一种绝缘监测系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及绝缘监测技术领域，特别涉及一种绝缘监测系统及车辆。

背景技术：

随着新能源汽车的快速发展，电动汽车越来越受到重视。电动汽车包括动力电池、电机、高压电缆等，车辆的工作电压高达几百伏，其电压等级已经远远超出了人体的安全等级，对人体安全构成了威胁，因此高压电的安全性必须考虑，而其中整车高压电的绝缘性能是高压电安全性的主要问题。因此在电动车辆上配备高压绝缘监测保护装置，实时准确地监测高压电气系统对车辆底盘绝缘性能，对保证乘客安全、电气设备正常工作和车辆安全运行具有重要意义。

目前电动车辆上已经开始配备高压绝缘监测系统，现有技术为通过采样电阻分压的绝缘监测技术，通过间接测量求出整车的绝缘电阻，一方面电路中较多负载，会造成无用能耗，也会造成整车绝缘性能下降，对车辆电安全极为不利；另一方面会造成车身地电位偏移不再为中性点，带来电压波动及电器环流等不良影响。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种绝缘监测系统，这种绝缘监测系统负载少，能耗低，结构简单。

本实用新型的第二个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种绝缘监测系统，所述绝缘监测系统包括电容、供电装置、微型记录仪和用于控制所述电容充电和放电的开关，所述电容包括第一端和第二端，所述电容的第一端分别与高压系统的直流母线正极、高压系统的直流母线负极连接，所述电容的第二端接地；所述供电装置包括第三端和第四端，所述供电装置的第三端与所述电容的第一端连接，所述供电装置的第四端与所述电容的第二端连接；所述微型记录仪包括第五端和第六端，所述微型记录仪的第五端与所述电容的第一端连接，所述微型记录仪的第六端与所述电容的第二端连接；所述绝缘监测系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述开关的通断，并根据所述微型记录仪记录的放电时间、放电后电容的电压值、所述电容开始放电电压值和所述电容停止放电电压值计算所述高压系统的绝缘阻值。

根据本实用新型第一方面实施例提出的绝缘监测系统，相比现有技术中采用采样电阻间接测量高压系统的绝缘电阻，负载减少，能耗降低，结构简单。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电装置包括直流电源。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的一端与所述电容的第一端连接，另一端与所述供电装置的第三端连接；所述第二开关的一端与所述电容的第一端连接，另一端与所述微型记录仪的第五端连接；所述第三开关的一端与所述电容的第一端连接，另一端分别与所述直流母线正极、所述直流母线负极连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述绝缘监测系统还包括稳压电路，所述稳压电路包括限流电阻和稳压二极管。

根据本实用新型的一些实施例，所述稳压二极管包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述限流电阻的一端通过所述第三开关与所述电容的第一端连接，所述限流电阻的另一端分别与所述第一稳压二极管、所述第二稳压二极管连接，所述第一稳压二极管的另一端与所述直流母线正极连接，所述第二稳压二极管的另一端与所述直流母线负极连接。

为达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出了一种车辆，包括上述的绝缘监测系统和高压系统，所述绝缘监测系统与所述高压系统电连接。

根据本实用新型第二方面实施例提出的一种车辆，相比现有技术中采用采样电阻间接测量高压系统的绝缘电阻，负载减少，能耗降低，结构简单，保证整车有良好的绝缘性能。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例绝缘监测系统的示意图。

图2是根据本实用新型实施例车辆的示意图。

图3是根据本实用新型实施例绝缘监测系统的电路图。

附图标记：

绝缘监测系统1、电容11、第一端111、第二端112、供电装置12、第三端121、第四端122、微型记录仪13、第五端131、第六端132、第一稳压二极管14、第二稳压二极管15、控制器16、开关17、第一开关k1、第二开关k2、第三开关k3、正极绝缘电阻r1、负极绝缘电阻r2、限流电阻r3、高压系统2、车辆3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述本实用新型实施例提出的一种绝缘监测系统1及车辆3。

如图1至图3所示，本实用新型提出一种绝缘监测系统1，所述绝缘监测系统1包括电容11、供电装置12、微型记录仪13和用于控制所述电容11充电和放电的开关17，所述电容11包括第一端111和第二端112，所述第一端111分别与高压系统2的直流母线正极、高压系统2的直流母线负极连接，所述第二端112接地；所述供电装置12包括第三端121和第四端122，所述第三端121与所述电容11的第一端111连接，所述第四端122与所述电容11的第二端112连接；所述微型记录仪13包括第五端131和第六端132，所述第五端131与所述电容11的第一端111连接，所述第六端132与所述电容11的第二端112连接；所述绝缘监测系统1还包括控制器16，所述控制器16控制所述开关17的通断，根据所述微型记录仪13记录的放电时间、放电后电容11的电压值、所述电容11开始放电电压值和所述电容11停止放电电压值来计算出所述高压系统2的绝缘阻值。

根据本实用新型提出的绝缘监测系统1，这种绝缘监测系统1，减少采样电阻等不必要的负载，保证高压系统2有良好的绝缘性能，减少能耗，稳定性好，使电位不发生偏移，避免电压波动及电器环流等不良影响，可以准确、实时地监测高压系统2的绝缘性能，绝缘监测系统1整体结构简单，成本低，实用性强。

高压系统2是指动力电池系统供电的高压回路及其包含的负载，如驱动电机等。

在一实施例中，所述供电装置12包括直流电源，直流电源为电容11充电。

在一实施例中，所述开关17包括第一开关k1、第二开关k2和第三开关k3，所述第一开关k1的一端与所述电容11的第一端111连接，另一端与所述供电装置12的第三端121连接；所述第二开关k2的一端与所述电容11的第一端111连接，另一端与所述微型记录仪13的第五端131连接；所述第三开关k3的一端与所述电容11的第一端111连接，另一端分别与所述直流母线正极、所述直流母线负极连接。

开关17控制电容11的充电和放电过程，当第一开关k1闭合时，电容11开始充电，电容11充满电时，断开第一开关k1，闭合第二开关k2和第三开关k3，电容11开始放电，记录电容11开始放电电压值u0，电容11停止放电电压值u1，电容11放电过程中，电容11放电到t时刻时，微型记录仪13记录此时电容11的电压ut和放电时间t，根据微型记录仪13记录的数值，可以直接准确地求出绝缘阻值的大小，且可以实时地监测高压系统2的绝缘性能，对用户的安全及设备的正常运行具有重要意义。

所述绝缘监测系统1还包括稳压电路，所述稳压电路包括限流电阻r3和稳压二极管。稳压电路使绝缘监测系统1更加稳定，测量出的绝缘电阻更加精确，保证监测电路及车辆3高压电路工作稳定性。限流电阻r3的主要作用是保证高压系统2绝缘性及监控电路安全性；稳压二极管主要作用是保证监测电路及高压电路工作稳定性。

所述稳压二极管包括第一稳压二极管14和第二稳压二极管15，所述限流电阻r3的一端通过所述第三开关k3与所述电容11的第一端111连接，所述限流电阻r3的另一端分别与所述第一稳压二极管14、所述第二稳压二极管15连接，所述第一稳压二极管14的另一端与所述直流母线正极连接，所述第二稳压二极管15的另一端与所述直流母线负极连接。

本实用新型提出了一种车辆3，包括上述的绝缘监测系统1和高压系统2，所述绝缘监测系统1与所述高压系统2电连接。

根据本实用新型提出的车辆3，减少采样电阻等不必要的负载，保证整车有良好的绝缘性能，减少能耗，稳定性好，使车身地电位不发生偏移，避免电压波动及电器环流等不良影响，可以准确、实时地监测整车的绝缘性能，对保证驾驶人员安全、电气设备正常工作和车辆3的安全运行具有重要意义，绝缘监测系统1整体结构简单，成本低，实用性强。

在一实施例中，所述控制器16控制所述开关17的通断，根据所述微型记录仪13记录的放电时间以及此时刻电容11的电压值，所述电容11开始放电电压值和所述电容11停止放电电压值来计算出所述高压系统2的绝缘阻值。控制器16还控制高压系统2的通断，比较绝缘电阻值与设定阻值的大小，若绝缘电阻值大于设定阻值，控制器16控制高压系统2保持连接，绝缘监测系统1实时继续监测；反之，控制高压系统2断开，保护驾驶人员的安全，避免设备烧毁的安全隐患。

根据电容11隔直通交的特性，以及电容11的放电效应对应参数计算出车辆3绝缘电阻。

rc电路的时间常数：τ=rc

放电时：ut=u0+（u1-u0）×[1-exp(-t/τ)]

式中：u0-电容11开始放电电压；u1-电容11停止放电电压；ut-放电至t时刻电容11上的电压值；c-电容11；r-监测系统中的总电阻。

监测系统中的总电阻：r=(r1//r2)+r3

式中：r1-正极绝缘电阻；r2-负极绝缘电阻；r3-限流电阻。

车辆绝缘电阻：rx=r1//r2=r-r3=t÷（c×ln[(u1-u0)/(u1-ut)]）-r3

计算出的rx就是车辆的绝缘阻值。

绝缘监测系统1计算绝缘电阻的大小包括以下步骤：

s1、控制器16发送第一指令使第一开关k1吸合，供电装置12对电容11进行充电；

s2、电容11充满电时，控制器16发送第二指令断开第一开关k1，使第二开关k2、第三开关k3吸合，微型记录仪13记录电容11开始放电电压u0和电容11停止放电电压u1，并发送报文至控制器16；

s3、电容11进行放电过程，电容11放电到t时刻时，微型记录仪13记录此时电容11的电压ut和放电时间t，根据公式rx=t÷（c×ln[(u1-u0)/(u1-ut)]）-r3计算绝缘电阻rx数值；

s4、判断计算出的绝缘阻值rx是否大于设定阻值rn，若rx＞rn，则进入步骤s5；反之，则进入步骤s6；

s5、发送报文到控制器16，控制器16发送第三指令使第二开关k2、第三开关k3断开，重复步骤s1；

s6、发送报文到控制器16，控制器16发送指令进行报警，并限值整车功率，10秒后断开动力电池接触器及开关17。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。