基于低频电压注入的自适应绝缘检测方法研究

压系统主要 由动力电池、 高压传输母线 、 电机驱动 系统 、 Ｄ Ｃ Ｄ Ｃ直 流变 换器 、 电动空 调 系 统等 构 成 ， 这 些高压部 件都 会 涉及 绝 缘 问题＿ Ｉ Ｊ 。 国 家 标 准
Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ８ ３ ８ ４ （ 电动汽车 阻检 测 原 理
低 频 电压 注入 的 自适 应 绝 缘 检测 原 理 图 如 图
１ 所示 ， Ｒ ， Ｒ 分别是电动汽车 的正极绝缘 电阻与 负极绝缘电阻 ， 是高压直流电源内阻 ， 。 是高压 正极低频电平注入电阻 ， ｃ 。 是高压正极隔离 电容 ，
常范围； 当绝缘电阻 。 的阻值下降比例小于 尺 的
是 高压 负极 低 频 电压 注入 电 阻 ， Ｃ 是 高 压 负极
隔离 电容 ， Ｖ ｉ ｎ是 低 频 电压 注 入 信 号 ， Ｖ ｏ ｕ ｔ 是Ａ ／ Ｄ
采样 输 出 信 号 ， Ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ是 电动 汽 车 的 高 压 直 流 电
源， Ｇ Ｎ Ｄ是 电动汽 车 的整 车低压 地 。
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｖ ２ ０１ ７
文章编 号： １ ０ ０ ８—１ ４ ０ ２ （ ２ ０ １ ７） ０ ３— ０ ３ ７ ９— ０ ３
基 于低 频 电压 注 入 的 自适 应 绝 缘 检 测 方 法 研 究①
陈 杰 ， 吴 瑞
（ １ ． 芜湖职业技术学 院 机械工程学院 。 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ６ ； ２ ． 浙江合众新能源汽车有限公司 ， 浙江 嘉兴 ３ １ ４ ０ ０ １ Ｊ
Ｃ 充 电， 在 Ｂ点 形成 相对 于 整车低 压 地 的电位 Ｖ １ ；
两个 电容 分别 向动 力 电池输 出 的正 负 高 压 母 线 上 注入低 频 电压 ， 并 利 用 两个 电容 的 电压 补偿 功 能 ，
使得采样电阻上 的电压值不会突变 ， 保证绝缘检测 的精度 和 可靠性 。
关键 词 ： 电动汽 车 ； 绝 缘 电 阻； 绝 缘检 测 ； 低 频 电压 注入 中图分类 号 ： Ｔ Ｍ９ ３ ４ 文 献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
随着能 源和 环保 问题 的 日益 突 出 ， 电动汽 车 的 快 速发展 和普 及 已成 为 必 然趋 势 。电 动 汽车 的高
摘
要： 本 文提供 了一 种基 于低 频 电压 注入 的 自适 应 绝缘检 测 方法 ， 该 方法对 直 流 电源 系统外
加Ｒ Ｃ回路注入低频电压信号 ， 通过采样 电容两端的 实时电压值 ， 计算 出电动 汽车的绝缘 阻值 ， 并利 用 两个 电容 的 电压补偿 功 能 ， 使 得 采样 电压值 不会 突 变， 保证 绝缘 检 测 的精 度 和 可 靠 性 ， 该 方法可避免绝缘 电阻检测 电路本 身降低 电动汽车绝缘 电阻的 问题 。通过搭建 实际 电路进行测 试， 验证 了该 方 法能够 准确地 检 测 出绝缘 电 阻值 。
①
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７— ０ ３－ ０ ２ 基金项 目： 安徽 省省级特色专业建设专项基金（ ２ ０ １ ５ ｔ ｓ ｚ ｙ ０ ４ ７ ）。 作者简介 ： 陈杰 （ １ ９ ８ ０一） ， 女， 重庆人 ， 讲师 ， 硕士研究生 ， 研究方向 ： 电气控制。
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佳 木 斯 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２ ０ １ ７年
阻值下降比例时 ， Ｒ 。 上 的分压变 大使得 Ｂ点相对 于整 车低压 地 的 电位 增 大 ， 从 而 Ａ点 电位 Ｖ ｏ ｕ ｔ 也 跟 随增 大偏 离正 常范 围 ， 此 时隔 离 电容 Ｃ 向 隔
离 电容 Ｃ 充电 ， 使Ｖ ｏ ｕ ｔ 值 恢 复到 正常 范 围 。 在Ｖ ｏ ｕ ｔ 电压恢复 到正 常范 围后 ， 通 过单 片机 的 Ａ ／ Ｄ模块采集该 电压信号的电压值 Ｖ ｏ ｕ ｔ ， 再与 回路 中 实 际的绝缘 电阻值 尺标定 ， 做出 Ａ Ｄ值 与 Ｒ的 Ｍ Ａ Ｐ 图， 实现 对电动汽车 的高压绝缘 电阻的检测 。
第３ ５卷 第 ３期
２ ０ １ ７ 年 ０ ５月
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｍｕ ｓ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
该 交流 电压 通过 电阻 ， 尺 ， 尺 给 电容 ｃ ： 充 电， 在
Ｃ点 形成 相对 于整 车低 压地 的电位 。
在检 测 原 理 图 中 ， 当绝缘 电阻 Ｒ 。的阻 值 下 降 比例大 于 的阻值 下 降 比例时 ， Ｒ 。 上 的分 压变 小 使得 Ｂ点相 对 于整 车 低压 地 的 电位 减小 ， 从 而 Ａ点 电位 Ｖ ｏ ｕ ｔ 也 跟 随 减小 偏 离 正 常范 围 ， 此 时 隔 离 电容 Ｃ 向隔离 电容 ｃ 充 电， 使Ｖ ｏ ｕ ｔ 值 恢 复到 正
车动 力 电池 电压超 过交 流 ３ ０ Ｖ或 直 流 ６ ０ Ｖ时 必 须
检测动力 电池 的绝缘 电阻，当绝缘 电阻降低到标
准 以下 时 必 须 及 时 报 警 以 及 采 取 必 要 的 保 护 措
施 ， ｏ Ｊ 。因此 ， 准确 、 实时地检测 高压 电气 系统对
车辆底 盘 的绝缘 性 能 ， 对保证乘客安全、 电气 设 备 正 常工作 具有 重 要 意 义 。本 文 提 出 了 一种 基 于低
频 电压 注入 的 自适 应绝 缘 检 测 方 法 。该 方 法 通 过
图 １ 低 频 电压 注 人 的 自适 应 绝 缘 检 测 腺 理
由模 拟 电 路 知识 可 知 ， 在 Ａ点 注入 低 频 交 流 电压 Ｖ ｉ ｎ ， 该 交 流 电压 通 过 电 阻 尺 ， ， Ｒ 。给 电 容