传感器,将电源系统中待测的正极和负极一起同方向穿过电流传感器,当没有漏电流时,从电源正极流出的电流等于返回到电源负极的电流,因此,穿过电流传感器的电流为零,电流传感器输出电压为零,当发生漏电现象时,电流传感器输出电压不为零[7]。此方法测量方便且精度较高,但是运用此法的前提是待测电源必须处于工作状态,要有工作电流的流出流入,无法再电源系统空载的情况下测量绝缘电阻的大小。

  1. 平衡电桥法

平衡电桥的原理如图3.1所示。

图3.1 平衡电桥

利用平衡电桥电路原理,我们可以认为充电设备直流系统正负母线对地具有一个固定的绝缘电阻,绝缘良好的情况下可以认为是相等的。如图所示,、是绝缘电阻,、是两个等值大电阻。四个电阻构成平衡电桥电路,在其中还加入了电流表。在绝缘良好的情况下,电桥平衡,流过电流表的电流为零。一旦一段绝缘电阻下降,电桥失去平衡,电流表便有电流流过[10-11]。这种方法的缺点很明显,就是对构建的电路精确度要求很高,同时在正负极绝缘电阻同时下降或同比例下降的时候不能准确及时报警。

  1. 无源接地法

无源接地法的电路图如图4.1所示。无源接地方法的基本原理是在直流正负母线和车体搭铁之间接入一系列电阻, 然后通过电子开关或者继电器切换接入阻值的大小, 测量在不同接入电阻情况下正负母线在被测电阻上的分压, 最后通过解方程式计算出正负母线对地的绝缘电阻。这种方法的优点是测试电路简单,可以直接测量绝缘电阻的阻值大小,测量精度也较高。但是检测电路在动力

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