Isolationsovervågningsmetode for højspændingssystem
af nye energikøretøjer
I køretøjsmonterede systemer udføres isolationsovervågning normalt ved metoder som elektrisk overvågning, fysisk overvågning og lavfrekvent signalindsprøjtning. Det vil sige, at gennem sensorer og overvågningsmoduler installeret ved nøgleknudepunkter, detekteres isolationsmodstand og lækstrøm i realtid eller periodisk. Når de relevante parametre registreres at være lavere end tærsklen, vil systemet straks udløse en advarsel eller endda afbryde højspændingsstrømforsyningen for at beskytte køretøjets og passagerernes sikkerhed. Flere konventionelle overvågningsmetoder introduceres som følger:
1. Lækstrømsovervågning
Princippet er at overvåge strømmen mellem højspændingssystemet og jorden (køretøjets karosseri). Enhver uventet strøm (dvs. lækstrøm) indikerer, at der kan være dårlig isolering. Under normale omstændigheder bør højspændingssystemets lækstrøm til jorden være meget lille. Når lækstrømmen overstiger den indstillede tærskel, vurderes det, at der er et problem med isoleringen.
I selve implementeringsprocessen er en strømføler integreret i BMS eller anden højspændingsstyreenhed. Ved realtidsovervågning af strømmen i højspændingskredsløbet, især strømmen, der flyder til jorden, analyserer softwaren disse data gennem en algoritme og sammenligner dem med de forudindstillede sikkerhedsstandarder for at afgøre, om der er en unormalitet.
2. Overvågning af isolationsmodstand
Isolationsmodstandsværdien for de vigtigste dele af højspændingssystemet måles regelmæssigt eller under specifikke forhold for at evaluere isoleringsydelsen.
3. Overvågning af metode til lavfrekvent signalindsprøjtning
Denne detektionsmetode er en effektiv højspændingsisolationsovervågningsteknologi. Dens arbejdsprincip er at indsprøjte et lavfrekvent AC-signal på titusinder af hertz til hundredvis af hertz i den ene ende af højspændingskredsløbet (såsom den positive eller negative elektrode på højspændingsbatteriet) og indstille et overvågningspunkt i den anden ende (såsom chassiset eller jorden). Når det indsprøjtede lavfrekvente signal passerer gennem højspændingskredsløbet, hvis isoleringsydelsen af dette kredsløb er god, er dæmpningen af dette signal meget lille, men hvis der er en isolationsdefekt eller lækagevej i kredsløbet, vil signalet vil lække til jorden langs denne vej, hvilket resulterer i, at en svækket signalstyrke når overvågningspunktet. Under processen kan størrelsen af isolationsimpedansen beregnes ved at måle amplituden, faseændringen eller frekvensresponsen af signalet i sløjfen, og ved at sammenligne den forudindstillede sikkerhedstærskel for systemet, når den detekterede signaldæmpning eller den beregnede isolation impedansen er lavere end denne tærskel, vil systemet udløse en alarm for at indikere eksistensen af en isolationsfejl.
Ud fra ovenstående princip kan den specifikke implementeringsproces være at bruge en dedikeret signalgenerator tilgenerere et lavfrekvent AC-signal, og injicere det i højspændingssystemet gennem en isolationskobler, og indstil en højpræcisionsstrøm- eller spændingssensor i den anden ende af sløjfen for at opsamle signalet og optimere signalkvaliteten gennem signalbehandlingskredsløbet til efterfølgende analyse, og konverter derefter det analoge signal til et digitalt signal gennem en A/D-konverter, og behandle det digitalt af en MCU eller et applikationsspecifikt integreret kredsløb (ASIC) for at beregne parametre såsom signaldæmpning og faseforskydning, og estimer derefter isolationsimpedansen. Til sidst bedømmes isoleringstilstanden ved at sammenligne analyseresultaterne med de forudindstillede standarder. Hvis der findes et problem, implementeres den tilsvarende sikkerhedsstrategi.
Ud over de konventionelle isolationsovervågningsmetoder nævnt ovenfor, drevet af intelligens, for bedre at overvåge isoleringssikkerheden, bruges temperatursensorer og fugtsensorer i nogle mere avancerede systemer også til at overvåge det omgivende miljø i højspændingssystemet (fordi miljøfaktorer kan påvirke isoleringsevnen, såsom miljøer med høj temperatur eller høj luftfugtighed. Ydeevnen af isoleringsmaterialer vil falde. Ved at kombinere denne parameter kan der yderligere udføres en mere detaljeret vurdering af højspændingssystemets isoleringstilstand.
