用于具有高压电网的交通工具的接地故障检测系统技术方案

一种用于检测使用高压（ＨＶ）电网的交通工具或其他系统中的电隔离的损失的接地故障检测系统和方法。通过对ＨＶ电容器充电，然后将其在不同时间连接在电网ＨＶ导线和地（或交通工具底盘）之间，并在固定时间段后测量它们剩余的电量，可确定电隔离的损失。根据在ＨＶ系统连接到ＨＶ电网期间通过前面提到的电容器损失的能量，ＨＶ系统可被认为与地适当地隔离或没有适当地隔离。

【技术实现步骤摘要】
用于具有高压电网的交通工具的接地故障检测系统专利技术背景完全或部分地依赖于电力的电动交通工具、混合动力电动交通工具以及其他的交通工具可包括高压(HV)电池。HV电池可连接到HV配电 系统，所述HV配电系统将向/从任何数量的HV交通工具系统，例如但 不限于牵引逆变器、充电器、DC-CD转换器以及其他HV负荷传送/获得 能量。HV配电系统可包括导线、或其他基础设施以在HV系统之间传输 HV能量。导线可用于表征(characterize)具有高压正极(HV—P )导线 和高压负极(HV_N)导线的HV电力网络。因为这些导线中的任一导线 都不连接到交通工具地(vehicle ground)(即交通工具底盘)，所以认为 HV电力网络具有浮动地(floating ground )。大量的低压(LV)系统可连接到交通工具地，例如但不限于交通工 具灯、信息娱乐装置、空调系统、座椅调整电动机(seat motor)等。类 似于HV电力网络，LV系统可依赖于LV电力网络以帮助分配LV能量。 HV电力网络与LV电力网络的电隔离对于保持电力网络和依赖于电力网 络的系统的正常运行是重要的。专利技术概述根据本专利技术的一个方面，提供了 一种用于测试包括在交通工具系统中 的分离的高压网络和低压网络的电隔离的方法，其中所述低压网络参考交 通工具地，并且所述高压网络参考高压电池的负极，所述方法包括根据接地故障检测单元内的电容器放电来确定所述电隔离为可接受 的或不可接受的，所述接地故障检测单元配置成使正导线电容器(Cp) 向所述高压网络的高压正导线(HV_P )放电，以及使负导线电容器(Cn)向所述高压网络的高压负导线(HV_N)放电。所述方法进一步可包括，根据所述Cp两端的电压(Vcp )和所述Cn 两端的电压(Vcn)来确定所述电隔离为可接受的或不可接受的。所述方法进一步可包括，冲艮据以下方程确定Vcp:「C O《.,,」'V"化'- -"))。 所述方法进一步可包括，根据以下方程确定Vcn:所述方法进一步可包括，根据所述接地故障检测单元两端的电压(Vgfdet)来确定所述电隔离为可接受的或不可接受的。 所述方法进一步可包括，根据以下方程确定Vgfdet:<formula>formula see original document page 6</formula>所述方法进一步可包括，如果所述HV_P和所述HV一N的每一个的 对地等效电阻在极限值以下，则确定所述电隔离为不可接受的。所述方法进一步可包括，如果所述Cp或所述Cn中之一的两端的电 压(Vcp或Vcn)小于期望的电压阈值，则确定所述Cp或所述Cn已经 放电超过期望的阈值。所述方法进一步可包括，确定所述Vcp和所述Vcn中的每一个的所 述期望的电压阈值，所述期望的电压阈值对应于测试电压(Vtest一P和 Vtest—N )，所述测试电压被用来用从包括在所述接地故障检测单元内的分 离的电源提供的能量对Cp和Cn充电。所述方法进一步可包括，在所述接地故障检测单元内的多个开关以便 控制对所述Cp和所述Cn的充电和放电。在所述方法中，Vtest一P和Vtest一N可大于包括在所述HV网络中的 高压电池(HV_batt)的电压。根据本专利技术的又一方面，提供了 一种用于测试包括在交通工具系统中 的分离的高压网络和低压网络的电隔离的系统，其中所述低压网络参考交通工具底盘，而所述高压网络参考高压电池的负极，所述系统包括接地故障检测单元，其配置成根据被释放给所述高压网络的高压正导线(HV—P)和所述高压网络的高压负导线(HV—N)的能量来确定所述 电隔离是可接受的或不可接受的。在所述系统中，所述接地故障检测单元可包括向所述HV—P和所述 HV—N释放能量的一个或更多电容器，其中基于从所述电容器释放的能量 来确定所述电隔离是可接受的或不可接受的。在所述系统中，所述接地故障检测单元可包括一个或更多开关以帮助 选择性地使所述一个或更多电容器向所述HV_P和所述HV—N放电。在所述系统中，所述接地故障检测单元可包括分别向所述HV—P和所 述HV—N释放能量的分离的电容器(Cp和Cn),以及其中如果Cn放电 超过预定阈值，则所述接地故障检测单元确认HV一N的电隔离为不可接 受的，以及如果Cp放电超过预定阈值，则所述接地故障检测单元确认 HV_P的电隔离为不可接受的。在所述系统中，所述接地故障检测单元可根据所述接地故障检测单元 两端的电压(Vgfdet)来确定所述电隔离为可接受的或不可接受的，其中 才艮据以下方程确定Vgfdet:^G/物) 一 — ) 一 — 4")—在所述系统中，所述接地故障检测单元可包括分別向所述HV—P和所 述HV—N释放能量的分离的电容器(Cp和Cn),以及其中所述接地故障 检测单元才艮据所述Cp两端的电压(Vcp )和所述Cn两端的电压(Vcn) 来确定所述电隔离为可接受的或不可接受的。在所述系统中，所述接地故障检测单元可根据以下方程确定Vcp:在所述系统中，所述接地故障检测单元可根据以下方程确定Vcn:附图简述附图说明图1示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的HV交通工具系统；图2示意性地示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的测试电路 (arrangement);图3a-3d示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的开关的时序；图4a-4d示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的电容性放电；图5示意性地示出了依据本专利技术的一个非限制性方面，当存在HV电 池时的测试电3各；图6a-6b示出了依据本专利技术的一个非限制性方面，当存在牵引用电池 时，接地故障检测器从HV—P和HV一N看起的等效电路；图7图形化地示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的等效电阻；图8图形化地示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的作为等效电 阻的函数的接地故障检测系统的电压；以及图9示意性地示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的接地故障检 测系统。优选实施方式的详细描述图1示出了依据本专利技术的一个非限制性方面的HV交通工具系统。该 系统可包括向/从具有高压正极(HV_P)导线和高压负极(HV一N)导线 的HV电力网络传送/接收HV能量的HV电池。HV电力网络可与向一个 或更多LV负荷提供低压能量的低压(LV)电力网络电隔离。保持HV网 络与LV网络电隔离对于保持电力网络和依赖于电力网络的系统的正常运 行是重要的。本专利技术的一个非限制性方面预期测试此电隔离。为了示例性的目的而不旨在限制本专利技术的范围和预期，系统被表示为包括可用来支持全部或部分地依赖于HV能量的基于交通工具的电路的 一定数量的部件。这些部件可包括，但不限于电池充电器、HV电池、接 地故障检测系统、HV负荷、HV DC/AC逆变器、HV电机(电动机)、 HV到LV的DC/DC转换器、LV电池、交通工具地，以及LV负荷。电 池充电器可配置成用从墙上插座或其他外部电源提供的能量对HV电池 充电。DC/AC逆变器可用于将从HV电池提供的HV DC能量转换为AC 能量，所述AC能量可用于驱动电机，所述电机也可配置成将电机的机械 转动转化为可用于对HV电池充电的DC能量。HV到LV的DC/DC转换 器可用于将HV能量转换为可用于运行LV负荷的LV能量。接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法用于测试包括在交通工具系统中的分离的高压网络和低压网络的电隔离，其中所述低压网络参考交通工具地，并且所述高压网络参考高压电池的负极，所述方法包括：　根据接地故障检测单元内的电容器放电来确定所述电隔离为可接受的或不可接 受的，所述接地故障检测单元配置成使正导线电容器（Ｃｐ）向所述高压网络的高压正导线（ＨＶ＿Ｐ）放电，以及使负导线电容器（Ｃｎ）向所述高压网络的高压负导线（ＨＶ＿Ｎ）放电。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔安琪尔阿希娜，乔迪艾斯考达，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]