[发明专利]一种新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统和方法

权利要求书

1.一种新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：包括电桥桥臂电阻回路、主控制器、正极信号采集电路、负极信号采集电路、开关驱动电路和电源模块；所述电桥桥臂电阻回路包括高压直流母线浮地系统直流电源、第一开关管以及第一～第八电阻，高压直流母线浮地系统直流电源的正极依次串联第一、第二、第三、第四电阻构成正极电桥桥臂，高压直流母线浮地系统直流电源的负极依次串联第八、第七、第六、第五电阻构成负极电桥桥臂，第四电阻与第五电阻串联且其串联接点连接系统大地，第一开关管的发射极连接第五电阻与第六电阻的串联接点，第一开关管的集电极连接第七电阻与第八电阻的串联接点，第三电阻与第四电阻构成正极桥臂采集电阻，其采集电压为Up，第五电阻与第六电阻构成负极桥臂采集电阻，其采集电压为Un；所述开关驱动电路的输入端连接主控制器，开关驱动电路的输出端连接第一开关管的栅极，正极信号采集电路的输入端采集Up，负极信号采集电路的输入端采集Un，电源模块的输出端连接主控制器的供电端；主控制器通过开关驱动电路向第一开关管发送驱动信号，从而控制第一开关管的通断状态，正极信号采集电路和负极信号采集电路分别采集不同开关管状态下的Up和Un并传送给主控制器，主控制器根据接收到的电压数据得到绝缘监测结果。

2.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：该系统还包括通讯模块，所述通讯模块连接主控制器，主控制器通过该通讯模块与监控中心进行数据交互。

3.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：所述通讯模块包括RS485芯片。

4.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：所述正极信号采集电路与负极信号采集电路的结构相同，包括运算放大器、第一～第四电容以及第九～第十一电阻，所述运算放大器采用LM158芯片，LM158芯片的1引脚与2引脚连接，LM158芯片的3引脚接地，LM158芯片的4引脚经第一电容接地，LM158芯片的5引脚经依次串联第十电阻和第十一电阻后作为整个信号采集电路的输入端，第十电阻与第十一电阻的串联接点经第三电容接地，LM158芯片的6引脚与7引脚连接，第九电阻的一端连接LM158芯片的6引脚，第九电阻的另一端经第四电容接地并作为整个信号采集电路的输出端。

5.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：开关驱动电路包括隔离光耦模块。

6.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：所述电源模块采用DC-DC隔离方式。

7.根据权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，其特征在于：所述主控制器采用以STM8S103单片机为核心的最小系统电路，并包含外置存储器。

8.基于权利要求1所述新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统的绝缘监测方法，其特征在于：通过主控制器向第一开关管发送驱动信号，当第一开关管导通，第一、第二、第三、第四电阻构成正极电桥桥臂，正极电桥桥臂的等效电阻R_c＝R₁+R₂+R₃+R₄，第五电阻和第八电阻构成负极电桥桥臂，负极电桥桥臂的等效电阻R_a＝R₅+R₈，此时Un＝Un1，Up＝Up1；当第一开关管断开，第一、第二、第三、第四电阻构成正极电桥桥臂，正极电桥桥臂的等效电阻R_c＝R₁+R₂+R₃+R₄，第五、第六、第七、第八电阻构成负极电桥桥臂，负极电桥桥臂的等效电阻R_b＝R₅+R₆+R₇+R₈，此时Un＝Un2，Up＝Up2；

上述R₁～R₈为第一～第八电阻的阻值，需满足如下数学关系：

则高压直流母线浮地系统直流电源正极对地绝缘电阻R_p的计算方法如下：

高压直流母线浮地系统直流电源正极对地绝缘电阻R_n的计算方法如下：

上式中，且k≠m。