[电缆]基于计算绝缘电阻的新方法的纯电动汽车电

　　针对纯电动汽车应用中电池组绝缘漏电的问题，研究了一种准确计算绝缘电阻和故障点位置的测量方法。统采用MCU MC9S12XDT256作为主控制芯片，采用新的计算方法，在Simulink / Stateflow中完成逻辑系统建模，并通过目标机完成隔离检测系统的操作。

　　统可以在短时间内监视电池组内部故障位置的绝缘电阻值和短路故障点相对于地面的相应位置，以便确保更有效地监控绝缘。着新能源技术的不断发展，纯电动汽车领域越来越受到关注。传统汽车不同，电动汽车由电池供电以为部分或全部电源供电。流电源设备已连接到电池组。池组的电压等于或大于300V。动汽车的电源系统是高压，高强度的电路。正常情况下，高压电源系统与车体完全隔离，但也不排除由于老化或潮湿导致绝缘性能下降而使车体受力的情况。期使用高压电缆，电动汽车的工作环境比较复杂，例如振动，温度和湿度。
　　速变化，酸和碱性气体等的腐蚀将导致绝缘层的损失，从而导致绝缘性能下降[1-2]。力电池系统的正极或负极电缆以及电池组的内轴形成穿过绝缘层和底盘的泄漏电路，因此底盘的电势增加，从而损害了电池中人员的安全。机和乘客。保驾驶员和乘客的人身安全以及车辆的安全运行非常重要[3]。前，国内外对电动汽车的绝缘电阻检测模型已经开发出了不同的方法，但主要的重点是电动汽车的电阻检测。体隔离包装[4-6]，以减少泄漏对乘客的伤害。电动车辆领域，关于内部故障的检测和电池组的定位的研究很少。家标准GB / T 18384 [1]描述了传统的电压隔离隔离方法[7]，即标准接入法，分压法，采样法获得的端电压电池和正母线电压，然后通过电阻的分压关系计算出直流侧绝缘电阻值。实验结论中，误差随标准电阻的增加而增加，这仅归因于标准电阻对并联隔离电阻的影响。而，问题仍然存在，即，隔离电阻没有降低到电源的内部电池中的某个点。
　　于监视电池组内部绝缘的方法存在缺陷，因此本文采用了一种新的计算监视方法，以便准确获取内部隔离电阻的位置。池的绝缘电阻值和相对准确。统的绝缘电子测量原理如图1所示。图1中，R-c1和R-c2是用于测量的已知标准电阻极化电阻，Rp和Rn是对地的等效电阻。极和负极母线。果减小了电池系统和外壳之间的点的绝缘电阻，则与最大泄漏电流相对应的电阻就是有效的隔离电阻，即得到的Rp是两者的最小值。于传统的测量算法将电池组的所有电池都视为具有Ub电压的高压电池，因此当电池组内部M点的绝缘电阻值减小时，如图3所示。图2中，Rn仍在图1中。算Rp相对于地球的位置，即图2中点N的相应位置，并计算绝缘电阻值会产生一些错误。此，无论故障在电池组中的位置如何，它都对应于相同的位置，即，正极和负极绝缘条对地的绝缘电阻的位置。1.因此，当电池组的绝缘电阻值减小时，电缆传统的测量绝缘电阻的原理将无法满足故障的精确位置和对电阻值的计算要求由于无法确定电源的特定位置，因此存在隔离电阻。际值之间存在一些误差。绝缘测量的原理如图3所示。-1〜Vn是电池单个电池的电压，Rp和Rn是正极接地的绝缘电阻，正极和负极并联为负，框图中的虚拟隔离电阻减小。地点的绝缘电阻为Ri。线部分是用于测量纯电动车辆的绝缘电阻的电路，其中R-0是标准极化电阻，R-0，S-1和S-2组成一个网络极化电阻器。R-1和R-2，R-3和R-4构成采样和测量电压分压电路，而Vp和Vn是正负接地电压采样电压，分别。传统的绝缘电阻测量方法不同，新的绝缘电阻测量算法基于原始电路，正负母线之间的等效电阻连接到固定电阻Rp，Rn兆欧级。统测量控制程序的流程如图5所示。加了隔离系统自检的状态，包括快速隔离诊断和快速故障诊断。认每个采样开关和电阻开关均无故障后，执行电压采样分析。出快速绝缘测试，以确保绝缘测量电路完整可靠。定正极和负极端子的采样电压，根据系统的总体功能要求，选择进入相应的模块进行绝缘故障定位判断和绝缘电阻值的计算。过隔离监视计算方法，通过AutoSAR编译，在Simulink / Stateflow中完成逻辑系统建模，并生成代码。Stateflow中，您可以轻松地操纵逻辑以升级代码策略。缘监控系统的仿真电路如图6所示。-1〜U-24等于24个独立单元，单个电压为3.7 V，Rp为连接的固定电阻器与正极平行。
　　Rn是并联连接在负极端子总线上的固定电阻器。Ri是电池模块内部某个点与机箱或地面之间发生短路时的电阻； R-1，R-2用于绝缘监控的计算公式中包含的极化电阻，即公式中的R-0：SPEenable1_flg控制电阻的开关。S-1极化，SPEenable2_flg控制S-2偏置电阻器开关； PosVolt是正极端子采样输出电压，NegVolt是负极端子采样输出电压。环由系统的测量状态机形成，并且执行绝缘电阻R-i的计算以及绝缘电阻的减小的位置n。U-1和U-2为S-1时，关闭S-2时的采样电压，即接地VP，VN，U-1和U上正负极之间的电压U-2是闭合开关S-2。子与地面之间的正负采样电压RP和RN是内置在硬件电路中的固定电阻器，以及极化电阻器R-0（即R-1和R）模拟图中的-2是已知数量。等式（3）和（4），获得有缺陷的隔离电阻器Ri的值和电池组n在缺陷上的位置，并且n是还原点d之间的元件数。离和正极端子的零点。
　　了验证绝缘电阻监控系统的可行性，在装有24个电池的单电池模拟器平台中，该电池的每个电源电压为3.7 V的标称电压，模拟电池组内部的电池组串联连接。行故障注入和实验验证。池模拟器可以模拟单个电池的串行和并行连接。个标准机箱包含24个可提供电池电压和温度的电池。池的电压为模拟量24，模拟量输出电压范围为0至5V，电压通道电流范围为-1A〜1A，电流读取精度≤1mA，电压设置精度≤1mV ，电压的读取精度≤1mV。
　　高压线从目标的正负端子连接到端子块两端的HV 和HV-端口，如图7的端子块所示，单个模拟器的24通道电压返回到该端子端子排的1-48。接口等效于电池通道。拟电池组的电池串联连接，制造故障电阻器的一端顺序插入电池的与端子块不同的对应位置，另一端连接到模拟盒的外壳唯一（质量）以监视不同位置的唯一位置。力是一样的吗？实验目标机如图8所示。要参数如表1所示。动运行单元的电压模拟盒，插入制造的绝缘故障电阻的一端在端子块的一个电池端子中插入一个端子，并将另一端连接到外壳的接地，以进行故障注入以减小绝缘电阻。2、3、4和5给出了在注入10个电阻缺陷后，传统隔离算法计算出的绝缘电阻值与新绝缘算法计算出的误差之间的比较。同的隔离。入电压已知为89V。压为3.7 V，偏置电阻为120kΩ，并将故障注入到39kΩ至600kΩ的10组绝缘电阻中。并联和正接地电阻为2000kΩ时，测量绝缘电阻。表2和3中数据的分析表明，传统绝缘电阻控制计算中的误差在最高电位和最低电位下至少为0.04％，并且电池剩余位置的误差大于5％，并且达到中间位置的误差。99％。9是在10个数据集中的常规数据隔离算法的曲线图，其中实线部分是通过常规算法获得的电阻值，而虚线部分是误差的最大值。不同位置测得的绝缘故障减少组的电阻值。图清楚地表明，误差越大，误差越大。4和表5中的统计数据表明，新的隔离算法在相同故障点下获得的默认点的位置以及不同的绝缘电阻值都是准确的，并且绝缘电阻的值故障位置的绝缘也相对准确。10的曲线还可以指示，当注入的故障小于1MΩ时，计算出的电阻误差范围小于2％，并且计算出的浮动电阻范围是稳定的。验结果表明，相同或不同的绝缘电阻值注入了不同的故障点，新的绝缘计算方法计算的绝缘电阻的精度比算法更为准确传统隔离，并且误差范围很小，这取决于同一故障点的不同隔离电阻。该值计算出的故障点的值是准确的。过注入不同的故障，系统可以通过采样电压来准确地计算出绝缘故障的位置，包括电池组处于最高电势，处于中间电势和处于最低电势时的最低电势。少故障，可以准确地计算出故障位置和故障点。
　　离电阻就是大小。传统的测量电动汽车绝缘电阻的方法的基础上，本文分析研究了一种精确计算电池组内部绝缘位置和故障电阻值的测量计算方法。缘。的绝缘电阻测量系统提供精确的测量精度，高可靠性，并满足电池组系统的安全要求，电缆适用于监视和测量单个或多个系统。池组，内部和外部均具有良好的扩展性能。据测量系统，可以获得更准确的故障点位置和绝缘电阻值，并提高整个电动汽车的安全水平。此，基于新的绝缘电阻计算方法的电池组电压泄漏的精确定位系统可以更好地满足车辆安全应用中绝缘电阻计算的要求。
　　本文转载自
　　电缆 https://www.haoluoyi.com