一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法及控制器技术方案

本发明专利技术公开了一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法及控制器，包括：预先获取在充电系统正常充电的情况下，车辆储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；在充电系统为车辆充电的过程中，通过充电系统的输出电压传感器实时检测储能电源两端的电压，并定期求取其在预设充电时间内的电压上升实际值；当电压上升预期值与电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的电压值大于预设电压阈值时，确定充电系统处于异常绝缘状态。可见，本申请解决了车辆及其充电系统负极接地情况下的绝缘检测问题，从而保证了车辆的充电安全性；且无需额外增设检测电路，从而节省了检测成本。

An Insulation Detection Method and Controller for Energy Storage Railway Vehicle Charging System

The invention discloses an insulation detection method and a controller for an energy storage rail vehicle charging system, which includes: obtaining in advance the expected value of voltage rise at both ends of the vehicle energy storage power supply during the preset charging time under the normal charging condition of the charging system; detecting the energy storage power in real time through the output voltage sensor of the charging system during the charging process for the vehicle. When the difference between the expected value of voltage rise and the actual value of voltage rise is not greater than the preset voltage threshold, the charging system is determined to be in normal insulation state; when the voltage difference between the two is greater than the preset voltage threshold, the charging system is determined to be in abnormal insulation state. It can be seen that the application solves the problem of insulation detection in the case of negative grounding of the vehicle and its charging system, thus ensuring the charging safety of the vehicle, and does not require additional detection circuit, thus saving the detection cost.

【技术实现步骤摘要】
一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法及控制器
本专利技术涉及绝缘检测
，特别是涉及一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法及控制器。
技术介绍
目前，储能式轨道车辆的充电系统作为大功率充电设备，其正负极间的绝缘性要求较高。而储能式轨道车辆在复杂的应用环境下一旦出现部件、电缆老化，都可能导致绝缘性能下降，从而降低储能式轨道车辆的充电安全性；严重的话甚至可能会导致漏电或短路现象的发生，从而因热积累效应造成起火燃烧。因此，为保证储能式轨道车辆的充电安全性，必须增加对其充电系统的绝缘状态的检测。现有技术中，其它类车辆的充电设备大都采用检测绝缘电阻的阻值来衡量绝缘状态，但储能式轨道车辆的负极及其充电系统的负极均是接地的，因此采用检测绝缘电阻的阻值来衡量绝缘状态并不适用于储能式轨道车辆充电系统。而且，现有的绝缘检测方式大都需要额外增设检测电路，检测成本较高。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法及控制器，解决了储能式轨道车辆及其充电系统负极接地情况下的绝缘检测问题，从而保证了储能式轨道车辆的充电安全性；且无需额外增设检测电路，只需在软件上对数据做相应处理即可，从而节省了检测成本。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，应用于充电系统的控制器，包括：预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；在所述充电系统为所述储能式轨道车辆充电的过程中，通过所述充电系统的输出电压传感器实时检测所述储能电源两端的电压，并定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值；当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态。优选地，所述预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值的过程具体为：预先根据关系式求取储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值，其中，ΔU为所述电压上升预期值，I为所述充电系统的充电电流，Δt为所述预设充电时间，C为所述储能电源内超级电容的电容值。优选地，所述定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值的过程具体为：将经过所述预设充电时间后的后时刻电压值与在所述后时刻电压值之前的前时刻电压值对应作差，以实时求取所述储能电源两端的电压在所述预设充电时间内的电压上升实际值。优选地，该绝缘检测方法还包括：预先设置所述充电系统对应的短路电压变化阈值；则所述当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态的过程具体为：当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端漏电；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值不大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端短路。优选地，所述当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态的过程具体为：根据关系式求取所述电压上升实际值和所述电压上升预期值的比值，其中，ΔU'为所述电压上升实际值，ΔU为所述电压上升预期值；当K1≤K≤1时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当K2＜K＜K1时，确定所述充电系统的输出端漏电；当0≤K≤K2时，确定所述充电系统的输出端短路；其中，1＞K1＞K2＞0，K1为预先根据所述充电系统的采集精度及充电工况所设置的漏电比值阈值，K2为预先根据所述充电系统的采集精度及充电工况所设置的短路比值阈值。优选地，该绝缘检测方法还包括：当确定所述充电系统的输出端漏电时，控制所述充电系统停止充电，并控制所述充电系统的显示屏显示漏电故障信息；当确定所述充电系统的输出端短路时，控制所述充电系统停止充电，并控制所述充电系统的显示屏显示短路故障信息。优选地，K1＝0.8，K2＝0.2。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种储能式轨道车辆充电系统的控制器，包括：预期值获取单元，用于预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；实际值求取单元，用于在所述充电系统为所述储能式轨道车辆充电的过程中，通过所述充电系统的输出电压传感器实时检测所述储能电源两端的电压，并定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值；绝缘状态确定单元，用于当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态。优选地，所述预期值获取单元具体用于预先根据关系式求取储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值，其中，ΔU为所述电压上升预期值，I为所述充电系统的充电电流，Δt为所述预设充电时间，C为所述储能电源内超级电容的电容值。优选地，该控制器还包括：短路阈值预设单元，用于预先设置所述充电系统对应的短路电压变化阈值；则所述绝缘状态确定单元包括：第一确定子单元，用于当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；第二确定子单元，用于当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端漏电；第三确定子单元，用于当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值不大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端短路。本专利技术提供了一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，应用于充电系统的控制器，包括：预先获取在充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；在充电系统为储能式轨道车辆充电的过程中，通过充电系统的输出电压传感器实时检测储能电源两端的电压，并定期求取其在预设充电时间内的电压上升实际值；当电压上升预期值与电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的电压值大于预设电压阈值时，确定充电系统处于异常绝缘状态。本申请考虑到在充电系统正常充电(即充电系统处于正常绝缘状态)的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在一定充电时间内的电压上升预期值是个定值，所以本申请对应求取电压上升实际值，当电压上升预期值与电压上升实际值之间相差的电压值在允许范围内时，认为充电系统此时处于正常绝缘状态；否则处于异常绝缘状态，从而解决了储能式轨道车辆及其充电系统负极接地情况下的绝缘检测问题，进而保证了储能式轨道车辆的充电安全性。而且，本申请的绝缘检测方法无需额外增设检测电路，只需在软件上对数据做相应处理即可，从而节省了检测成本。本专利技术还提供了一种储能式轨道车辆充电系统的控制器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，应用于充电系统的控制器，包括：预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；在所述充电系统为所述储能式轨道车辆充电的过程中，通过所述充电系统的输出电压传感器实时检测所述储能电源两端的电压，并定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值；当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态。

【技术特征摘要】
1.一种储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，应用于充电系统的控制器，包括：预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值；在所述充电系统为所述储能式轨道车辆充电的过程中，通过所述充电系统的输出电压传感器实时检测所述储能电源两端的电压，并定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值；当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态。2.如权利要求1所述的储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，所述预先获取在所述充电系统正常充电的情况下，储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值的过程具体为：预先根据关系式求取储能式轨道车辆的储能电源两端的电压在预设充电时间内的电压上升预期值，其中，ΔU为所述电压上升预期值，I为所述充电系统的充电电流，Δt为所述预设充电时间，C为所述储能电源内超级电容的电容值。3.如权利要求2所述的储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，所述定期求取其在所述预设充电时间内的电压上升实际值的过程具体为：将经过所述预设充电时间后的后时刻电压值与在所述后时刻电压值之前的前时刻电压值对应作差，以实时求取所述储能电源两端的电压在所述预设充电时间内的电压上升实际值。4.如权利要求1-3任一项所述的储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，该绝缘检测方法还包括：预先设置所述充电系统对应的短路电压变化阈值；则所述当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态的过程具体为：当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端漏电；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值，且所述电压上升实际值不大于所述短路电压变化阈值时，确定所述充电系统的输出端短路。5.如权利要求4所述的储能式轨道车辆充电系统的绝缘检测方法，其特征在于，所述当所述电压上升预期值与所述电压上升实际值之间相差的电压值不大于预设电压阈值时，确定所述充电系统处于正常绝缘状态；当二者相差的所述电压值大于所述预设电压阈值时，确定所述充电系统处于异常绝缘状态的过程具体为：根据关系式求取所述电压上升实际值和所述电压上升预期值的比值，其中，ΔU'为所述电压上升实际值，ΔU为所述电压上升预期值；当K1≤K≤1时，确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡润文，张伟先，赵颖，文午，柯建明，李玉梅，张婷婷，付亚娥，付鹏，唐艳丽，汪培桢，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43