一种基于汽车充电系统的电路绝缘检测方法及系统与流程

本发明涉及电路绝缘检测，特别涉及一种基于汽车充电系统的电路绝缘检测方法及系统。

背景技术：

1、汽车充电系统是指用于给电动汽车(electric vehicles，evs)充电的整套设备和系统，随着电动汽车的普及和技术的发展，充电系统变得越来越重要和复杂，该系统包括了多种不同类型的充电设备、充电桩、电源管理系统以及相关的控制和监测设备。

2、而汽车充电系统的电路绝缘检测是确保系统安全可靠运行的重要环节，这项检测主要针对充电系统中的电气部件和连接，以及与车辆外壳之间的绝缘状态进行评估，建议定期对汽车充电系统进行绝缘检测和维护，以确保其长期稳定运行，定期检测可以及早发现潜在的绝缘问题，并采取适当的措施加以解决，从而减少电气故障和安全风险。

3、但现有技术中的检测方法无法根据绝缘电阻和漏电流评估电路绝缘性能，进而无法判断其绝缘材料的完整性，使得老化或损坏的绝缘材料导致故障，不能够及时发现潜在的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于汽车充电系统的电路绝缘检测方法及系统，以解决现有技术中无法根据绝缘电阻与漏电流判断电路绝缘材料老化的问题。

2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

3、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于汽车充电系统的电路绝缘检测方法。

4、在一个实施例中，基于汽车充电系统的电路绝缘检测方法包括：

5、基于预先定义的直流电压区间值调控测试仪；测试充电电路与地线间的绝缘电阻与漏电流；

6、获取充电电路测试过程中产生的热像图；并识别热像图存在的过热区域，基于过热区域分析充电电路的绝缘状态；

7、根据汽车充电系统结构建立仿真模型，并与绝缘电阻和漏电流结合制定数值仿真分析充电电路的绝缘介电强度；

8、将绝缘状态与绝缘介电强度结合判断充电电路绝缘老化情况；基于判断结果评估电路的使用寿命。

9、优选的，获取充电电路测试过程中产生的热像图；并识别热像图存在的过热区域，基于过热区域分析充电电路的绝缘状态包括：

10、获取充电电路测试过程中所产生的热像图，并在对热像图预处理后执行特征提取操作；

11、对热像图进行分割获取分割后的充电电路热像图；并在实施矫正消除歪斜与阴影后，识别充电电路热像图中的过热区域；

12、将过热区域与标准温度区域进行对比识别充电电路热像图的温度超出范围；基于温度超出范围分析充电电路的绝缘状态。

13、优选的，对热像图进行分割获取分割后的充电电路热像图；并在实施矫正消除歪斜与阴影后，识别充电电路热像图中的过热区域包括：

14、预先选取若干张热像图进行人工分割获得充电电路热像图；以选取的热像图作为输入量，人工分割的充电电路热像图作为输出量组建数据集；

15、利用数据集对目标检测模型执行训练得到检测器；采用检测器对剩余热像图执行分割获取充电电路热像图；

16、选取充电电路热像图标注特征点执行几何矫正消除歪斜与阴影操作；并对充电电路热像图进行灰度化与阈值变化后轮廓查找过热区域。

17、优选的，将过热区域与标准温度区域进行对比识别充电电路热像图的温度超出范围；基于温度超出范围分析充电电路的绝缘状态包括：

18、运用椭圆方式对过热区域与标准温度区域对应的热像图进行分块获取对比温度区与基准温度区；

19、分别对对比温度区与基准温度区进行轮廓特征提取获取匹配点集，并将两组匹配点集进行预设角度与缩放范围的相互匹配；

20、若匹配点集内的任意点集在另一匹配点集内对应则表示过热区域温度未超出匹配，反之则表示过热区域温度未超出匹配超出标准；

21、遍历全部点集获取超出与未超出对应的占比得到充电电路热像图的温度超出范围；将超出范围与预设的状态标准进行对应分析充电电路的绝缘状态。

22、优选的，根据汽车充电系统结构建立仿真模型，并与绝缘电阻和漏电流结合制定数值仿真分析充电电路的绝缘介电强度包括：

23、根据汽车充电系统结构与工作原理确定仿真参数建立原始仿真模型；并对原始仿真模型的仿真参数进行调整获取运行工况范围的目标仿真模型；

24、基于工作原理生成控制逻辑与目标仿真模型进行集成得到仿真操作模型；利用仿真操作模型结合绝缘电阻与漏电流执行仿真测试；

25、基于充电电路的绝缘介电强度测试结果执行评估和分析操作获取测试报告。

26、优选的，仿真参数包括电气参数、电压调节器参数、初始电压电流与温度、仿真设置参数、负载信息、电路绝缘材料的导电率及发电功率信息。

27、优选的，基于工作原理生成控制逻辑与目标仿真模型进行集成得到仿真操作模型；利用仿真操作模型结合绝缘电阻与漏电流执行仿真测试包括：

28、基于汽车充电系统确定模拟时所需的控制方向，结合布尔代数生成控制逻辑反映充电与放电过程；

29、运用虚拟数据库技术将控制逻辑转换为同质数据生成控制逻辑信号；并基于目标仿真模型将逻辑控制信号转换为控制数据；

30、基于控制数据建立控制协议与目标仿真模型进行集成，并设定按照控制协议内容在仿真行为上对充电与放电过程进行限制得到仿真操作模型；

31、将绝缘电阻与漏电流作为自变量输入至仿真操作模型内执行仿真测试获取充电电路的绝缘介电强度。

32、优选的，将绝缘电阻与漏电流作为自变量输入至仿真操作模型内执行仿真测试获取充电电路的绝缘介电强度包括：

33、将绝缘电阻作为自变量输入至仿真操作模型内定义变化范围，执行仿真分析求解充电电路的电压流场分布；并设置漏电流为因变量求解充电电路的击穿电压；

34、基于电压流场分布与击穿电压获得电压运动轨迹；利用电压运动轨迹获取击穿系数得到充电电路的绝缘介电强度。

35、优选的，电压流场分布的表达式为：

36、

37、击穿电压的表达式为：

38、

39、式中，β表示绝缘电阻值，γ表示电路绝缘材料的导电率，t表示时间，mn表示坐标分量，vn表示绝缘电阻值变化速度分量，p表示击穿速度矢量，q表示导电率变化速度分量，f表示电路绝缘材料的厚度，γd表示漏电流与电路绝缘材料的导电率间的交换系数，hp表示电压与漏电流的交换系数。

40、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种基于汽车充电系统的电路绝缘检测系统，该电路绝缘检测系统包括：

41、电阻电流测试模块，用于基于预先定义的直流电压区间值调控测试仪；测试充电电路与地线间的绝缘电阻与漏电流；

42、绝缘状态分析模块，用于获取充电电路测试过程中产生的热像图；并识别热像图存在的过热区域，基于过热区域分析充电电路的绝缘状态；

43、介电强度分析模块，用于根据汽车充电系统结构建立仿真模型，并与绝缘电阻和漏电流结合制定数值仿真分析充电电路的绝缘介电强度；

44、绝缘老化判断模块，用于将绝缘状态与绝缘介电强度结合判断充电电路绝缘老化情况；基于判断结果评估电路的使用寿命。

45、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

46、1、本发明通过测试绝缘电阻和漏电流，并结合热像图分析过热区域，可在充电电路发生严重故障之前发现潜在的绝缘问题，对充电电路的绝缘状态进行精准判断，减少误判和漏判的可能性，同时通过数值仿真分析绝缘介电强度，并结合绝缘状态，可以定量评估充电电路绝缘的老化情况。

47、2、本发明通过获取热像图可直观地观察到充电电路在测试过程中的温度分布情况，通过识别热像图中的过热区域在电路发生严重故障之前发现潜在的绝缘问题，进而较为准确地反映充电电路的绝缘状态，在提高充电系统安全性、可靠性、降低故障风险等方面带来了显著好处。

48、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。