一种电驱动特种车辆分布电容测试装置的制作方法

1.本发明属于特种车辆综合电力系统高压安全保护技术领域，具体涉及一种电驱动特种车辆分布电容测试装置。


背景技术：

2.随着车辆动力电池技术、电力做动技术、车载大功率发电技术的蓬勃发展，电驱动特种车辆被广泛应用于社会生产生活的各个领域。但区别于传统车辆，电驱动车辆内部用电设备主要以电机驱动设备为主，主要控制方式为高频pwm斩波控制方式。这样造成车辆内部电磁环境复杂，为了提高设备抗电磁干扰能力，通常用电设备内部高压母线对外壳之间会加装y电容用于滤除高压母线上的电磁干扰信号。同时车上用电设备高压母线对车体之间会存在不同大小的分布电容。
3.为了车辆运行过程中人员用电安全，避免车上人员触电。通常，在车上会设有绝缘检测装置，用于检测高压母线对车体的绝缘阻值。当绝缘阻值较小时，会发出绝缘报警信号。
4.但车上分布电容或y电容如果太大，会对绝缘电阻检测精确性造成一定影响，有可能出现误报警或不报警现象。同时，在单母线对壳体绝缘下降时，会通过分布电容或y电容形成漏电回路，存在潜在触电风险。
5.因此有必要对车上电网y电容和分布电容进行测算。以此为依据调整绝缘检测装置测试时间，保证车辆绝缘检测精度；同时评估车上潜在漏电回路。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.本发明要解决的技术问题是：如何提供一种电驱动特种车辆分布电容测试装置，用于实现电驱动特种车辆y电容、分布电容检测功能，能够为车辆绝缘检测测量时间提供依据，并发现车上漏电潜回路，减小人员触电风险。
8.(二)技术方案
9.为解决上述技术问题，本发明提供一种电驱动特种车辆分布电容测试装置，所述电驱动特种车辆分布电容测试装置包括：精密电流源io、基准电压源us、电子开关k1、电子开关k2、电压比较器p、电子开关控制单元、单片机；
10.所述装置通过切换电子开关k1和电子开关k2，使基准电压源us对分布电容c充电，并通过精密电流源io对分布电容c进行放电，通过单片机记录分布电容c放电时间，由此运用单片机根据电容计算公式得出分布电容容值。
11.其中，所述装置中，分布电容c与精密恒流源io两端连接，通过与电子开关k2串联构成闭合回路，电子开关k2用于控制分布电容c与精密电流源io通断；基准电压源us通过电子开关k1与分布电容c并联；同时分布电容c的两端分别接电压比较器p的输入端。
12.其中，所述装置进行分布电容测试时，当电子开关k1闭合时，基准电压源us给分布
电容c充电，将电容电量充满至与基准电压相等；
13.然后断开电子开关k1，使基准电压源us与分布电容c断开；
14.同时接通电子开关k2，使分布电容c与精密电流源io接通；
15.分布电容c在精密电流源io的作用下放电。
16.其中，所述单片机内部设有计数器。
17.其中，所述单片机通过io信号控制电子开关k1、电子开关k2切换，并通过io口采集电压比较器p的输出信号，通过内部计数器记录电容放电时间，并根据采集数据运行公式计算出分布电容值。
18.其中，所述分布电容c在精密电流源io的作用下放电的过程中，单片机内部计数器开始工作；
19.当精密电流源io对分布电容c放电至0v时，电压比较器p输出值变化，单片机内部计数器结束计数；
20.计数器的计数值与分布电容c放电时间成正比。
21.其中，计数脉冲与放电时间关系为：
[0022][0023]
其中，us为基准电压源电压值；
[0024]
c为分布电容c容值；
[0025]io
为精密电流源恒定电流值；
[0026]
uc为计数脉冲；
[0027]
t为放电时间。
[0028]
其中，如果uc＝0，则有：
[0029][0030]
其中，n为单片机计数器读数；tc为单片机计数脉冲周期。
[0031]
其中，根据所述公式(2)，可获知在us与io为定值时，c与n成正比；因此，通过单片机计数器读数，计算公式(2)，可以得到分布电容值。
[0032]
其中，所述装置适用于混合电驱动特种车辆，用于随车测量车辆用电设备的分布电容和y电容，为车辆绝缘检测装置施加测量时间提供依据，以提高绝缘电阻测量准确性，减小人员触电风险。
[0033]
(三)有益效果
[0034]
本发明提供一种电驱动特种车辆分布电容测试装置，采用精密恒流源、电子开关、电压比较器、单片机等器件构成。该电路用于实现电驱动特种车辆y电容、分布电容检测功能，能够较为精确的测量车辆分布电容值，为车上绝缘检测装置施加绝缘检测激励电压时长提供依据。同时有效评估车辆由与分布电容造成的漏电潜回路，减少人员触电风险，有效保证车上人员和设备的安全。该电路的高压配电装置已经在试验台架进行了多次验证，电容测量值精度较高。
附图说明
[0035]
图1为本发明技术方案原理框图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
[0037]
为解决上述技术问题，本发明提供一种电驱动特种车辆分布电容测试装置，所述电驱动特种车辆分布电容测试装置包括：精密电流源io、基准电压源us、电子开关k1、电子开关k2、电压比较器p、电子开关控制单元、单片机；
[0038]
所述装置通过切换电子开关k1和电子开关k2，使基准电压源us对分布电容c充电，并通过精密电流源io对分布电容c进行放电，通过单片机记录分布电容c放电时间，由此运用单片机根据电容计算公式得出分布电容容值。
[0039]
其中，如图1所示，所述装置中，分布电容c与精密恒流源io两端连接，通过与电子开关k2串联构成闭合回路，电子开关k2用于控制分布电容c与精密电流源io通断；基准电压源us通过电子开关k1与分布电容c并联；同时分布电容c的两端分别接电压比较器p的输入端。
[0040]
其中，所述装置进行分布电容测试时，当电子开关k1闭合时，基准电压源us给分布电容c充电，将电容电量充满至与基准电压相等；
[0041]
然后断开电子开关k1，使基准电压源us与分布电容c断开；
[0042]
同时接通电子开关k2，使分布电容c与精密电流源io接通；
[0043]
分布电容c在精密电流源io的作用下放电。
[0044]
其中，所述单片机内部设有计数器。
[0045]
其中，所述单片机是本装置的控制核心；通过io信号控制电子开关k1、电子开关k2切换，并通过io口采集电压比较器p的输出信号，通过内部计数器记录电容放电时间，并根据采集数据运行公式计算出分布电容值。
[0046]
其中，所述分布电容c在精密电流源io的作用下放电的过程中，单片机内部计数器开始工作；
[0047]
当精密电流源io对分布电容c放电至0v时，电压比较器p输出值变化，单片机内部计数器结束计数；
[0048]
计数器的计数值与分布电容c放电时间成正比。
[0049]
其中，计数脉冲与放电时间关系为：
[0050][0051]
其中，us为基准电压源电压值；
[0052]
c为分布电容c容值；
[0053]io
为精密电流源恒定电流值；
[0054]
uc为计数脉冲；
[0055]
t为放电时间。
[0056]
其中，如果uc＝0，则有：
[0057][0058]
其中，n为单片机计数器读数；tc为单片机计数脉冲周期。
[0059]
其中，根据所述公式(2)，可获知在us与io为定值时，c与n成正比；因此，通过单片机计数器读数，计算公式(2)，可以得到分布电容值。
[0060]
其中，所述装置适用于混合电驱动特种车辆，用于随车测量车辆用电设备的分布电容和y电容，为车辆绝缘检测装置施加测量时间提供依据，以提高绝缘电阻测量准确性，减小人员触电风险。
[0061]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。