Metóda monitorovania izolácie vysokonapäťového systému
nových energetických vozidiel
V systémoch namontovaných na vozidle sa kontrola izolácie zvyčajne vykonáva metódami, ako je elektrické monitorovanie, fyzické monitorovanie a vstrekovanie nízkofrekvenčného signálu. To znamená, že prostredníctvom senzorov a monitorovacích modulov inštalovaných v kľúčových uzloch sa v reálnom čase alebo periodicky zisťuje izolačný odpor a zvodový prúd. Keď sa zistí, že príslušné parametre sú nižšie ako prahová hodnota, systém okamžite spustí varovanie alebo dokonca preruší vysokonapäťové napájanie, aby ochránil bezpečnosť vozidla a cestujúcich. Zavádza sa niekoľko bežných monitorovacích metód takto:
1. Monitorovanie unikajúceho prúdu
Princípom je sledovanie prúdu medzi vysokonapäťovou sústavou a zemou (karosériou vozidla). Akýkoľvek neočakávaný tok prúdu (tj zvodový prúd) naznačuje, že izolácia môže byť slabá. Za normálnych okolností by zvodový prúd vysokonapäťového systému do zeme mal byť veľmi malý. Keď zvodový prúd prekročí nastavenú prahovú hodnotu, považuje sa to za problém s izoláciou.
V samotnom procese implementácie je do BMS alebo inej vysokonapäťovej riadiacej jednotky integrovaný snímač prúdu. Monitorovaním prúdu vo vysokonapäťovom obvode v reálnom čase, najmä prúdu tečúceho do zeme, softvér analyzuje tieto údaje pomocou algoritmu a porovnáva ich s vopred nastavenými bezpečnostnými štandardmi, aby zistil, či ide o abnormalitu.
2. Monitorovanie izolačného odporu
Hodnota izolačného odporu kľúčových častí vysokonapäťového systému sa meria pravidelne alebo za špecifických podmienok na vyhodnotenie izolačného výkonu.
3. Monitorovanie metódy vstrekovania nízkofrekvenčného signálu
Táto metóda detekcie je efektívna technológia monitorovania izolácie vysokého napätia. Jeho pracovným princípom je vstreknúť nízkofrekvenčný striedavý signál v desiatkach až stovkách hertzov do jedného konca vysokonapäťového obvodu (ako je kladná alebo záporná elektróda vysokonapäťovej batérie) a nastaviť monitorovací bod. na druhom konci (ako je podvozok alebo zem). Keď vstrekovaný nízkofrekvenčný signál prechádza cez vysokonapäťový obvod, ak je izolačný výkon tohto obvodu dobrý, útlm tohto signálu je veľmi malý, ale ak je v obvode porucha izolácie alebo úniková cesta, signál bude unikať na zem pozdĺž tejto cesty, čo bude mať za následok oslabenie sily signálu dosiahnutia monitorovacieho bodu. Počas procesu možno veľkosť izolačnej impedancie vypočítať meraním amplitúdy, fázovej zmeny alebo frekvenčnej odozvy signálu v slučke a porovnaním vopred nastaveného bezpečnostného prahu systému, keď sa zistí útlm signálu alebo vypočítaná izolácia ak je impedancia nižšia ako táto prahová hodnota, systém spustí alarm, ktorý indikuje existenciu poruchy izolácie.
Na základe vyššie uvedeného princípu môže byť špecifickým procesom implementácie použitie vyhradeného generátora signálugenerovať nízkofrekvenčný striedavý signál a privádzať ho do vysokonapäťového systému cez izolačnú spojku a nastaviť vysoko presný prúdový alebo napäťový senzor na druhý koniec slučky, aby zbieral signál a optimalizoval kvalitu signálu prostredníctvom obvod na úpravu signálu pre následnú analýzu a potom konvertuje analógový signál na digitálny signál cez A/D prevodník a digitálne ho spracuje pomocou MCU alebo integrovaného obvodu špecifického pre aplikáciu (ASIC), na výpočet parametrov, ako je útlm signálu a fázový posun a potom odhadnite izolačnú impedanciu. Nakoniec sa izolačný stav posúdi porovnaním výsledkov analýzy s vopred stanovenými normami. Ak sa zistí problém, implementuje sa zodpovedajúca bezpečnostná stratégia.
Okrem konvenčných metód monitorovania izolácie uvedených vyššie, poháňaných inteligenciou, s cieľom lepšieho monitorovania bezpečnosti izolácie, sa v niektorých pokročilejších systémoch používajú na monitorovanie okolitého prostredia vysokonapäťového systému aj snímače teploty a vlhkosti (pretože environmentálne faktory môžu ovplyvniť výkon izolácie, ako je prostredie s vysokou teplotou alebo vysokou vlhkosťou. Výkon izolačných materiálov sa zníži). Kombináciou tohto parametra možno ďalej vykonať podrobnejšie posúdenie izolačného stavu vysokonapäťovej sústavy.
