电动汽车高压电安全动态模拟测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试系统，具体地，涉及一种电动汽车高压电安全动态模拟测试系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车已成为全球发展的重点和热点。为满足大功率电驱动的需求，汽车高压电路通过的电流高达数百安培。高压电安全已成为电力驱动汽车应用中需要首先解决的技术关键，对车辆本身的安全、驾乘人员的安全以及车辆运行环境的安全，均有十分重要的影响。目前，虽已有高压电安全控制系统用于实时检测电动汽车高压电安全状态并实施安全控制，但对其功能的检测仅限于信号级别的功能验证，缺乏依电动汽车实际功率水平的真实运行条件下的动态模拟，不能确保高压电安全控制系统在车辆实际应用中的实际性能，也不能为研究电动汽车高压电安全故障对车辆相关系统的性能影响或在安全故障发生后相关系统的性能表现，不能帮助研究人员探明高压电安全故障的演变规律及其预测方法等，从而造成对高压电系统的滥用以及由此导致的高压电安全事故频发，使电动汽车存在的高压电安全隐患难于有效解决。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动汽车高压电安全动态模拟测试系统，其可动态模拟车辆真实运行条件下的真实故障并动态注入到电动汽车相应的高压电路中，具有依实际车辆实际运行条件的故障动态模拟注入、数据管理分析功能强大、可无损反复模拟测试并对车辆无损的特点。
[0004]根据本发明的一个方面，提供一种电动汽车高压电安全动态模拟测试系统，其特征在于，包括第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块、第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块、预充电动态模拟模块、第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块、短路动态模拟模块、电机故障动态模拟模块、剩余电量动态模拟模块、过载动态模拟模块、过压欠压动态模拟模块、交流电源品质动态模拟模块中的至少一个模块以及隔离采样调理模块、主控模块、数据采集与分析系统，其中，第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块、第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块和预充电动态模拟模块均串联在一个待测高压电路中，第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块都连接在待测高压电路与车身地之间，短路动态模拟模块连接在待测高压电路的需短路模拟的两接线点，电机故障动态模拟模块连接在一个电机控制器与一个电机之间，剩余电量动态模拟模块连接在直流高压电路的正、负母线之间后再通过其母线连接电子开关连接到直流高压电路中，过载动态模拟模块连接在一个直流高压电路的正负母线之间，过压欠压动态模拟模块与一个电动汽车用的动力电池系统相并联连接，交流电源品质动态模拟模块连接在所述电动汽车的充电器的交流输入端，隔离采样调理模块用于采集高压电路的电压、电流、对车身地的电压电气参数并调理后发送到数据采集与分析系统，主控模块与所述第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块、第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块、预充电动态模拟模块、第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块、短路动态模拟模块、电机故障动态模拟模块、剩余电量动态模拟模块、过载动态模拟模块、过压欠压动态模拟模块、交流电源品质动态模拟模块、隔离采样调理模块、数据采集与分析系统、数据采集与分析系统以及测试时所用的一个电子负载和一个测功机相连接，且用于协调第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块、第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块、预充电动态模拟模块、第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块、短路动态模拟模块、电机故障动态模拟模块、剩余电量动态模拟模块、过载动态模拟模块、过压欠压动态模拟模块、交流电源品质动态模拟模块、隔离采样调理模块、数据采集与分析系统、电子负载和测功机间的运行以及系统控制电源管理、热-电安全保护管理、高压电路电气参数监测，实现电动汽车高压电安全故障的动态模拟和动态注入到电动汽车的高压电路中。
[0005]优选地，所述数据采集与分析系统将动态模拟的指令通过CAN总线发送给所述主控模块，由主控模块协调各第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块、第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块、预充电动态模拟模块、第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块、短路动态模拟模块、电机故障动态模拟模块、剩余电量动态模拟模块、过载动态模拟模块、过压欠压动态模拟模块、交流电源品质动态模拟模块、隔离采样调理模块、数据采集与分析系统、系统安全保护模块、电源模块间的动作。
[0006]优选地，所述第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块都包括断路模拟双向电子功率开关与断路模拟继电器，所述断路模拟双向电子功率开关与断路模拟继电器为并联连接，第一断路动态模拟模块、第二断路动态模拟模块都还设有一断路动态模拟控制卡用于通过CAN总线接收所述主控模块的指令控制所述断路模拟双向电子功率开关与断路模拟继电器实现高压电路断路的动态模拟和动态注入。
[0007]优选地，所述第一连接电阻动态模拟模块、第二连接电阻动态模拟模块都包括连接电阻模拟双向电子功率开关、功率电阻和连接电阻动态模拟控制卡，所述连接电阻模拟双向电子功率开关与功率电阻为并联连接，所述连接电阻动态模拟控制卡与所述主控模块相CAN总线连接，接收所述主控模块的需模拟的连接电阻的指令值，连接电阻动态模拟控制卡通过PffM信号控制连接电阻模拟双向电子功率开关来动态调节所述连接电阻模拟双向电子功率开关与功率电阻的并联等效电阻，从而实现对不超过功率电阻的电阻值的连接电阻的动态调节模拟和动态注入。
[0008]优选地，所述预充电动态模拟模块包括一个预充电电阻旁路继电器和一个适当结构的电阻值动态可调的电阻器;预充电动态模拟模块还设有一预充电动态模拟控制卡用于通过CAN总线接收所述主控模块的指令控制所述预充电模拟继电器或所述变阻器的电机来实现对预充电电阻值的动态调节模拟和动态注入。
[0009]优选地，所述第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块都包括一个由多个绝缘模拟继电器和多个电阻采用适当结构的可调电阻矩阵;通过控制其中的部分绝缘模拟继电器接通而另一部分绝缘模拟继电器断开来实现不同的绝缘电阻的动态模拟调节，控制所有绝缘模拟继电器断开来模拟高压电路正常运行工况;第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块都还设有一个绝缘短路继电器来模拟高压电路对车身地直接短接的故障；第一绝缘动态模拟模块、第二绝缘动态模拟模块还设有一绝缘电阻动态模拟控制卡用于通过CAN总线接收所述主控模块的指令控制所述绝缘模拟继电器、绝缘短路继电器来实现对绝缘电阻电阻值的动态调节模拟和动态注入。
[0010]优选地，所述短路动态模拟模块包括短路模拟双向功率电子开关、短路模拟电流传感器、短时间精确控制器、短路电阻、短路电阻调节器，短时间精确控制器通过CAN总线接收到来自所述主控模块的指令后，首先通过短路电阻调节器来调节短路电阻以设置最大短路电流、再控制短路模拟双向功率电子开关接通、同时开始精确计时，当计时结束或所述短路模拟电流传感器反馈电流超过预设值时自动控制所述短路模拟双向功率电子开关断开，实现对高压电路短路的动态模拟和动态注入;通过控制短路模拟双向功率电子开关断开，模拟高压电路正常运行的工况；当用于对交流电机三相线进行短路动态模拟时还包括合闸角控制器和相电压过零检测电路，所述相电压过零检测电路检测相电压正过零时刻，所述合闸角控制器用于计算相对于某相电压正过零时刻的电压相位角并判断是否已经达到该电压相位角，并在上述短路动态模拟和动态注入的过程中，控制所述短路模拟双向功率电子开关接通的时刻为所述短时间精确控制器通过所述相电压过零检测电路检测相电压过零时刻与合闸角控制器判断已达相对于某相电压正过零时刻的电压相位角时。
[0011]优选地，所述电机故障动态模拟模块包括按电机故障模拟要求而调整参