Methoden voor isolatiebewaking
In voertuigsystemen wordt isolatiebewaking meestal geïmplementeerd door elektrische bewaking, fysieke bewaking, laagfrequente signaalinjectie, enz., dat wil zeggen, via sensoren en bewakingsmodules die op belangrijke knooppunten zijn geïnstalleerd, worden isolatieweerstand en lekstroom in realtime of periodiek gedetecteerd. 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 passagiers te beschermen. Verschillende conventionele bewakingsmethoden worden als volgt geïntroduceerd:
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 algoritmen 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 laagfrequente signaalinjectie
Deze detectiemethode is een efficiënte hoogspanningsisolatiebewakingstechnologie. Het werkprincipe is om een laagfrequent AC-signaal van tientallen Hz tot honderden Hz in één uiteinde van het hoogspanningscircuit (zoals de positieve of negatieve pool 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 verzwakking van de signaalsterkte die het bewakingspunt bereikt. In het proces kan de grootte van de isolatie-impedantie worden berekend door de amplitude, faseverandering of frequentierespons van het signaal in het circuit 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 het bovenstaande principe kan het specifieke implementatieproces zijn om een speciale signaalgenerator te gebruiken om een laagfrequent AC-signaal te genereren en dit via een isolatiekoppelaar in het hoogspanningssysteem te injecteren, en een zeer nauwkeurige stroom- of spanningssensor aan het andere uiteinde van de lus te plaatsen om het signaal te verzamelen, en de signaalkwaliteit te optimaliseren via het signaalconditioneringscircuit voor daaropvolgende analyse, en vervolgens het analoge signaal om te zetten in een digitaal signaal via de A/D-converter, en het digitaal te verwerken door de MCU of toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling (ASIC), om parameters zoals signaalverzwakking en faseverschuiving te berekenen, en vervolgens de isolatie-impedantie te schatten. Ten slotte wordt de isolatiestatus beoordeeld op basis van de vergelijking van de analyseresultaten met de vooraf ingestelde normen. Als er een probleem wordt gevonden, wordt de bijbehorende veiligheidsstrategie geïmplementeerd.
Naast de bovenstaande conventionele isolatiebewakingsmethoden, aangestuurd door intelligentie, worden in sommige geavanceerdere systemen temperatuursensoren en vochtigheidssensoren ook gecombineerd om de omgeving van het hoogspanningssysteem te bewaken om de isolatieveiligheid beter te bewaken (omdat omgevingsfactoren de isolatieprestaties kunnen beïnvloeden, zoals de prestaties van isolatiematerialen die afnemen bij omgevingen met hoge temperaturen of hoge vochtigheid). Door deze parameter te combineren, kan de isolatieconditie van het hoogspanningssysteem verder worden geëvalueerd.
