Isolatiebewakingsmethode van hoogspanningssysteem
van nieuwe energievoertuigen
In voertuiggemonteerde systemen wordt isolatiebewaking meestal uitgevoerd door methoden zoals elektrische bewaking, fysieke bewaking en laagfrequente signaalinjectie. Dat wil zeggen dat isolatieweerstand en lekstroom in realtime of periodiek worden gedetecteerd via sensoren en bewakingsmodules die op belangrijke knooppunten zijn geïnstalleerd. Zodra wordt gedetecteerd dat de relevante parameters lager zijn dan de drempelwaarde, zal het systeem onmiddellijk een waarschuwing activeren of zelfs de hoogspanningsvoeding uitschakelen om de veiligheid van het voertuig en de inzittenden te beschermen. Er worden verschillende conventionele bewakingsmethoden geïntroduceerd, zoals hieronder:
1. Lekstroombewaking
Het principe is om de stroom tussen het hoogspanningssysteem en de grond (carrosserie) te bewaken. Elke onverwachte stroom (d.w.z. lekstroom) geeft aan dat er mogelijk sprake is van slechte isolatie. Onder normale omstandigheden zou de lekstroom van het hoogspanningssysteem naar de grond zeer klein moeten zijn. Wanneer de lekstroom de ingestelde drempelwaarde overschrijdt, wordt aangenomen dat er een probleem is met de isolatie.
In het daadwerkelijke implementatieproces wordt een stroomsensor geïntegreerd in het BMS of een andere hoogspanningsregeleenheid. Door realtime monitoring van de stroom in het hoogspanningscircuit, met name de stroom die naar de grond stroomt, analyseert de software deze gegevens via een algoritme en vergelijkt ze met de vooraf ingestelde veiligheidsnormen om te bepalen of er sprake is van een afwijking.
2. Isolatieweerstandsbewaking
De isolatieweerstandswaarde van de belangrijkste onderdelen van het hoogspanningssysteem wordt regelmatig of onder specifieke omstandigheden gemeten om de isolatieprestaties te evalueren.
3. Monitoring van de methode voor laagfrequente signaalinjectie
Deze detectiemethode is een efficiënte hoogspanningsisolatiebewakingstechnologie. Het werkprincipe is om een laagfrequent AC-signaal van tientallen hertz tot honderden hertz in één uiteinde van het hoogspanningscircuit (zoals de positieve of negatieve elektrode van de hoogspanningsbatterij) te injecteren en een bewakingspunt aan het andere uiteinde (zoals het chassis of de grond) in te stellen. Wanneer het geïnjecteerde laagfrequente signaal door het hoogspanningscircuit gaat, is de demping van dit signaal erg klein als de isolatieprestaties van dit circuit goed zijn, maar als er een isolatiedefect of lekpad in het circuit is, zal het signaal langs dit pad naar de grond lekken, wat resulteert in een verzwakte signaalsterkte die het bewakingspunt bereikt. Tijdens het proces kan de grootte van de isolatie-impedantie worden berekend door de amplitude, faseverandering of frequentierespons van het signaal in de lus te meten en door de vooraf ingestelde veiligheidsdrempel van het systeem te vergelijken, wanneer de gedetecteerde signaalverzwakking of de berekende isolatie-impedantie lager is dan deze drempel, zal het systeem een alarm activeren om het bestaan van een isolatiefout aan te geven.
Op basis van bovenstaand principe kan het specifieke implementatieproces bestaan uit het gebruik van een speciale signaalgenerator omgenereer een laagfrequent AC-signaal en injecteer het in het hoogspanningssysteem via een isolatiekoppelaar, en stel een zeer nauwkeurige stroom- of spanningssensor in aan het andere uiteinde van de lus om het signaal te verzamelen, en optimaliseer de signaalkwaliteit via het signaalconditioneringscircuit voor daaropvolgende analyse, en converteer vervolgens het analoge signaal naar een digitaal signaal via een A/D-converter, en verwerk het digitaal door een MCU of een toepassingsspecifiek geïntegreerd circuit (ASIC), om parameters zoals signaalverzwakking en faseverschuiving te berekenen, en schat vervolgens de isolatie-impedantie. Ten slotte wordt de isolatiestatus beoordeeld door de analyseresultaten te vergelijken met de vooraf ingestelde normen. Als er een probleem wordt gevonden, wordt de bijbehorende veiligheidsstrategie geïmplementeerd.
Naast de hierboven genoemde conventionele isolatiebewakingsmethoden, aangestuurd door intelligentie, worden in sommige geavanceerdere systemen ook temperatuursensoren en vochtigheidssensoren gebruikt om de omgeving van het hoogspanningssysteem te bewaken om de isolatieveiligheid beter te bewaken (omdat omgevingsfactoren de isolatieprestaties kunnen beïnvloeden, zoals omgevingen met een hoge temperatuur of hoge vochtigheid. De prestaties van isolatiematerialen zullen afnemen). Door deze parameter te combineren, kan een meer gedetailleerde beoordeling van de isolatieconditie van het hoogspanningssysteem verder worden uitgevoerd.
