[发明专利]接地故障检测装置

说明书

一种接地故障检测装置，包括：检测电容器、正极和负极侧的末端电阻器、正极和负极侧的旁路电阻器、旁路双继电器、正极和负极侧的双继电器以及控制单元，该控制单元被配置为比较第一完全充电电压与第二完全充电电压，第一完全充电电压是在正电极侧双继电器处于第一状态、负电极侧双继电器处于第二状态并且旁路双继电器处于第一状态的情况下得到的，并且第二完全充电电压是在正电极侧双继电器处于第二状态、负电极侧双继电器处于第一状态并且旁路双继电器处于第一状态的情况下得到的，并且，当第二完全充电电压较小并且当小的程度很大时，判定负电极侧绝缘电阻降低。

技术领域

本发明涉及一种使用飞跨电容的接地故障检测装置。

背景技术

在诸如包括发动机和电动机作为驱动源的混合动力车辆和电动车辆这样的车辆中，对安装于车身的电池充电，并且利用从电池供给的电能产生驱动力。通常地，与电池相关的电源电路被配置为使用高达200V以上的高电压的高压电路，并且为了确保安全，包括电池的高压电路是非接地配置，其中高压电路与用作地的基准电位点的车身电绝缘。

在安装有未接地高压电池的车辆中，设置了接地故障检测装置以监控车身与设置有高压电池的系统，具体地，从高压电池到电机的主电源系统之间的绝缘(接地故障)状态。作为接地故障检测装置，广泛地使用了一种使用称为飞跨电容的电容器的类型。

图11图示出传统的飞跨电容型接地故障检测装置的电路实例。如图11所示，接地故障检测装置400连接于未接地的高压电池300，以检测设置有高压电池300的系统的接地故障。在该装置中，将高压电池300的正电极侧与地之间的绝缘电阻称为RLp，并且将负电极侧与地之间的绝缘电阻称为RLn。

如图11所示，接地故障检测装置400包括作为飞跨电容操作的检测电容器C1。接地故障检测装置400在检测电容器C1的周围还包括四个开关S1至S4，以切换测量路径和控制检测电容器C1的充电/放电。接地故障检测装置400还包括被配置为对与检测电容器C1的充电电压对应的测量用电压进行采样的开关Ss。

为了计算绝缘电阻RLp和RLn，接地故障检测装置400以包括V0测量周期→Vc1n测量周期→V0测量周期→Vc1p测量周期的一个周期重复测量操作。在任意测量周期中，以要测量的电压对检测电容器C1充电，然后测量检测电容器C1的充电电压。然后将检测电容器C1放电，用于随后的测量。

在V0测量周期中，测量与高压电池300的电压对应的电压。从而，接通开关S1和S2，断开开关S3和S4，并且对检测电容器C1充电。即，高压电池300、电阻器R1、检测电容器C1与电阻器R2构成测量路径。

在测量检测电容器C1的充电电压时，断开开关S1和S2，接通开关S3和S4，接通开关Ss，并且在控制单元420中进行采样。其后，将检测电容器C1放电，用于随后的测量。在其它测量周期中，测量检测电容器C1的充电电压时的操作与检测电容器C1的放电时的操作是相似的。

在Vc1n测量周期中，测量反映绝缘电阻RLn的影响的电压。从而，接通开关S1和S4，断开开关S2和S3，并且对检测电容器C1充电。即，高压电池300、电阻器R1、检测电容器C1、电阻器R4、地和绝缘电阻器RLn构成测量路径。

在Vc1p测量周期中，测量反映绝缘电阻RLp的影响的电压。从而，接通开关S2和S3，断开开关S1和S4，并且对检测电容器C1充电。即，高压电池300、绝缘电阻器RLp、地、电阻器R5、检测电容器C1与电阻器R2构成测量路径。

已知能够基于从这些测量周期中得到的V0、Vc1n和Vc1p计算的(Vc1p+Vc1n)/V0导出(RLp×RLn)/(RLp+RLn)。从而，接地故障检测装置400的控制单元420能够通过测量V0、Vc1n和Vc1p计算绝缘电阻RLp和RLn的合成电阻。如果绝缘电阻RLp和RLn的合成电阻等于或小于预定的判定基准，则控制单元420判定发生接地故障，并且输出警报。