针对电气母线隔离监测中不对称绝缘故障监测不准确的问题,提出了一种基于外电阻原理的检测方法和母线绝缘监测系统研究了基于STM32单片机的电气系统。系统的STM32单片机通过控制ADS1255电压采集芯片从电池收集正负电压,并通过继电器控制拓扑电路以修改拓扑电路的结构,然后计算正极使用拓扑电路的计算公式得出电池的负极。体的绝缘电阻。时,通过内部控制器的本地网络到车辆的通信电路,将数据发送到电气总线的绝缘隔离中,以确定警报。了分析电池隔离损坏的过程,该设计配备了时钟电路和存储电路,以记录测试数据。验结果表明,在对称绝缘破坏和系统不对称条件下,以及系统正负极绝缘电阻的情况下,绝缘电阻的测量误差均小于2%。电池低于系统定义的隔离电阻时,系统触发警报。研究符合监测电动巴士绝缘精度的国家要求。年来,电动汽车发展迅速[1],许多国内外研究机构[25]进行了广泛的安全性研究并设计和开发了可实际应用的相关产品。电动汽车领域,动力电池和汽车车身的绝缘电阻有明确的要求:绝缘监测系统必须准确监测电池和汽车的绝缘电阻。
据国家法规和行业要求,如果绝缘电阻过低,会触发警报。本制造的本田INSIGHT车辆和丰田的PRIUS电动车均配备了高压绝缘监测系统[6]。
系统与电池管理系统交互[78]。视电源管理。前,市售的隔离监测系统包括直接泄漏测量方法[9],电流检测方法[5],辅助电源方法[10],平衡电桥方法[11]和高频信号注入方法[12]。
常用的方法是平衡电桥方法和高频信号注入方法[13]。年来,中国的电动汽车绝缘监测相对较快:许多研究机构[1417]对绝缘监测进行了大量研究,其产品在该领域占有重要地位。管传统的汽车绝缘监测系统可以准确地检测非对称绝缘损伤的绝缘电阻,但是对称绝缘损伤的检测还是不够充分的。此,基于外部电阻监测理论,电动汽车存在测量精度低,对称绝缘故障测量不准确的问题[18]。
称和不对称绝缘损坏的电动客车锂电池。这些条件下,可以获得对绝缘电阻的精确监控。研究具有很高的测量精度,可以满足国家的要求,并具有广阔的应用前景。据国际标准IEC / TR,人体产生感觉的电流阈值为2 mA。此,在由人体电阻和电池组组成的回路中,传输电流不超过2 mA,即汽车的最大泄漏电流不超过2 mA,并且绝缘被认为是合格的。汽车工业中,泄漏电流定义为电池组与车辆电动底盘之间的泄漏电流,该电流不得超过2 mA,以确保驾驶时人员的安全。此,在汽车绝缘监视系统中,根据锂电池电压和最大泄漏电流,可以计算出电池的正极和负极的最小绝缘电阻。对于车辆底盘的角度。池的负极检查车辆底盘的张力。

车辆底盘电压上测试电池的正极,并且正极电池测试的原理如图2所示。果测得的电压V1> V2,
电缆则电池的正极隔离电阻会更高负隔离电阻。时,电阻器RN1被施加到动力电池的负极以测量电压V1,并且电池的负极的外电阻的原理在图2中示出。

离监视装置主要包括STM32芯片及其外围电路,电压测量电路,存储电路,声光报警电路,AD采样电路等。硬件结构框图如图5所示。于STM32,电气总线隔离监视系统的控制中心使用STM32F105微控制器。片机是由ST生产的具有32位精简指令集的微处理器(RISC插槽机,ARM)。

系统具有高达72 MHz的主频率以及集成电路总线(IIC)和单片机微控制器控制网络。种设备,例如控制器网络(CAN),串行设备接口(SPI),通用异步接收器/发送器(UART)等。以与外部电路通信。控制器具有电路调试仿真功能,可让开发人员快速调试系统程序并缩短开发周期[19]。了防止外部电压采集电路影响MCU的正常运行并确保系统安全可靠地运行,该电路必须将MCU与电压采集电路电隔离,以便ADS1255被选作外部AD电压采集芯片。ADS1255是TI的双通道,24通道SPI接口精密电压采集芯片。该系统中,MCU的SPI接口通过光耦合器与ADS1255电压采集芯片的SPI接口通信(ADS1255电路的电路图如图6所示)。这种设计中,有必要存储系统警报信息和其他数据。此,选择AT24C512存储芯片作为系统数据存储。AT24C512是ATMEL生产的512 kb存储芯片。数据通信模式为IIC通信。时,芯片具有防止写入的功能。MCU在数据存储周期中禁用写保护功能,以读取和写入芯片的内部数据。
存储周期中,启用了芯片的写保护功能,以防止篡改芯片上的数据。该系统中,绝缘监控系统使用车内的CAN总线将绝缘监控数据发送到电动总线控制台。CAN通信电路采用隔离式CAN收发器ADM3053。芯片包含隔离的DC / DC转换器。围电路设计简单,大大提高了抗干扰通信能力。CAN通信电路的框图如图8所示。统软件主要结束对电动公交车电源电池绝缘电阻的检测,并与电动公交车控制台进行通讯。虑到微控制器程序的可移植性和项目开发周期的缩短,我们选择使用Keil和ST软件提供的标准库函数来开发微控制器程序。
Keil开发环境中编辑,链接和编译程序后,将程序下载到微控制器。MCU程序主要负责诸如模拟量采集,隔离电阻计算,CAN数据通信和数据存储之类的任务。研究系统以300V / 20A锂电池为核心,并将FLUKE187数字万用表用作实验结果校准仪器。该实验中,
电缆通过动力锂电池的正极和负极与电动客车车体之间的并联电阻模拟了锂电池与底盘的隔离电阻。离度由上位机测量(请参见表1)。文通过测量电动汽车绝缘电阻的阻值,提出了一种基于外阻的测量方法,该方法的测量精度不高。离度小于2%。现有的关联方案相比,该方案具有电路相对简单,成本低和对称故障的准确测量的优点。实验平台的构建过程中进行的测试表明,它可以准确地测量车辆电池的正极和负极与车辆底盘之间的绝缘电阻,并可以存储和读取历史数据。项研究对于测量电动汽车电池的绝缘电阻具有重要意义,并且对于电动汽车市场的发展是安全的。
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