电动车绝缘监控仪介绍

电子油门踏板系列产品培训主讲人:某先生2008年X年X日电动汽车绝缘监控仪介绍•目录一、电动汽车高压绝缘监测问题的提出二、绝缘监测设备的相关标准和工作原理三、深海电器公司绝缘监控仪产品介绍四、讨论问题1.对电动汽车概念的理解•电动汽车是指用电力驱动的汽车。驱动电动汽车的电力常见的有各种蓄电池、燃料电池、太阳能电池等。•最常见的分类方法是把电动汽车分为蓄电池汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车。•电动汽车具有良好的环境保护效果、噪声低、热效率高等优点，代表着未来汽车的发展方向。电动汽车绝缘监测问题的提出2.电动汽车的电气系统简介•电动汽车是一个复杂的机电一体化产品，电气系统是电动汽车的重要组成部分。根据用途的不同，其电气系统通常分为低压电系统和高压电系统。•低压电系统为车辆中央控制器、电子设备、灯光和雨刷等提供电能，一般采用直流12V或24V电源，车用低压系统的设计和施工有相关的规范和标准，技术成熟、可靠性高。•高压电系统为车辆的驱动电机等大功率部件提供电能，主要由动力电池组、电源变换器、电动机控制器和电动机等电气设备组成。高电压系统动力电池组的工作电压一般都在300V以上，采用较高的电压规范，可以减少电气设备的工作电流、降低了电气设备和整车的重量。但较高的工作电压对高压电气系统和车辆底盘之间的绝缘性能提出了更高的要求。电动汽车绝缘监测问题的提出一种电动客车的电气框图3.电动汽车的高压绝缘问题•电动汽车的高压电系统与底盘之间没有直接的电气连接，即高压用电设备与底盘之间是绝缘的，这是一种不接地系统。不接地系统的优点：系统发生单点对地故障时，系统电力供应不会中断。•直流高压系统的电缆绝缘介质老化或受潮湿环境等因素影响都会导致高压电气系统和车辆底盘之间的绝缘性能下降，电源正极或负极引线将通过绝缘层和底盘之间构成漏电回路，使车辆底盘电位上升，影响低压电气和电机控制器的正常工作，危机驾乘人员的人身安全。•当车辆高压电路和底盘之间出现发生多点绝缘性能下降时，会产生热量积聚效应，严重时会引起电气火灾。•总结：实时监测高压电气系统相对于车辆底盘的电气绝缘性能是电动汽车电气安全技术的核心内容，对乘客安全和车辆安全运行具有重要的意义。在整车设计时必须考虑对高压绝缘监测进行专门设计！电动汽车绝缘监测问题的提出电击！火灾！4.电动汽车绝缘故障案例2008年，混合动力的F1方程式赛车在西班牙的发生一次触电事故！由于高压驱动系统和低压控制系统中间的耦合装置出现故障，导致高压驱动系统内的高频高压电流窜入低压控制回路，该高频电流通过方向盘击倒了赛车司机。电动汽车绝缘监测问题的提出•目录一、电动汽车高压绝缘监测问题的提出二、绝缘监测设备的相关标准和工作原理三、深海电器公司绝缘监控仪产品介绍四、讨论问题1.电动汽车国标中关于绝缘检测设备的相关规定GB-T18384.1~3-2001电动汽车安全要求•6.1动力蓄电池的绝缘电阻•6.1.1测量方法•为了进行测量，动力蓄电池应与车辆电底盘断开。在整个试验过程中，动力蓄电池的开路电压应等于或高于其标称电压值，动力蓄电池的两极应与动力装置断开。•6.1.2要求•在动力蓄电池的整个寿命期内，根据标准计算方法得到的绝缘电阻值除以动力蓄电池的标称电压U，所得值应大于100Ω/V。GB-T18384.1~3-2001人员触电防护•3.15绝缘电阻监控系统insulationresistancemonitoringsystem•对动力电池和电底盘之间的绝缘电阻进行定期（或永久）地监视的系统。•6.2.2绝缘电阻的测量•7.3.1如果提供绝缘电阻监控系统，发现绝缘电阻低于100Ω/V时，应使其自动断开。绝缘监测设备的相关标准和工作原理GB/T19846-2005电动汽车仪表绝缘监测设备的相关标准和工作原理—绝缘监测设备连接在高压系统和地之间，应能实时在线动态监测系统对地的绝缘阻值。—当系统对地的绝缘阻值降至预先设定的响应值时，绝缘监视设备应能输出报警信号。—绝缘故障可能发生在任何位置，绝缘检测设备应该可以响应发生在任何位置绝缘故障。2.电动汽车用绝缘监测设备的技术要求绝缘监测设备的相关标准和工作原理§1.母线端电压法原理：通过测量并入标准电阻前、后直流母线与电底盘之间的电压，可计算得到系统的绝缘电阻值。特点：电路简单，但工作不可靠，不能响应动力电池内部对地短接故障。目前电池管理系统自带的绝缘监测多采用类似方案。类似专利：CN101158701A:高压系统电压及绝缘电阻测量电路，CN101603986A:车用高压电绝缘电阻测量电路§2.对称电压测量法原理:比较正负极对地电压是否相等特点:电路简单，相应时间短，但不能测量正负对称故障。抗漏电容干扰能力差。3、低频信号注入法原理：在系统直流母线与底盘之间注入低频交流信号，低频信号可以自动适应系统漏电容和绝缘电阻的大小。又称“自适应测量法”。特点：电路和软件算法复杂，但精度高，可靠性高。这种技术在国外绝缘监测产品中有成熟应用。深海电器公司的产品，就是采用低频信号注入法。3.常见绝缘监测设备的工作原理绝缘监测的相关标准和工作原理+-RpRnR0S_PS_NVpVnGndR0母线端电压法对称电压测量法目录一、电动汽车绝缘监测问题的提出二、绝缘监测的技术标准和原理三、深海电器公司绝缘监控仪产品介绍四、讨论问题河北深海电器有限公司在引进、消化吸收国外先进产品技术的基础上，开发出了一款适合中国电动车市场的绝缘监控仪产品。深海电器公司提供的绝缘监控仪1.概述主要技术特点：采用先进的微处理器技术，智能化设计；采用低频信号注入法，技术成熟可靠；可以在线实时动态监测系统的缘电阻值；具有自诊断和自动校准功能；可以自动适应系统的泄漏电容；可以提供PWM和ALARM信号两种输出接口；体积小，便于安装。适用直流高压范围宽：0-800VDC；通过观察Run灯状态可以进行快速故障诊断。产品名称：电动汽车绝缘监控仪规格型号：HS-020-12:适用于12V低压供电车辆HS-020-24:适用于24V低压供电车辆§采用低频信号注入法绝缘监控仪内部产生一个正负对称的方波信号，并通过L+/L-和KE/E端子与直流高压系统和底盘之间的绝缘电阻RF构成测量回路，测量回路中的电流在取样电阻Rm上会产生一个取样电压，这个电压信号被内置微处理器采集，通过运算可以得出绝缘电阻的大小。微处理器将计算得出的绝缘电阻值转换成PWM信号的占空比，并通过PWM+/PWM-端口对外输出。如果绝缘电阻值低于设定的故障告警值，微处理器将通过ALARM+/ALARM-端口输出告警信号。类似方案在国外配电行业的绝缘监测产品中有成熟应用。2.绝缘监控仪工作原理简介绝缘监测的相关标准和工作原理低频信号注入法深海电器公司提供的绝缘监控仪产品3.绝缘监控仪的主要技术参数ΩΩkDutykRF1200%51200%90--×=推荐PWM接口电路绝缘电阻与PWM占空比的关系式电气特性•辅助电源电压：9-18V或18～36V•高压直流电压：0-800VDC•输入功率：≤1.5W环境特性•工作温度:－40℃～＋85℃•储藏温度:－40℃～＋85℃•防护等级：IP53+5V(max.30V)RImax=5mA95%=0kΩ5%＞50MΩ100%=设备故障0%=设备故障外形尺寸图深海电器公司提供的绝缘检测设备4.绝缘检测设备接线图接线端子定义接线图2根高压线8根低压线一定要单独搭铁！低压线高压线5.如何使用ALARM信号和PWM信号？目录一、电动汽车绝缘监测问题的提出二、绝缘监测的技术标准和原理三、深海电器公司提供的绝缘监控仪产品四、讨论问题讨论问题1.安装位置选择建议布置在空气流动好的位置，避免剧烈的温度变化，这样可以提高产品的可靠性和使用寿命。建议对线束进行固定处理（捆扎），以减少振动，以防止线束的脱落或折断；应便于维护，如容易观察LED的状态。KE和E线要分开单独可靠搭铁。2.接插件选型？协商选择。3.绝缘监控仪报警后该如何处理？可以让系统继续运行，然后寻找一个合适的时机停车修理。安装绝缘监视仪不能阻止绝缘故障的发生，但是能在发生第二个故障前发出报警信号并且为及时排除故障赢得时间。4、客户建议征求客户建议：安装、使用，维护、连接器，线束长度等方面。感谢您关注深海电器公司的产品！2010-7-18