[发明专利]一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，本发明对电动汽车驱动电机中的绕组绝缘材料老化进行了定量的分析和建模，建立局部放电电荷量与老化寿命之间的数量关系，对于绝缘材料进行老化模型的建立，从而对未知老化程度的绝缘材料进行寿命预测和分析。本发明方法具有全面、精度高、高效等优点，可应用于工程测量和绝缘材料老化领域，为电动汽车可靠运行提供了可靠的实验基础。该方法能够准确、高效的预测电动汽车驱动电机定子绕组绝缘材料的老化寿命，为电动汽车驱动电机的可靠运行提供一种理论计算方法。

技术领域

本发明属于绝缘材料老化寿命评估技术领域，具体涉及一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法。

背景技术

如今，能源危机和环境污染已经成为人类亟需解决的重大课题，以内燃机驱动的汽车因为在正常工作过程中不仅需要消耗不可再生能源作为动力来源，还会产生大量的二氧化碳和氮氧化合物废气，从而导致环境问题进一步加剧。与传统汽车相比，电动汽车以电能作为驱动来源，并且具有零排放的特点，有潜力成为缓解全球气候变暖以及各类环境问题的有效方式，车辆电气化这一革命性的技术创新推动了汽车产业格局的重大变化。电动汽车的驱动电机是其核心部件，其使用寿命的长短主要取决于绝缘系统的寿命，而驱动电机定子绕组绝缘是电动汽车内的主要绝缘，其主要是由聚酰亚胺薄膜、浸渍树脂薄膜等绝缘材料构成。在电动汽车正常工作的过程中，驱动电机定子绕组承受着主要的电压应力，而局部放电是破坏驱动电机定子绕组绝缘的主要因素，定子绕组绝缘材料主要在电应力下进行老化和劣解，从而导致最终电动汽车驱动系统的绝缘失效和驱动电机运行故障。因此，对于驱动电机定子绕组绝缘材料的绝缘老化寿命评估和预测显得尤为关键，正确的评估绝缘材料的寿命和老化对于电动汽车的安全运行具有重要意义。

目前，根据电老化的而得出统计规律能够反映绝缘材料的老化规律，但是无法全面的反映绝缘材料老化的微观机理，同时也无法反映绝缘材料于老化之间的物理、化学联系和作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，该方法能够准确、高效的预测电动汽车驱动电机定子绕组绝缘材料的老化寿命，为电动汽车驱动电机的可靠运行提供一种理论计算方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，具体操作步骤如下：

步骤1：使用局部放电数字采集系统获取绝缘材料一定时间内的局部放电信号；

步骤2：使用局部放电分析系统进行局部放电信号的电荷量的计算；

步骤3：推导局部放电电荷量与老化时间之间的函数关系；

步骤4：使用所测局部放电的电荷量进行曲线拟合，求出局部放电电荷量与老化时间函数关系的未知参数；

步骤5：测量未知老化程度的绝缘材料局部放电电荷量，代入至已知参数的函数关系内进行求解，计算未知老化程度绝缘材料在固定时间内放电量所对应的老化时间；

步骤6：记录对应材料的老化时间并进行存储，多次循环上述四步，从而得出不同组绝缘材料的老化时间进行分析和比较。

本发明的特点还在于，

步骤2具体如下：

当绝缘材料上施加的电压超过局部放电起始电压时，局部放电就会在材料表面和内部发生，通过合理近似计算，则局部放电量可通过下式计算：

式中，Q为时段内的总放电量，M_max为单个脉冲波形的最大幅值，M_min为单个脉冲波形的最小幅值，D_pd为单次实验的总放电时间。

步骤3具体如下：