一种双源无轨电车的绝缘检测方法与流程

本发明涉及新能源客车设计与制造领域，尤其涉及一种双源无轨电车的绝缘检测方法。

背景技术：

随着全球石油能源的逐渐枯竭和居住环境的逐渐恶化，新能源市场受到了国内外的广泛关注，新能源公共交通工具得到了迅猛的发展。

高压用电安全是新能源客车设计过程中至关重要的环节，高压系统对车身绝缘阻值是衡量新能源客车高压用电安全的一个重要指标。高压系统绝缘状态会受到外界自然环境的影响，当高压电器件接线端子周围的空气湿度增大会影响到整车的绝缘性能；高压线束或者高压电器部件绝缘层或绝缘结构由于使用年限长而老化或者受到外部冲击而破损也会导致整车高压回路绝缘值受到影响。

目前在国内北京、上海、广州、济南、青岛、洛阳等城市正在使用双源无轨电车，其中北京拥有1000余辆双源无轨电车，济南拥有100余辆双源无轨电车，并且国内双源无轨电车市场规模在逐步的扩大。在日本、西欧和北美等发达国家的不少地方双源无轨电车也很受欢迎，甚至是很多全球知名宜居城市的城市名片。双源无轨电车具备车载动力电池供电和架空线网馈线网供电两种动力源模式，其高压系统原理简图如图1所示，其线网电源和车载动力电池采用自动切换模式，该系统具备制动能量回收功能，在运行过程中可以实现制动能量回收降低整车能耗，减少制动电阻的使用频率，提高能量利用率。

在网状态时双源无轨电车具备车载动力电池和线网电源两种动力源，动力电池系统与车身二级绝缘，而线网为中性点接地系统，车载绝缘电阻检测仪测量到的是线网接地电阻和车身高压绝缘电阻的并联值，构成的绝缘系统简易模型如图2所示。但是线网接地电阻远低于车身高压系统的绝缘电阻值，因此接入线网之后绝缘检测仪测试到的绝缘值受线网系统的影响，不能准确的反映出整车的绝缘状态，所以无轨电车搭接线网之后不会进行绝缘检测，只有在脱网模式下才能触发绝缘检测功能。目前双源无轨电车高压电气系统的绝缘检测仪的工作触发机制是整车低压上电检测30s后停止工作，绝缘检测工作时间较短，不能长时间的检测整车的绝缘状况。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种双源无轨电车的绝缘检测方法，对整车上电后的双源无轨电车通过判断脱网工作模式下即触发绝缘检测仪工作的控制方法，即使在网行驶过程中双源无轨电车集电杆通过线网绝缘带或者短暂停留在线网绝缘带也能触发绝缘检测仪工作，延长了整车绝缘检测的工作时长，提高整车用电安全系数，降低风险隐患。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双源无轨电车的绝缘检测方法，包括：

步骤一，打开三级低压电源，整车低压上电后各电器模块进行自检，并判断双源无轨电车是在网工作模式还是脱网工作模式，脱网工作模式下触发在线式绝缘检测仪工作，进入步骤二；

步骤二，检测整车高压系统的绝缘电阻并传递给整车控制器；

步骤三，将所述步骤二得到的绝缘电阻与设定的整车绝缘电阻合格数值进行比较，如果小于整车绝缘电阻合格数值，整车控制器根据绝缘电阻判定绝缘故障等级，否则为整车绝缘检测合格。

所述步骤一中的三级低压电源包括24v电瓶电源、翘板电源及钥匙电源。

所述步骤一中，整车低压上电后，线网电压检测模块进行线网电压检测，将检测到的线网电压值数据通过can网络发送给整车控制器，用于判断双源无轨电车是在网工作模式还是脱网工作模式。

在网工作模式和脱网工作模式的判断方法为：线网电压检测模块检测到的线网电压值v_line与设定的在网工作模式的电压值为v进行比较，当v_line≥v时为在网工作模式；当v_line<v时为脱网工作模式。

触发在线式绝缘检测仪工作后，在线式绝缘检测仪的一个接地信号线与车身进行搭接，另外两个信号采样点分别与车载动力电池的正负极连接。

所述步骤二的具体方法为：在线式绝缘检测仪分别采集高压配电回路中的动力电池正极电路和动力电池负极电路同车身之间的绝缘数值，并将采集所得的数值发送给整车控制器，整车控制器对两个绝缘值进行分析比较，取其中的较小值作为整车高压系统的绝缘电阻。

绝缘电阻小于整车绝缘电阻合格数值时，对电池、电机、集成电源高压部件控制器发出对应故障等级的控制指令，同时发出相对应故障等级的声光提示信息。

所述步骤二中，在线式绝缘检测仪检测整车高压系统的绝缘电阻采用的方法包括并联电阻法和信号注入法

本发明的有益效果：

本发明为一种不受固定时长控制的整车高压系统绝缘检测方法，对整车上电后的双源无轨电车通过判断脱网工作模式下即触发绝缘检测仪工作的控制方法，即使在网行驶过程中双源无轨电车集电杆通过线网绝缘带或者短暂停留在线网绝缘带也能触发绝缘检测仪工作，延长了整车绝缘检测的工作时长，提高整车用电安全系数，降低风险隐患。

附图说明

图1为双源无轨电车高压电气原理简图；

图2为双源无轨电车在网模式绝缘检测简化模型；

图3为绝缘检测仪与高压电气原理图；

图4为脱网模式绝缘检测简化模型；

图5为本发明的检测流程图。

其中，rp—高压系统正极与车身绝缘值；rn—高压系统负极与车身绝缘值。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种双源无轨电车的绝缘检测方法，包括：打开双源无轨电车24v电瓶电源、翘板电源、钥匙电源三级低压电源，整车低压上电后各电器模块进行自检，此时线网电压检测模块进行线网电压检测，将检测到的线网电压值数据通过can网络发送给整车控制器，用于判断双源无轨电车是在网工作模式还是脱网工作模式，脱网模式下触发绝缘检测仪工作。即触发绝缘检测仪工作的条件为：打开整车24v低压三级电源，脱网模式。

本发明所涉及双源无轨电车绝缘检测仪触发机制不同于行业内常用方法，尽可能的延长了绝缘检测仪的工作时间，不受固定检测时长限制，提高整车安全系数。触发绝缘检测仪工作的双源无轨电车高压电气原理如图3所示。

图3采用的绝缘检测仪是基于低频交流信号注入原理的在线式绝缘电阻测量装置，根据绝缘检测仪信号注入法工作原理，需在高压系统对地之间注入低频低幅值的信号，根据相关响应信号计算出系统的绝缘电阻，绝缘检测仪其中一个接地信号线与车身进行搭接，车载动力电池的正负极为绝缘检测仪的另外两个信号采样点。

脱网模式下绝缘检测仪分别采集高压配电回路中的动力电池正极电路和动力电池负极电路同车身之间的绝缘数值，并将采集所得的数值发送给整车控制器，整车控制器对两个绝缘值进行分析比较，取其中的较小值作为判断整车高压回路绝缘状态是否满足设计要求的依据。

图3中的绝缘检测仪还可以采用并联电阻法在高压系统对地之间并入已知的电阻，根据相关响应信号计算出系统的绝缘电阻。

本发明的具体控制方法，如图5所示，包括：

(1)打开双源无轨电车24v电瓶电源、翘板电源、钥匙电源三级低压电源，整车低压上电，线网电压检测模块检测线网电压值，线网电压检测模块检测线网电压值为v_line，整车控制器控制策略设定在网工作模式的电压值为v；当v_line≥v时为在网工作模式；当v_line<v时为脱网工作模式；

(2)脱网模式下触发在线式绝缘检测仪工作，整车绝缘检测原理简图如图4所示，检测到高压系统正极对车身的绝缘阻值为rp，检测高压电器系统负极对车身的绝缘阻值为rn，取rp、rn中的较小值rmin作为整车高压系统的绝缘电阻；

(3)将检测到的绝缘值传递给整车控制器进行判断，设定整车绝缘电阻合格数值为r_i；若rmin≥r_i，则整车绝缘检测合格；否则整车控制器根据绝缘值判定绝缘故障等级，并对电池、电机、集成电源高压部件控制器发出对应故障等级的控制指令，同时发出相对应故障等级的声光提示信息。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。