[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

说明书

本发明公开了一种新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统和方法，所述系统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。本发明在不平衡电桥测量方法的基础上，仅引入一路切换开关器件，简化测量电路在监测期间的驱动控制方式，同时有效降低开关器件所造成的的成本，并保证不平衡电桥方法的有效实施。

技术领域

本发明属于新能源汽车充电技术领域，特别涉及了一种绝缘监测方法。

背景技术

随着电动汽车的大规模使用，新能源汽车充电设备尤其直流充电设备，由于充电速度快等特点，被大量应用。随着国家标准的实施，对于在新能源汽车在充电过程当中人员触电防护提出要求，为了保证新能源汽车的充电安全以及人员的人身安全，对于新能源汽车充电设备高压直流母线浮地系统的绝缘安全性能有着严格的要求。

传统绝缘监测方法在不平衡电桥正极负极桥臂同时接入开关器件，导致测量电路在监测期间需要同时驱动控制两路开关器件，其控制方式比较复杂，而且两路开关器件的成本也相对较高。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统和方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种新能源汽车直流充电设备绝缘监测系统，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。

进一步地，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。

进一步地，所述通讯模块包括RS485芯片。

进一步地，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。

进一步地，开关驱动电路包括隔离光耦模块。

进一步地，所述电源模块采用DC-DC隔离方式。

进一步地，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。