[发明专利]一种直流系统绝缘电阻监测电路、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动车领域，特别是一种直流系统绝缘电阻监测电路；本发明还涉及一种应用该电路的监测系统及监测方法。

背景技术

电动汽车的电池包的电压一般在300V左右，并且电动汽车使用环境较为恶劣，由于振动、冲击、气候冷热交替以及动力电池腐蚀性液体、气体等的影响，其强电部分(如动力电池包、电机控制器、电机以及车载充电器等部件)与车体之间的绝缘容易出现损伤和破坏，使绝缘性能下降，电源正、负极引线通过绝缘层和底盘构成漏电流回路，使底盘电位上升，不仅会危及乘客的人身安全，还将影响车内电器的正常工作，准确、实时检测高压电气系统对车辆底盘绝缘性能、保证乘客安全、电气设备正常工作和车辆安全运行具有重要意义。

目前,在纯电动汽车、混合动力汽车电池组和储能电池组绝缘电阻检测等高压直流系统的绝缘电阻检测领域，主要方法有电桥平衡原理法、低频信号注入法。

其中，平衡电桥法的具体方法如下：

请参阅图1a-1b，其分别为现有技术平衡电桥法的开关断开和闭合时的电路图。同时闭合开K1″、K2″，则接入电阻R1″、R2″分别与绝缘电阻Rp、Rn并联。其中R1″＝R2″，同时设备的绝缘电阻在正常情况下，则R_p＝R_n。因此，通过判断U1″与U2″是否相等，如果不相等则认为绝缘电阻故障，U1″、U2″分别为正、负极绝缘电阻两端电压的测量值。

平衡电桥法存在的问题：1、同时闭合开关K1″、K2″，并联接入电阻会降低设备的绝缘性能，因此就降低了人员及设备的安全性；2.在绝缘电阻Rp、Rn同时降低时，则检测不到绝缘电阻故障；3.不具有绝缘电阻的实时监测功能。

请参阅图2，其为低频信号注入法的电路图。所述低频信号注入法具体如下：

首先，对绝缘电阻进行故障检测，打开开关K₁、K₂，计算出正、负极绝缘电阻的并联值R_pn；并将R_pn与设定的阈值R_th比较，来判断设备的绝缘电阻是否故障。

如果正常，则循环进行故障检测，否则，进行绝缘电阻计算，则断开负载、交流信号源，闭合开关K₁、K₂，分别测量电阻R₁、R₂两端电压，计算正、负极绝缘R_p、R_n的值。

该方法与平衡电桥法相比，可实时监测正、负极绝缘电阻的故障状况，且对整个负载没有影响；通过计算绝缘电阻R_p、R_n值的大小，以对整个系统的故障诊断提供依据，对人员及设备的安全提供实时的保障。然而，该方法仍然存在以下缺陷：使直流系统的纹波增大,影响供电质量，而且系统的分布电容会直接影响测量结果，使分辨率降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种直流系统绝缘电阻监测电路、系统及方法。

本发明通过以下的方案实现：一种直流系统绝缘电阻监测电路，包括：升压电路、监测电路和电压值采样电路；

所述升压电路，其包括第一升压器T1和第二升压器T2；

所述监测电路，其包括第一继电器触点S1、第二继电器触点S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

所述第一继电器触点S1一端与电池包装置的正极连接，另一端依次与第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第七电阻R7连接，并通过第二继电器触点S2与电池包装置的负极连接；所述第一继电器S1与第一电阻R1的连接点接第一二极管D1的负极，第二继电器S1与第七电阻R1的连接点接第二二极管D2的正极，第一二极管D1的正极与第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R5、第八电阻R8、第二二极管D2的负极依次连接；所述第四电阻R4和第六电阻R6的连接点接地，第三电阻R3与第五电阻R5的连接点接地；

所述电压值采样电路分别用于对第三电阻R3、第五电阻R5、第四电阻R4和第六电阻R6两端电压进行采集；

所述第一升压器T1的输入端接收PWM波，输出端并联在第二电阻R2的两端；

所述第二升压器T2的输入端接收PWM波，输出端并联在第八电阻R8的两端。