專利名稱：電動汽車高壓直流電絕緣監(jiān)測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車的控制設(shè)備，具體的說是一種用于電動汽車控制設(shè)備中的高壓直流電絕緣監(jiān)測電路。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，電動汽車越來越受到重視，在電動汽車中，用于驅(qū)動的高壓電的電壓很高(通常大于直流200V)，因此高壓電的安全性必須首先考慮，而其中的高壓直流電絕緣是高壓電的安全性的主要問題之一，目前還沒有一種用于監(jiān)測電動車上高壓電路運行狀態(tài)和安全性能的高壓直流電絕緣監(jiān)測電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于電動汽車的高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，它可解決該高壓電與車身之間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測，防止高壓電系統(tǒng)在絕緣故障情況下的運行，提高人車的安全性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是電動汽車高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，其特征在于所述的絕緣監(jiān)測電路的連接關(guān)系為，濾波器的兩個輸入端與相應(yīng)的高壓輸入端連接，濾波器的一個端接地，濾波器的兩個輸出端與保護(hù)器的兩個輸入端連接，保護(hù)器的兩個輸出端與放大器的兩個輸入端連接，放大器的輸出端與電壓比較電路的另一輸入端連接；高壓輸入的一端經(jīng)分壓電路后，與電壓比較電路的一輸入端連接。
采用本電路能實現(xiàn)動態(tài)時監(jiān)測高壓電路對車身的絕緣性能并輸出故障狀態(tài)信號，以便控制電路安全可靠地控制高壓電路的通斷，確保人車安全。且本發(fā)明的電路簡潔體積小，運行安全可靠。制造成本較低，可普遍應(yīng)用用于各類電動汽車中。


圖1為本發(fā)明一實施例的電路框2為本發(fā)明實施例的電路3為本發(fā)明實施例的電路波形示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明為用于電動汽車的高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，由濾波器1、保護(hù)器2、運算放大器3以及電壓基準(zhǔn)4和電壓比較電路5組成，組成，組成框圖見圖1。當(dāng)絕緣狀態(tài)超出允許范圍，產(chǎn)生絕緣故障信號。本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)在于高壓正端和負(fù)端，通過濾波電路和保護(hù)電路后，分別連接放大器正端和負(fù)端，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；同時高壓正端通過分壓電路，產(chǎn)生被測電壓；基準(zhǔn)電壓和被測電壓與比較器連接，產(chǎn)生絕緣狀態(tài)信號。高壓電路與監(jiān)測電路不共地，即高壓電路相對于測量電路是浮地的。
實施中如圖2，所述的絕緣監(jiān)測電路的連接關(guān)系為高壓負(fù)輸入端分別與電容C1的一端、電阻R1的一端連接；電阻R1的另一端與電阻R2的一端連接；高壓的正輸入端分別與電容C2的另一端、電阻R3的一端連接；電容C1的另一端、電容C2的一端均接地；電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接；電阻R2的另一端分別與二極管D1的負(fù)端、二極管D2的正端、電阻R5的一端、運算放大器IC1的負(fù)輸入端連接；電阻R4的另一端分別與二極管D1的正端、二極管D2的負(fù)端、電阻R6的一端、運算放大器IC1的正輸入端連接；電阻R5的另一端分別與運算放大器IC1的輸出端、電阻R7的一端、運算放大器IC2的正輸入端連接；電阻R6的另一端接地；電阻R7的另一端分別與電阻R8的一端、運算放大器IC3的負(fù)輸入端連接；電阻R9的一端與分壓電路的輸出端連接；電阻R9的另一端分別與運算放大器IC2的負(fù)輸入端、運算放大器IC3的正輸入端連接；電阻R8的另一端接地；電阻R10的一端與工作電源的正端連接；電阻R10的另一端分別與運算放大器IC2的輸出端、運算放大器IC3的輸出端連接。
本實施例已在國家863電動汽車重大專項燃料電池轎車項目中試用。
本發(fā)明中高壓電路和監(jiān)測電路不共地且將高壓正輸入端的電壓分壓作為被監(jiān)測電壓?；谶@兩個特點，當(dāng)高壓電與車身地的絕緣電阻發(fā)生改變時，高壓電正負(fù)端之間的電壓差并不會因之改變，即放大器(3)的輸出電壓不變。因此，取其值作為基準(zhǔn)電壓。然而，此時由于絕緣電阻的變化，高壓正端對地的電壓卻會變化，并與絕緣電阻變化的值成比例。因此，監(jiān)測該電壓的變化，即可獲得高壓電的絕緣狀態(tài)。通過一個比較器電路即可實現(xiàn)要求的監(jiān)測功能。
本發(fā)明中的高壓電絕緣監(jiān)測的過程為根據(jù)基爾霍夫電壓定律，電路中任一回路內(nèi)各段電壓的代數(shù)和為零。設(shè)高壓電總電壓為VA，對于任意參考點p，高壓電正端與電壓參考點p之間電壓為V+p，高壓電負(fù)端與電壓參考點p之間電壓為Vp_，則VA＝V+p+Vp_。我們選擇這個參考點p為工作電路的地。高壓電正負(fù)端信號通過濾波和保護(hù)電路送入放大器進(jìn)行比例運算，得到高壓電路的基準(zhǔn)電壓。同時對高壓正端通過電阻分壓得到V+p，作為被監(jiān)測電壓。根據(jù)虛短和虛地理論，正常絕緣狀態(tài)下，我們可以認(rèn)為高壓電的兩端與參考點p之間的電阻值相同，因此V+p＝Vp_。當(dāng)絕緣狀態(tài)改變時，即高壓電的某一端與參考點p之間的電阻發(fā)生變化，V+p隨之變化。
如圖2，高壓電兩端Vi_、Vi+經(jīng)過電容C1濾波后，分別通過電阻R1、R2和R3、R4連接至放大器IC1的正負(fù)輸入端，和電阻R5、R6構(gòu)成比例運算電路，得到電壓V1。二極管D1和D2可以保護(hù)放大器IC1。經(jīng)電阻R7、R8分壓得到電壓V2，分別作為由IC2、IC3等構(gòu)成的比較器的上下限基準(zhǔn)電壓。同時，高壓正端電壓經(jīng)過一定比例的分壓得到被監(jiān)測電壓Va，作為比較器的測量輸入，與電壓V1、V2進(jìn)行比較并輸出相應(yīng)絕緣狀態(tài)信號。被監(jiān)測電壓超出規(guī)定電壓范圍時，輸出Viso跳變?yōu)榈碗娖?，即產(chǎn)生了絕緣故障信號。如圖3正常時，T0到T1，T2到T3及T4到T5期間，Va在V1和V2之間波動，絕緣狀態(tài)正常。T1到T2和T3到T4期間，Va超出規(guī)定電壓范圍，產(chǎn)生絕緣故障信號。
權(quán)利要求
1.電動汽車高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，其特征在于所述的絕緣監(jiān)測電路的連接關(guān)系為，濾波器的兩個輸入端與相應(yīng)的高壓輸入端連接，濾波器的一個端接地，濾波器的兩個輸出端與保護(hù)器的兩個輸入端連接，保護(hù)器的兩個輸出端與放大器的兩個輸入端連接，放大器的輸出端與電壓比較電路的另一輸入端連接；高壓輸入的一端經(jīng)分壓電路后，與電壓比較電路的一輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，其特征在于所述的絕緣監(jiān)測電路的連接關(guān)系為，高壓負(fù)輸入端分別與電容C1的一端、電阻R1的一端連接；電阻R1的另一端與電阻R2的一端連接；高壓的正輸入端分別與電容C2的另一端、電阻R3的一端連接；電容C1的另一端、電容C2的一端均接地；電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接；電阻R2的另一端分別與二極管D1的負(fù)端、二極管D2的正端、電阻R5的一端、運算放大器IC1的負(fù)輸入端連接；電阻R4的另一端分別與二極管D1的正端、二極管D2的負(fù)端、電阻R6的一端、運算放大器IC1的正輸入端連接；電阻R5的另一端分別與運算放大器IC1的輸出端、電阻R7的一端、運算放大器IC2的正輸入端連接；電阻R6的另一端接地；電阻R7的另一端分別與電阻R8的一端、運算放大器IC3的負(fù)輸入端連接；電阻R9的一端與分壓電路的輸出端連接；電阻R9的另一端分別與運算放大器IC2的負(fù)輸入端、運算放大器IC3的正輸入端連接；電阻R8的另一端接地；電阻R10的一端與工作電源的正端連接；電阻R10的另一端分別與運算放大器IC2的輸出端、運算放大器IC3的輸出端連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動汽車高壓直流電絕緣監(jiān)測電路，其特征為所述的絕緣監(jiān)測電路的連接關(guān)系為，濾波器的兩個輸入端與相應(yīng)的高壓輸出端連接，濾波器的一個端接地，濾波器的兩個輸出端與保護(hù)器的兩個輸入端連接，保護(hù)器的兩個輸出端與放大器的兩個輸入端連接，放大器的輸出端與電壓比較電路的另一輸入端連接；高壓輸出的一端與分壓電路的一端連接，分壓電路的另一端與電壓比較電路的一輸入端連接。采用本電路能實現(xiàn)動態(tài)實時監(jiān)測高壓電路對車身的絕緣性能并輸出故障狀態(tài)信號，以便控制電路及時切斷高壓電輸出，提高車輛運行的安全。且本發(fā)明的電路簡潔體積小，運行安全可靠，制造成本較低，可普遍應(yīng)用用于各類電動汽車可普遍應(yīng)用于各類電動汽車的絕緣監(jiān)測控制系統(tǒng)中。
文檔編號B60R16/02GK1634724SQ20031012293
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者卓斌, 樊曉松, 陸珂?zhèn)? 郭海濤, 楊林 申請人:泛亞汽車技術(shù)中心有限公司, 上海交通大學(xué)