[发明专利]一种高压直流绝缘监测装置及电动汽车

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流系统绝缘监测技术领域，具体涉及一种高压直流绝缘监测装置，以及包括所述高压直流绝缘监测装置的电动汽车。

背景技术

在全球汽车工业面临金融危机、能源危机和环境保护等问题的巨大挑战下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛的共识。目前，我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，以加速提高国内电动汽车产业的竞争力，缩短其成熟期。

电动汽车是一种复杂的机电一体化产品，其包含很多高压部件，例如动力电池、电机、充电机、能量回收部件、压缩机以及其它由动力电池供电的部件，为保障使用安全，这些高压部件需具有良好的绝缘性能，虽然这些高压部件本身的绝缘特性在设计时就已经认真考虑，但由于车上工作环境比较恶劣，震动、酸碱气体的腐蚀、温度的变化以及湿度的变化等情况，都有可能造成动力电缆及其它高压部件的绝缘材料迅速老化甚至破损，极大地降低了其绝缘强度，严重危及人身安全。

以目前常见的锂电池为动力的电动汽车为例，为了达到其功率要求，锂电池动力汽车采用的是高压动力源，用于提供高压动力的动力电池由多个单体电池串联组成（即动力电池为多个单体电池串联形成的电池组），普通纯电动小客车的动力电池的总电压普遍高于100V，而纯电动大客车的动力电池的总电压更是高达500V，因此，一旦其高压部件出现绝缘问题，轻则影响整车驾驶性能，重则会造成高压部件损坏和人员伤亡，因此需要对电动汽车的绝缘情况进行监测，以确保乘客安全和整车的安全运行。

现有技术中，对电动汽车进行高压直流绝缘监测的较为成熟的技术方案只适用于静态监测，虽然其方案简单、成本较低，但由于无法实现动态监测，使其监测精度较低且容易受到整车阻抗网络干扰而出现误报问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够动态、实时地监测电动汽车绝缘性能的高压直流绝缘监测装置，以及包括所述高压直流绝缘监测装置的电动汽车。

解决本发明技术问题所采用的技术方案：

所述高压直流绝缘监测装置用于实时监测高压直流系统的直流母线对参考地的绝缘电阻值，其包括：两个限流电阻、采样电阻、匹配电阻、信号发生单元、控制单元和电源单元；所述控制单元包括指令子单元、采样子单元和计算子单元；

所述两个限流电阻串联在直流母线正负极之间；所述采样电阻的一端与两个限流电阻的串联节点相连，另一端与控制单元的采样子单元相连；所述匹配电阻的一端与两个限流电阻的串联节点相连，另一端连接至绝缘电阻与参考地相连的一端；所述信号发生单元的控制端与控制单元的指令子单元相连，输出端正极连接至绝缘电阻与参考地相连的一端，输出端负极连接至采样电阻与采样子单元相连的一端；所述电源单元用于分别为信号发生单元和控制单元供电；

所述控制单元的指令子单元用于输出控制指令至信号发生单元；所述信号发生单元用于在接收到所述控制指令后输出低频测量信号，该低频测量信号分别经由匹配电阻，和绝缘电阻及两个限流电阻后，再经由采样电阻流回信号发生单元；所述采样子单元用于对采样电阻上的电压信号进行模数转换，并将转换结果输出至计算子单元；所述计算子单元用于对采样子单元输出的所述转换结果进行计算，并得出所述绝缘电阻值。

优选地，所述信号发生单元输出的低频测量信号为正负对称的低频方波信号。

优选地，所述低频测量信号具有正半周期和负半周期；

所述计算子单元内预设有低频测量信号的正负半周期的峰-峰值；

或者，所述信号发生单元的控制端还与控制单元的采样子单元相连，所述信号发生单元还用于输出低频测量信号至采样子单元；所述采样子单元还用于对所述低频测量信号进行模数转换，并将转换结果输出至计算子单元；所述计算子单元还用于对采样子单元输出的所述转换结果进行计算，并得出低频测量信号的正负半周期的峰-峰值。

优选地，所述计算子单元计算得出的绝缘电阻值R_s为：