Метод контроля изоляции высоковольтной системы
транспортных средств на новой энергии
В системах, устанавливаемых на транспортные средства, контроль изоляции обычно осуществляется такими методами, как электрический контроль, физический контроль и низкочастотная инжекция сигнала. То есть, с помощью датчиков и модулей контроля, установленных в ключевых узлах, сопротивление изоляции и ток утечки определяются в режиме реального времени или периодически. Как только соответствующие параметры будут обнаружены ниже порогового значения, система немедленно выдаст предупреждение или даже отключит высоковольтное питание для защиты безопасности транспортного средства и пассажиров. Ниже представлено несколько традиционных методов контроля:
1. Контроль тока утечки
Принцип заключается в контроле тока между высоковольтной системой и землей (кузовом транспортного средства). Любой неожиданный ток (т. е. ток утечки) указывает на то, что может быть плохая изоляция. При нормальных обстоятельствах ток утечки высоковольтной системы на землю должен быть очень небольшим. Когда ток утечки превышает установленный порог, считается, что возникла проблема с изоляцией.
В процессе фактического внедрения датчик тока интегрируется в BMS или другой блок управления высокого напряжения. Путем мониторинга тока в цепи высокого напряжения в режиме реального времени, особенно тока, текущего на землю, программное обеспечение анализирует эти данные с помощью алгоритма и сравнивает их с заданными стандартами безопасности, чтобы определить, есть ли аномалия.
2. Контроль сопротивления изоляции
Значение сопротивления изоляции ключевых частей высоковольтной системы измеряется регулярно или при определенных условиях для оценки характеристик изоляции.
3. Мониторинг метода инжекции низкочастотного сигнала
Этот метод обнаружения является эффективной технологией контроля изоляции высокого напряжения. Его рабочий принцип заключается в том, чтобы ввести низкочастотный сигнал переменного тока от десятков до сотен герц в один конец цепи высокого напряжения (например, положительный или отрицательный электрод высоковольтной батареи) и установить точку контроля на другом конце (например, шасси или заземление). Когда введенный низкочастотный сигнал проходит через цепь высокого напряжения, если изоляционные характеристики этой цепи хорошие, затухание этого сигнала очень мало, но если в цепи есть дефект изоляции или путь утечки, сигнал будет просачиваться на землю по этому пути, что приведет к ослаблению силы сигнала, достигающего точки контроля. Во время процесса величина импеданса изоляции может быть рассчитана путем измерения амплитуды, изменения фазы или частотной характеристики сигнала в контуре, и путем сравнения с заданным порогом безопасности системы, когда обнаруженное затухание сигнала или рассчитанное импеданс изоляции ниже этого порога, система выдаст сигнал тревоги, чтобы указать на наличие неисправности изоляции.
На основе вышеизложенного принципа конкретный процесс реализации может заключаться в использовании специального генератора сигналов длягенерировать низкочастотный сигнал переменного тока и вводить его в высоковольтную систему через изолирующий соединитель, и устанавливать высокоточный датчик тока или напряжения на другом конце петли для сбора сигнала и оптимизировать качество сигнала через схему формирования сигнала для последующего анализа, а затем преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой сигнал через АЦП и выполнять его цифровую обработку с помощью микроконтроллера или специализированной интегральной схемы (ASIC) для расчета таких параметров, как затухание сигнала и сдвиг фаз, а затем оценивать сопротивление изоляции. Наконец, состояние изоляции оценивается путем сравнения результатов анализа с заданными стандартами. Если обнаружена проблема, реализуется соответствующая стратегия безопасности.
В дополнение к традиционным методам контроля изоляции, упомянутым выше, основанным на интеллекте, для лучшего контроля безопасности изоляции в некоторых более продвинутых системах также используются датчики температуры и влажности для контроля окружающей среды высоковольтной системы (поскольку факторы окружающей среды могут влиять на эффективность изоляции, например, высокая температура или высокая влажность. Эффективность изоляционных материалов снизится). Объединив этот параметр, можно дополнительно выполнить более подробную оценку состояния изоляции высоковольтной системы.
