电动汽车高压电安全动态模拟测试系统的制作方法_3

文档序号:9809126阅读:来源:国知局
析系统14、系统安全保护模块15、电源模块
17、电子负载22和测功机23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等,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。
[0027]所述数据采集与分析系统14将动态模拟的指令通过CAN总线发送给所述主控模块13,由主控模块13协调各第一断路动态模拟模块101、第二断路动态模拟模块102、第一连接电阻动态模拟模块201、第二连接电阻动态模拟模块202、预充电动态模拟模块3、第一绝缘动态模拟模块401、第二绝缘动态模拟模块402、短路动态模拟模块5、电机故障动态模拟模块6、剩余电量动态模拟模块7、过载动态模拟模块8、过压欠压动态模拟模块9、交流电源品质动态模拟模块U、隔离采样调理模块12、数据采集与分析系统14、系统安全保护模块15、电源模块17间的动作。
[0028]所述第一断路动态模拟模块101、第二断路动态模拟模块102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,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13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。在模拟断路故障时,首先控制所述断路模拟双向电子功率开关接通,再控制所述断路模拟继电器断开,最后在控制所述断路模拟双向电子功率开关断开,从而避免对所述断路模拟继电器的损伤。在实现高压电路正常运行工况时,首先控制断路模拟双向电子功率开关接通,然后控制断路模拟继电器接通,从而避免对所述断路模拟继电器的损伤。所述断路模拟双向电子功率开关可以为两个均集成有FWD 二极管的电子功率管按共集电极或共发射极的反向串联电路。
[0029]所述第一连接电阻动态模拟模块201、第二连接电阻动态模拟模块202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13相CAN总线连接,接收所述主控模块13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。所述连接电阻模拟双向电子功率开关可以为两个均集成有FWD 二极管的电子功率管按共集电极或共发射极的反向串联电路。还设有一个连接电阻旁路继电器,用于高压电路模拟正常连接的情况。
[0030]所述预充电动态模拟模块3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,如,所述电阻值动态可调电阻器为多个由预充电模拟继电器和电阻的串联支路构成的并联电路或由电机驱动的变阻器;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13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。其中,预充电模拟继电器为继电器或电子开关,预充电模拟继电器和电阻的串联支路的个数由拟模拟的预充电电阻的电阻值范围和分辨率来确定。
[0031]所第一绝缘动态模拟模块401、第二绝缘动态模拟模块402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,如,所述各电阻为串联连接,所述各绝缘模拟继电器分别与其中的一个电阻并联连接,所述绝缘模拟继电器为光电继电器,各电阻按最小值为I Ω、公比为2 Ω的等比级数来设置,所述绝缘模拟继电器和电阻的个数为按2nl = Rmax+l的nl取整后的自然数来设置(Rmax为拟模拟的绝缘电阻的最大量程值);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401、第二绝缘动态模拟模块402都还设有一个绝缘短路继电器来模拟高压电路对车身地18直接短接的故障;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13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。
[0032]所述短路动态模拟模块5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13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。所述短路模拟双向功率电子开关由多个IGBT功率管支路或IPM模块支路并联构成,每个所述IGBT功率管支路或IPM模块支路分别由两个均集成有FWD 二极管的IGBT功率管或IPM模块按共集电极或共发射极的反向串联并附加上均流电阻的电路;所述短路模拟电流传感器可以采用分流器或霍尔电流传感器;所述短时间精确控制器至少包括一个主处理器和协处理器,该协处理器专门用于对所述短路模拟双向功率电子开关的指令控制和短路时间的精确控制,合闸角控制器功能亦可设置在该协处理器中;所述短时间精确控制器对所述短路模拟双向功率电子开关中的各IGBT功率管或IPM模块采用同步指令控制的方式,以避免各IGBT功率管或IPM模块工作不同步带来的不均流问题。
[0033]所述电机故障动态模拟模块6包括按电机故障模拟要求而调整参数调整后的三个所述第一断路动态模拟模块101、三个所述第一连接电阻动态模拟模块201、三个所述第一绝缘动态模拟模块401、三个所述短路动态模拟模块5,三个所述第一断路动态模拟模块101、三个第一连接电阻动态模拟模块201均分别串联在电机20的U相、V相和W相的线路中,三个所述第一绝缘动态模拟模块401分别连接在电机的U相、V相和W相的线路和车身地18之间,三个所述短路动态模拟模块5分别连接在电机的U相与V相的线路之间、U相与W相的线路之间和V相与W相的线路之间,从而实现对电机三相的任意相断路、任意相间电阻不平衡、任意相绝缘不良、任意相间短路等的动态模拟与动态注入。
[0034]所述剩余电量动态模拟模块7包括多个电容支路和多个电阻支路,各所述电容支路均为电容支路电子开关与电容的串联电路,各所述电阻支路为电阻支路电子开关与电阻的串联,各所述电容支路并联后连接在其正母线接线点、负母线接线点之间,各所述电阻支路并联后也连接在其正母线接线点、负母线接线点之间,正母线接线点连接到高电路的正母线、负母线接线点连接到高电路的负母线,高压电路经正母线节点或负母线节点后再通过其母线连接电子开关连接到电机侧的直流高压电路中,所述电容支路电子开关、电阻支路电子开关和母线连接电子开关均为继电器;还设有一剩余电量动态模拟控制卡用于通过CAN总线接收所述主控模块13的指令控制所述电容支路电子开关、电阻支路电子开关和母线连接电子开关,通过使不同的电容并联来实现对剩余电量的动态调节模拟和动态注入,通过使不同的电阻并联来实现对剩余电量释放故障的动态模拟和动态注入。
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