用于检测绝缘缺陷的装置制造方法

用于检测绝缘缺陷的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于检测连续电压电源中的绝缘缺陷的装置，所述装置包括：第一输入端子和第二输入端子(47、48)；串联连接在所述第一输入端子和所述第二输入端子之间的第一阻抗器和第二阻抗器(41、42)；和电流检测电路(45)，其连接在电接地和所述第一阻抗器与第二阻抗器之间的中间点(49)之间。所述电流检测电路(45)包含微控制器(453)，所述微控制器包括用于接收与所述绝缘缺陷电流成比例的电压的输入端子，所述输入端子经由第三阻抗器(456)连接到电力供应器，所述电力供应器的电压电平具是所述直流电压电源的电压电平的十分之一或更低，所述输入端子还经由第四阻抗器(457)连接到所述电接地(93)，其中所述微控制器(453)被配置成确定绝缘缺陷的幅度。
【专利说明】用于检测绝缘缺陷的装置
[0001]本发明涉及直流(DC)电压电力供应器或网络相对于地面的绝缘。
[0002]大功率直流电压电力系统经历了显著的发展。事实上，许多运输系统都包含直流 电压供应器。
[0003]具体地，混合式燃烧/电动或电动车辆包含大功率电池组。为了获得适当的电压 电平，串联地放置若干电化学蓄电池。为了获得大功率和大容量，串联地放置若干组蓄电 池。级数(蓄电池的组数)和每一级中并联的蓄电池的数目根据所希望的电池组的电压、电 流和容量而变化。若干蓄电池的联用被称作一组蓄电池。这些车辆所使用的电化学蓄电池 通常为锂离子型的，这是因为锂离子蓄电池以有限的重量和体积储存大量能量的能力。磷 酸铁锂离子LiFePO4类型的电池技术由于固有的高安全等级而得到了显著发展，但缺点为 稍微受限制的能量储存密度。
[0004]这些电池组用于借助逆变器来推进交流(AC)电动机。这些电机所需的电压电平达 到数百伏特，通常约为400伏特。这些电池组还具有高容量，以便有利于电动模式下车辆的 续航。特定于机动车应用的一些技术原因导致在车辆的机械主体(由车辆的金属底盘和金 属车架形成，且因此用户可进入)和电池电势之间使用绝缘。主要原因为，不可能在驾驶中 第一绝缘缺陷发生时立即断开牵引用电池组。例如以下情形，在其中在电池组的一个极上 出现绝缘缺陷时，另一个极已连接到机械结构。这会显现为短路和保险丝的立即熔断。这将 具有使车辆危险的后果。考虑到牵引动力的消失或再生式制动，因此必须使电池绝缘，并出 于个人安全的原因用绝缘监测仪来检查这种绝缘。事实上，如果在发生第一缺陷时用户无 风险，那么适宜的方法是在出现具有断开牵引电池的效果的第二缺陷之前警示所述用户此 第一缺陷，因为这会导致电池组的正极端子和负极端子之间的短路。另外，在发生此第二缺 陷时，电池组的电压将直接连接到车辆的机械主体,并且因此用户将可能和机械主体接触。 考虑到这种能量源对用户的潜在风险，必须尤其小心地注意电池和机械主体之间的绝缘以 及所述绝缘的监测。车辆的任何导电部分必须相对于主体绝缘。通过使用绝缘材料来实现 这种绝缘。绝缘可能随着时间而退化(由于振动、机械撞击、灰尘等)，并且因此将机械主体 置于危险的可能性中。
[0005]另外，可能使用并未和电力网络电绝缘的充电器。按照规范车辆的机械主体在再 充电期间是接地的，而且常规使用的中性点机制(EE机制)在驻停时将中性点接地，这相当 于在再充电期间将车辆的机械主体连接到电池组的一个电势。因此，和仅施加电池的整个 电压的一半且首要是监测所述电压的标称情形相比，在这些再充电期间横跨绝缘端子施加 此电池的整个电压。此绝缘可能不能处理整个电压，从而形成立即导致短路的第二缺陷。
[0006]根据现有技术的电动车辆通常具有意图用于三相电动机的电力供应的电池组。所 述电池组包括电化学蓄电池。备有保险丝的保护装置连接到电池组的端子。绝缘监测装置 也连接到所述电池组的端子，并连接到车辆的机械主体。所述绝缘监测装置连接到计算机， 以便将检测到的绝缘缺陷发信号给所述计算机。此计算机由车载网络电池组供电。所述电 池组的端子借助截止系统将电压+Vbat和-Vbat施加到逆变器的直流输入端。所述截止 系统包括由所述计算机控制的电力接触器。所述电动机连接到所述逆变器的交流输出端。根据现有技木，已知各种类型的绝缘监測。
[0007]文档FR2671190具体地描述用于监测直流电压电力网络的绝缘的装置。此文档描述以低频率(在4Hz和IOHz之间)注入交流分量(约30V)的电阻电桥。检测电路测量通过绝缘阻抗器和测量电阻器直到接地的电流。这种电路设计涉及对电阻电桥的电阻器的额定值的折衷。
[0008]电阻电桥会引起保持较明显的电カ消耗，以便保留适当的測量精确度。例如考虑到电动车辆续航降低的因素，这种电流消耗可能变得与车载系统中的应用不相客。另外，具体考虑到使用额定为高直流电压的低频率发电机，这种装置是相对昂贵的。此外，检测电路只允许检测端子之一和接地之间的绝缘缺陷，而不允许检测另ー个端子和接地之间的绝缘缺陷。另外，这种监测装置易发生误报(false positive)错误，因为在交流电流通过逆变器中存在的共模电容器时所述监测装置会检测到绝缘缺陷。
[0009]在电动车辆I中通常实施的另ー种解决方案中，绝缘监测装置包括电阻分压器。在分压器的中点和机械主体之间连接有微控制器。分压器在所述中点的任一侧上的电阻器是相同的。因此，当不存在绝缘缺陷时，微控制器的输入端上的电压为零，并且不发信号通知绝缘缺陷。当在电池的ー个端子和机械主体之间出现绝缘缺陷时，分压器的中点电势就会偏移。然后会在微控制器的输入端上出现电压，因此产生绝缘缺陷信号。
[0010]在所述中点和微控制器的输入端之间连接有处理电路。此处理电路特别包括測量电阻器，其连接于基于所述车辆的车载网络电池而产生的电势-Vcc之间。在逆变器模式下的第一运算放大器具有双电カ供应，其中ー个电势为-Vcc且ー个电势为+Vcc。此第一放大器的非逆变输入端连接到-Vcc。此第一放大器的逆变输入端借助第二电阻器和加法电路连接到所述中点，其中所述加法电路将逆变输入端的电势增加Vcc/2的量。在逆变器模式下的第二运算放大器具有双电カ供应，其中ー个电势为-Vcc且ー个电势为+Vcc。此第二放大器的非逆变输入端连接到-Vcc。此第二放大器的逆变输入端借助第三电阻器连接到第一运算放大器的输出端。所述第二运算放大器的输出端连接到所述微控制器的输入端。
[0011]这种解决方案证实为相对昂贵的，且需要大量硬件元件。另外，为了确保对电池的各种电荷水平都具有足够的检测能力，分压器中存在的电阻器必须具有相对受限的值，约为50kQ。于是，这些电阻器会引起相对明显的直流电カ消耗，这不利于电池所提供的续航。所述处理电路还引起不可忽视的电カ消耗。其还需要同时为负和为正的电カ供应，因此增加了成本和复杂性。另外，只针对此功能使用必要的负电カ供应。而且，希望能够同时地确保保护用户免受接触电流以及绝缘缺陷量化的足够精确度。
[0012]本发明的目的是解决这些缺点中的ー个或多个。因此，本发明涉及电カ供应装置，所述电カ供应装置包括:
[0013]-易于引起触电的直流电压电源，在其端子之间施加标称电压Vm；
[0014]-用于检测所述直流电压电源的绝缘缺陷的装置，其包括:
[0015]-连接到所述电压电源的端子的第一输入端子和第二输入端子；
[0016]-在所述第一输入端子和第二输入端子之间串联连接的第一阻抗器和第二阻抗器，所述第一阻抗器和第二阻抗器各自具有在Zmin和Zmax之间的阻抗值Z，其中Zmin=Vm/Imax且Zmax=L 5*Vm/Imax, Imax为标准安全阈值所定义的最大绝缘缺陷电流；
[0017]-电流检测电路，其连接在电接地和所述第一阻抗器与第二阻抗器之间的中间点之间。
[0018]所述电流检测电路包括:微控制器，其包括接收与源自所述中间点的绝缘缺陷电 流成比例的电压的输入端子，所述输入端子借助第三阻抗器连接到具有电压电平Vcc的电 力供应器，其中所述电压电平Vcc是所述直流电压电源的电压电平的十分之一或更低，而 且所述输入端子借助第四阻抗器连接到所述电接地，所述微控制器被配置成根据施加到其 输入端子的电压来确定绝缘缺陷的幅度，所述第三阻抗器和第四阻抗器各自具有在Ztmin 和 Ztmax 之间的阻抗值 Zt,其中 Ztmin=Z*Vcc/ 且 Ztmax=Z*Vcc/2Vm。
[0019]根据一种变型，所述第一阻抗器和第二阻抗器被额定成使得当电池的一个端子短 路到电接地时小于3.5mA的最大电流穿过所述第一阻抗器和第二阻抗器。
[0020]根据另一变型，所述装置包括:
[0021]-第三断路器，其与所述第一阻抗器串联连接在所述第一输入端子和所述中间点 之间；
[0022]-第四断路器，其与所述第二阻抗器串联连接在所述第二输入端子和所述中间点 之间；
[0023]-控制电路，其被配置成同时地保持所述第三断路器和第四断路器中的一个断开 而所述第三断路器和第四断路器中的另一个接通。
[0024]根据另一变型，所述装置包括与所述第三阻抗器并联连接的第一二极管，以及与 所述第四阻抗器并联连接的第二二极管。
[0025]根据再一变型，所述第三阻抗器和第四阻抗器是基本相同的电阻器。
[0026]根据一种变型，所述装置包括:
[0027]-第五阻抗器，其与所述第三阻抗器并联连接且具有低于所述第三阻抗器的阻抗 值；
[0028]-第六阻抗器，其与所述第四阻抗器并联连接且具有低于所述第四阻抗器的阻抗 值；
[0029]-第一断路器，其与所述第五阻抗器串联连接；
[0030]-第二断路器，其与所述第六阻抗器串联连接。
[0031]根据一种变型，所述装置包括:控制电路，其被配置成瞬间地且同时地接通所述第 一断路器和第二断路器。
[0032]根据另一变型，所述控制电路被配置成确定绝缘缺陷的幅度超过阈值，且被配置 成当确定越过所述阈值时瞬间地接通所述第一断路器和第二断路器。
[0033]根据另一变型，所述微控制器产生与所述中间点的电压成比例的信号，且将所产 生的所述信号提供给所述控制电路。
[0034]根据另一变型，所述电力供应器的电压电平小于25V。
[0035]根据再一变型，所述第一阻抗器和第二阻抗器具有大于或等于IOOkQ的阻抗值。
[0036]根据另一变型，所述第一阻抗器和第二阻抗器是基本相同的电阻器。
[0037]机动化系统，包括:
[0038]-如上文中所描述的电力供应装置，其中所述直流电压电源为电池组；
[0039]-逆变器，其具有直流接口和交流接口，所述电池组的端子连接到所述直流接口；
[0040]-电动机，其连接到所述逆变器的所述交流接口。[0041]根据ー种变型，横跨所述电池的端子的电压大于100V。
[0042]根据本发明在下文中给出的描述，借助完全非限制性的指示并參考附图，将清楚地显现本发明的其他特性和优点，在图中:
[0043]-图1为具有由电池供电的电动机的示例性车辆的示意图；
[0044]-图2为绝缘缺陷检测装置的示意图；
[0045]-图3和图4示出了在两个监测阶段期间绝缘缺陷检测装置的配置；
[0046]-图5为用于量化第一实施例的泄漏电流的电路的示意图；
[0047]-图6为第二实施例的泄漏电流量化电路的示意图。
[0048]本发明提出ー种包含直流电压电源的电カ供应装置，所述直流电压电源易于引起触电且在其端子之间施加标称电压Vm。绝缘缺陷检测装置包括:连接到所述电压电源的各端子的第一输入端子和第二输入端子。第一阻抗器和第二阻抗器串联连接在所述输入端子之间。电流检测电路连接在电接地和所述第一阻抗器与第二阻抗器之间的中间点之间。此第一阻抗器和第二阻抗器各自具有在Zmin和Zmax之间的阻抗值Z,其中Zmin=Vm/Imax且Zmax=L 5*Vm/Imax, Imax为标准安全阈值所定义的最大绝缘缺陷电流。所述电流检测电路包括微控制器，其输入端子接收与源自所述中间点的绝缘缺陷电流成比例的电压Vcc。所述输入端子连接到两个阻抗器的中间点，所述两个阻抗器将其分别连接到接地和电カ供应器。这两个阻抗器各自具有在Ztmin和Ztmax之间的阻抗值Zt,其中Ztmin=Z*Vcc/ (4*Vm)且Ztmax=Z*VCC/2Vm。所述电カ供应器的电平比所述直流电压电源的电压电平至少低十倍。
[0049]本发明使得可能用最少的硬件元件、用有限成本的硬件元件以及用测量电路的单一电カ供应器来实现泄漏电流测量。而且，本发明还使得可能确保保护人免受接触电流，同时受益于绝缘缺陷电流的精确量化。
[0050]图1示出了实施本发明的实施例的示例性车辆I。所述车辆I是电动车辆，其以本身已知的方式包括电池组2，所述电池组2包括串联连接的电化学蓄电池21。电池组2包括串联连接的大量蓄电池21，通常在40个蓄电池和150个蓄电池之间，这取决于所需要的电压和所使用的蓄电池类型。横跨充电了的电池组2的端子的电压通常约为400V。电池组2将电压+Vbat施加到第一端子，且将电压-Vbat施加到第二端子。蓄电池21借助电カ连接而串联连接。电池组2的端子连接到逆变器6的直流接ロ。电动机7连接到逆变器6的交流接ロ。
[0051]借助保护电路3且借助电カ耦合电路5来实现电池组2的端子与逆变器6的直流接ロ之间的连接。保护电路3可以本身已知的方式包括被配置成在短路期间断开所述连接的保险丝。电カ耦合电路5包括断路器51和52，使得可能选择性地将电池组2的端子连接到逆变器6的直流接ロ /将电池组2的端子从逆变器6的直流接ロ断开。断路器51和52的断开/接通由控制电路8控制，所述控制电路8通常为用于管理电池组2的操作的计算机。控制电路8通常借助电池组91来供电，所述电池组91用于供应车辆I的车载网络，具有比电池组2的电压电平更低得多的电压电平。控制电路8通常连接到机械主体93，其包含车辆I的金属底盘和车架92。
[0052]用于检测绝缘缺陷4的装置连接到电池组2的端子和机械主体93。在图2中示意性地详述这种检测装置4的一个实施例。检测装置4包括输入端子47和48，其中分别借助电カ连接95和96将电压+Vbat和-Vbat施加到所述输入端子47和48。检测装置4包括第一阻抗器41和第二阻抗器42 (在此实例中为电阻器)，所述第一阻抗器41和第二阻抗器 42串联连接。在第一端子47和第二端子48之间阻抗器41和42通过中间点49连接，且优 选地为具有基本相同的值。第一断路器43和第一阻抗器41串联连接在端子47与中间点 49之间。第二断路器44和第二阻抗器42串联连接在第二端子48与中间点49之间。在此 实例中，断路器43和44为MOSFET (金属氧化物半导体场效应)晶体管。当然，可使用其他 类型的受控断路器。控制电路8控制断路器43和44的相应断开/接通。此外，检测装置 4包括与机械主体93的连接。检测装置4包括绝缘缺陷电流检测电路45，其连接在中间点 49和机械主体93之间。所述检测电路45被如下配置:当接通与第一阻抗器或第二阻抗器 中的一个串联的断路器时，所述检测电路45接收通过所述第一阻抗器或第二阻抗器的可 能绝缘缺陷电流。
[0053]如图3中所示出，为了测试电池组2的+Vbat端子和机械主体93之间的绝缘，控制 电路8断开断路器43且接通断路器44。然而，还可能设想通过同时接通断路器43和44来 测试电池组2的端子和机械主体93之间的绝缘。然后，电流检测电路45与阻抗器42串联 连接在-Vbat端子和机械主体93之间。在+Vbat侧上有绝缘缺陷的情形中，借助在+Vbat 端子和接地93之间的绝缘缺陷形成电路，且然后电流通过检测电路45。
[0054]如图4中示出，为了测试电池组2的-Vbat端子和机械主体93之间的绝缘，控制 电路8断开断路器44并接通断路器43。然后，电流检测电路45与阻抗器41串联连接在 +Vbat端子和机械主体93之间。在-Vbat侧上有绝缘缺陷的情形中，借助在-Vbat端子和 接地93之间的绝缘缺陷形成电路，且然后电流通过检测电路45。
[0055]通过使用断路器43和44，可以特别限制检测装置4的电力消耗，使得能够特别限 制接通断路器43和44的占空比。因此，检测装置4只是最低限度地影响电池组2的续航。 例如，可能设想在车辆I的操作期间以2秒和30秒之间的时间间隔(例如，每10秒)接通每 一断路器43和44。将充分地限制切换晶体管43和44的速度，以限制在车辆I的电路中 产生电磁干扰。在接通断路器43和44的占空比非常受限的情况下，可能使用阻抗器41和 42相对受限的值，因此使得可能在并不显著地损害电池组2的续航的情况下增加检测装置 4的灵敏度。当用户可接近机械主体93 (例如，车辆I的车架)时，在出现第一绝缘缺陷时 通过此机械主体的最大电流必须小于由标准安全阈值所定义的最大绝缘缺陷电流Imax。例 如，所述绝缘缺陷电流将被定义为小于3.5mA (在文档NF EN61851-21中(第8.2章的第8 页)具体详述的Imax值)。为此，阻抗器41和42将各自具有至少等于Zmin的阻抗值，其 中Zmin=Vm/Imax，且Vm为电池组2施加到端子47和48之间的标称电压。通常，将使用电 阻值大于IOOkQ的电阻器41和42。电阻器41和42还可以用作免受源自网络的过电压的 保护，从而允许在使用未绝缘的外部充电器以确保电池组2的再充电的情况下保护晶体管 43和44。电阻器41和42还确保通过检测电路45的电流的幅度衰减。
[0056]为了保持足够低的绝缘缺陷检测阈值，阻抗器41和42各自具有最多等于Zmax的 阻抗值 Z,其中 Zmax=L 5*Vm/Imax。
[0057]有利地，电阻器41和42由若干串联电阻器形成，因此如果所述串联电阻器中的一 个短路，那么剩余的串联电阻器仍保护检测装置4免受短路。
[0058]有利地，电阻器41和42具有开路故障模式，且(例如)以盘绕式电阻器的形式体 现。在电阻器41或42中的一个发生故障时，无论如何都保护检测装置4免受短路。[0059]图5示出了检测电路45的第一实施例，其使得可能确定绝缘缺陷电流的幅度，且因此来分析其随时间的演变。检测电路45包含微控制器453。微控制器453连接到输入端491和机械主体93，且由电势Vcc供电。电压Vcc可以从电池组91获得。例如，此电压可以是3.3V，这对应于电子电路的非常常见的电力供应电平。电阻器456连接在Vcc和输入端491之间。ニ极管454有利地和电阻器456并联连接。电阻器457连接在Vcc和输入端491之间。ニ极管455有利地和电阻器457并联连接。施加到串联的电阻器456和457的端子的电势差Vcc为直流电源的电压电平(电池组2的标称电压电平)的十分之ー或更低，以便同时地保证用户接触地93的安全性，以及能够使电路45具有低电压硬件元件。
[0060]电阻器456和457具有相同的值。在并无绝缘缺陷电流的情况下，输入端491上的电压为值Vcc/2。
[0061]任何绝缘缺陷电流都会修改输入端491上的电压，无论其方向如何。在端子47处有绝缘缺陷的情形中，在微控制器453的输入端491上读取的电压相对于Vcc/2增加，具有可达到值为R/2*Idef的幅度(其中R为电阻器456或457的值，且Idef为源自中间点49的缺陷电流)。在端子48处有绝缘缺陷的情形中，在微控制器453的输入端491上读取的电压受限于Vcc/2，具有可达到值为R/2*Idef的幅度。
[0062]根据在输入端491上读取的电压值，微控制器453可精确地确定绝缘缺陷的幅度。不需要使用具有相反电势的电カ供应，利用特别简单的电路就可获得此结果。在输入端491上读取的电压值可被提供给控制电路8。例如，微控制器453可产生幅度和输入端491上的电压成比例的信号，并将此信号提供给控制电路8。
[0063]有利地，电压Vcc借助电阻器456连接到输入端491，且作为微控制器453的供应电压来施加该电压Vcc。因此，单个电カ供应是必要的，并且可以容易地从电池组91的电压获得。对私人车辆来说车载网络电池通常具有小于14V的标称电压，且对公共机动车或卡车来说通常具有小于25V的标称电压。
[0064]有利地，ニ极管454和455使得可能保护微控制器453免受源自电カ网络的过电压，尤其是在使用未绝缘充电器吋。事实上，如果电池组2的端子两端的电压以普通模式或差分模式出现，那么此电压在输入端491上会存在过电压的风险的情况下，对电阻器456或457中明显的电流流动作出贡献。因此，ニ极管454和455使得可能将输入端491上的电压限制在值-Vd和Vcc+Vd之间(其中Vd为ニ极管456和457的阈值电压)。ニ极管454和455还使得可能既获得良好的測量灵敏度又获得受限的电カ消耗。在低幅度的电阻器456和457的情况下，ニ极管454和455将使得可能削减明显的绝缘缺陷电流，或针对较弱的电流获得良好的灵敏度。
[0065]实际上，地93并非置于中间点49的电势，而是具有偏移值为Vcc/2的电势。在设想为值Vcc的情况下(通常小于25V)，地93的这种电势偏移既不会引起操作问题，也不会引起安全问题。
[0066]图6示出了检测电路45的第二实施例，其使得可能根据泄漏电流的幅度来修改灵敏度。这ー实施例的检测电路和图5的检测电路基本相同，并且仅通过存在和电阻器456和457并联连接的可切换电阻器而不同。
[0067]因此，电路45包括:与电阻器456并联连接的电阻器461和断路器463 ;与电阻器456并联连接的电阻器465和断路器467 ;与电阻器457并联连接的电阻器462和断路器464 ;与电阻器457并联连接的电阻器466和断路器468。
[0068]电阻器461的大小小于电阻器456的大小。同样，电阻器465的大小小于电阻器 461的大小。电阻器462的大小小于电阻器457的大小。同样，电阻器466的大小小于电阻 器462的大小。
[0069]在微控制器453未检测到绝缘缺陷电流的存在的情形中，控制电路8保持断路器 463、464、467和468断开。当在输入端491上测量的电压偏移超过第一预定阈值时，微控制 器453或控制电路8确定存在绝缘缺陷。当越过此第一偏移阈值时，控制电路8接通断路器 463和464，以便增加微控制器453的测量灵敏度。断路器463和464的接通都是瞬间的， 以便限制电力消耗，而且是同时的。当在输入端491上测量的电压偏移超过第二预定临限 值时，控制电路8接通断路器467和468，以便进一步增加微控制器453的测量灵敏度。断 路器467和468的接通都是瞬间的，以便限制电力消耗，而且是同时的。
[0070]为了在接地93和电池组2的一个端子之间发生短路的情形中将输入端491上的 电压保持在接地电压和Vcc之间，阻抗器456和457各自具有最多为Ztmax的阻抗，其中 Ztmax=Z*VCC/2Vm。为了保持输入端491上的电压充足以保证绝缘缺陷量化的最佳精确度， 阻抗器456和457各自具有至少为Ztmin的阻抗，其中Ztmin=Z*Vcc/4Vm。
[0071]在交流电电力设置方面，最常见的中性点机制为:
[0072]-EE机制:所述设置的中性点在发电机侧接地，且金属主体接地；
[0073]-EN机制:所述设置的中性点在发电机侧接地，且金属主体连接到中性点；
[0074]-1E机制:所述设置的中性点和地面绝缘，或通过发电机侧上的高阻抗器连接，且 金属主体连接到接地插座。
[0075]因此，中性点机制一方面定义中性点连接的方式，且另一方面定义在用户侧主体 连接的方式。接地布局的目的是为了通过检查绝缘缺陷来保护人和硬件。
[0076]电池组2的接地布局可以视作电力网络的IE中性点机制，也就是说，中性点相对 于地面绝缘，且机械主体连接到地面(但在驾驶时除外，这时借助轮胎使机械主体和地面绝 缘)。这种接地布局使得可能确保在出现第一绝缘缺陷时车辆服务的连续性。因此，用户可 以继续控制车辆，以便在良好的安全条件下停车。
[0077]为了确保通过电力网络对电池组2进行再充电，通常连接连接到所述网络的交流 绝缘充电器。在这种情形中，保持IE机制。另一方面，电绝缘充电器比非绝缘充电器更昂 贵。在非绝缘充电器的情况下，在充电期间获得EE机制，这相当于在电力网络的正交变期 间将地面连接到电池组2的电势-Vbat。于是在这些交变期间，电流经过地面。
【权利要求】
1.ー种电カ供应装置，其包括: -易于引起触电的直流电压电源(2)，在其端子之间施加标称电压Vm ; -用于检测所述直流电压电源(2)的绝缘缺陷的装置(4)，其包括: -连接到所述电压电源的端子的第一输入端子和第二输入端子(47、48)； -在所述第一输入端子和第二输入端子(47、48)之间串联连接的第一阻抗器和第二阻抗器(41、42)，所述第一阻抗器和第二阻抗器各自具有在Zmin和Zmax之间的阻抗值Z，其中Zmin=Vm/Imax且Zmax=L 5*Vm/Imax, Imax为标准安全阈值所定义的最大绝缘缺陷电流； -电流检测电路(45)，其连接在电接地和所述第一阻抗器与第二阻抗器之间的中间点(49)之间； 其特征在于，所述电流检测电路(45)包括微控制器(453)，该微控制器(453)包括接收和源自所述中间点(49)的绝缘缺陷电流成比例的电压的输入端子，所述输入端子借助第三阻抗器(456)连接到具有电压电平Vcc的电カ供应器，其中所述电压电平Vcc是所述直流电压电源的电压电平的十分之ー或更低，而且所述输入端子借助第四阻抗器(457)连接到所述电接地(93)，所述微控制器(453)被配置成根据施加到其输入端子的电压来确定绝缘缺陷的幅度，所述第三阻抗器和第四阻抗器各自具有在Ztmin和Ztmax之间的阻抗值Zt,其中 Ztmin=Z*Vcc/ (4*Vm)且 Ztmax=Z*Vcc/2Vm。
2.根据权利要求1所述的电カ供应装置，其中所述第一阻抗器和第二阻抗器被额定成使得当电池组的ー个端子短路到电接地(93)时小于3.5mA的最大电流穿过所述第一阻抗器和第二阻抗器。
3.根据前述权利要求中的任ー项所述的电カ供应装置，包括: -第三断路器(43)，其和所述第一阻抗器串联连接在所述第一输入端子和所述中间点之间； -第四断路器(44)，其和所述第二阻抗器串联连接在所述第二输入端子和所述中间点之间； -控制电路(8)，其被配置成同时地保持所述第三断路器和第四断路器中的一个断开而所述第三断路器和第四断路器中的另ー个接通。
4.根据前述权利要求中的任ー项所述的电カ供应装置，包括与所述第三阻抗器并联连接的第一二极管(454)，以及与所述第四阻抗器并联连接的第二二极管(455)。
5.根据前述权利要求中的任ー项所述的电カ供应装置，其中所述第三阻抗器和第四阻抗器(456、457)是基本相同的电阻器。
6.根据前述权利要求中的任ー项所述的电カ供应装置，包括: -第五阻抗器(461)，其与所述第三阻抗器并联连接且具有低于所述第三阻抗器的阻抗值； -第六阻抗器(462)，其与所述第四阻抗器并联连接且具有低于所述第四阻抗器的阻抗值； -第一断路器(463)，其与所述第五阻抗器串联连接； -第二断路器(464)，其与所述第六阻抗器串联连接。
7.根据权利要求6所述的电カ供应装置，包括控制电路(8)，其被配置成瞬间地且同时地接通所述第一断路器和第二断路器(463、464)。
8.根据权利要求7所述的电力供应装置，其中所述控制电路(8)被配置成确定绝缘缺陷的幅度超过阈值，且被配置成当确定越过所述阈值时瞬间地接通所述第一断路器和第二断路器。
9.根据权利要求7或8所述的电力供应装置，其中所述微控制器(453)产生和所述中间点(49)的电压成比例的信号，且将所产生的信号提供给所述控制电路。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的电力供应装置，其中所述电力供应器的电压电平小于25V。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的电力供应装置，其中所述第一阻抗器和第二阻抗器(454、455)具有大于或等于IOOkQ的阻抗值。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的电力供应装置，其中所述第一阻抗器和第二阻抗器是基本相同的电阻器。
13.—种机动化系统(1)，其包括:-根据前述权利要求中的任一项所述的电力供应装置，其中所述直流电压电源为电池组；-逆变器出)，其具有直流接口和交流接口，所述电池组的端子连接到所述直流接口 ；-电动机(7)，其连接到所述逆变器(6)的交流接口。
14.根据权利要求13所述的·机动化系统，其中横跨所述电池组(2)的端子的电压大于 IOOV0
【文档编号】G01R27/18GK103597364SQ201280026765
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2011年6月1日
【发明者】达尼埃尔·沙特鲁, 塞巴斯蒂安·喀考特, 朱利安·德西 申请人:原子能和替代能源委员会