一种电动汽车直流充电桩充电电压采集电路、绝缘检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车直流充电桩充电电压采集电路、绝缘检测系统及方法，包括：与充电电压输出端正负极依次并联连接的过压保护电路、滤波电路以及由若干分压电阻串联连接的分压电路，通过测量位于接地端两侧的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压，计算出充电电压。本发明专利技术有益效果：设计充电电压检测电路，将充电大电压通过分压电路转换成小信号电压V+和V‑，再根据小信号电压以及分压电阻值计算出充电电压，电路结构简洁，容易实现。利用充电电压检测电路，在计算充电电压的同时，能够分别计算出直流电压正、负极对大地之间的电压，为绝缘检测提供数据基础，无需其他外部电路支撑，综合成本低。

A Charging Voltage Acquisition Circuit, Insulation Detection System and Method for DC Charging Pile of Electric Vehicle

The invention discloses a charging voltage acquisition circuit, an insulation detection system and a method of an electric vehicle DC charging pile, which comprises an over-voltage protection circuit, a filter circuit and a voltage dividing circuit connected in series with a number of voltage dividing resistors in parallel with the positive and negative poles of the charging voltage output terminal, and a voltage dividing resistor at both ends of the first and second voltage dividing resistors located on both sides of the grounding end. Voltage, calculate the charging voltage. The invention has the beneficial effect that the charging voltage detection circuit is designed, the charging voltage is converted into small signal voltage V + and V, and the charging voltage is calculated according to the small signal voltage and the voltage dividing resistance value. The circuit structure is simple and easy to realize. Using the charging voltage detection circuit, while calculating the charging voltage, the voltage between the positive and negative poles of DC voltage to the earth can be calculated separately, which provides the data basis for insulation detection without the support of other external circuits, and the comprehensive cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车直流充电桩充电电压采集电路、绝缘检测系统及方法
本专利技术属于电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车直流充电桩充电电压采集电路、绝缘检测系统及方法。
技术介绍
绝缘检测主要是指在电力系统中的直流系统接地故障，是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。无论是直流电压正极接地或者负极接地或者两点接地的情况下，都可能造成保护误动或者保护拒动，危害一次系统正常运行。而在新兴电动汽车充电行业中，由于充电电压较高，电流较大，所以相应绝缘等级要求很高，其绝缘程度的高低严重威胁到人身和设备的安全。在国标GB/T18487.1-20157.1中明确指出：“模式4下，电动汽车应具备充电回路接触器粘连监测和告警功能，供电设备应具备供电回路接触器粘连监测和告警功能”。目前电动汽车充电行业内部，绝缘检测方法主要有三种：一种是电容检测，检测准确度较低；第二种方法是平衡桥检测，该方法检测有缺陷，不能同时检测电压正负绝缘情况；第三种方法是非平衡桥检测，该方法在测量中需要正负母线分别对地投电阻，正负母线对地电压是变化的。每次投入电阻后需要延时，等待母线对地电压稳定，检测速度比平衡电桥法慢。总之，在电动汽车充电行业，当前所用的绝缘检测方法普遍存在检测精度低、检测功能单一以及检测电压范围小等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出一种电动汽车直流充电桩充电电压采集电路、绝缘检测系统及方法，该系统及方法克服了平衡桥检测方法不能检测正负绝缘均不达标的缺陷和非平衡桥检测方法需要对正负母线投两次电阻的弊端，使绝缘检测更加高效和准确。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：在一个或多个实施方式中该公开的一种充电电压采集电路，包括：与充电电压输出端正负极依次并联连接的过压保护电路、滤波电路以及由若干分压电阻串联连接的分压电路，通过测量位于接地端两侧的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压，计算出充电电压。进一步地，在电压采集电路的接地端与大地之间设置第一开关，所述第一开关闭合时，位于接地端两端的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压分别为直流电压正极对大地之间的电压和直流电压负极对大地之间的电压；在第一分压电阻和第二分压电阻之外的其中一个分压电阻两端并联第二开关。在一个或多个实施方式中该公开的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，包括：监控模块、测控模块、充电模块、阳极功率开关和阴极功率开关；所述监控模块与测控模块和充电模块分别通信，所述测控模块与阳极功率开关和阴极功率开关分别连接，所述充电模块与阳极功率开关和阴极功率开关分别连接，阳极功率开关和阴极功率开关分别连接充电车辆的充电电压正极和充电电压负极；所述测控模块包括权利要求1-2任一项所述的充电电压采集电路；所述测控模块被配置为将采集到的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压上传至监控模块。进一步地，所述监控模块通过CAN总线与测控模块连接，所述监控模块被配置为向测控模块发送功率开关开闭的控制指令，同时接收测控模块上传的充电数据以及开关量信息。进一步地，所述监控模块通过CAN总线与充电模块连接，所述监控模块被配置为向充电模块发送充电启停的控制指令，同时接收充电模块上传的实时充电数据。进一步地，所述测控模块被配置为根据指令控制阳极功率开关和阴极功率开关的开闭，阳极功率开关和阴极功率开关闭合后，充电模块为充电车辆进行充电。在一个或多个实施方式中该公开的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测方法，包括：检测充电模块电压正负端子至充电枪头正负端子之间的回路的直流电压正极对大地之间的电压Up和直流电压负极对大地之间的电压Un的模拟量实时变化；根据检测到的电压Up和电压Un计算出直流电压正极对大地的绝缘电阻Rp和直流电压负极对大地的绝缘电阻Rn；判断绝缘电阻Rp或者绝缘电阻Rn是否达到绝缘标准，如果达到进入下一步；否则判定为绝缘不达标，结束；将第一分压电阻和第二分压电阻之外的其中一个分压电阻短路，重新计算出直流电压正极对大地的绝缘电阻Rp和直流电压负极对大地的绝缘电阻Rn；根据绝缘电阻与充电电压的比值，确定当前的绝缘等级状态。进一步地，包括：闭合测控模块中电压采集电路的第一开关，将电压采集电路中GND与大地连通，此时分别测量位于GND两端的第一分压电阻和第二分压电阻的输出端电压，作为直流电压正极对大地之间的电压Up和直流电压负极对大地之间的电压Un。在一个或多个实施方式中该公开的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测方法，包括：检测充电模块电压正负端子至充电枪头正负端子之间的回路的直流电压正极对大地之间的电压Up和直流电压负极对大地之间的电压Un的模拟量实时变化；确定绝缘等级百分比x；根据直流电压正极对大地之间的电压Up与充电电压的比值判断是否达到绝缘标准，如果达到进入下一步；否则判定为绝缘不达标，结束；计算直流电压正极对大地的绝缘电阻Rp和直流电压负极对大地的绝缘电阻Rn；根据绝缘电阻与充电电压的比值，确定当前的绝缘等级状态。进一步地，直流电压正极对大地之间的电压Up与充电电压的比值在x和1-x之间，则判断达到绝缘标准。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：设计充电电压检测电路，将充电大电压通过分压电路转换成小信号电压V+和V-，再根据小信号电压以及分压电阻值计算出充电电压，电路结构简洁，容易实现。利用充电电压检测电路，在计算充电电压的同时，能够分别计算出直流电压正、负极对大地之间的电压，为绝缘检测提供数据基础，无需其他外部电路支撑，综合成本低。设计两级绝缘检测，首先根据直流电压正、负极对大地之间的绝缘电阻或者根据直流电压正对大地之间的电压与充电电压的比值初步判断是否达到绝缘标准，如果是，进一步计算绝缘电阻值，根据绝缘电阻值与充电电压的比值确定绝缘等级；否则，直接判定绝缘不达标；通过两级绝缘检测能够提高检测精度，并且简化了计算过程，避免不必要的计算影响绝缘检测速度。本设计较传统的低频交流探测容易受到直流系统对地分布电容的制约和影响，有了很大抗干扰提高，而且本方法不会增加原来直流充电回路的纹波电流，基本不会干扰到员直流系统的电压和电流信号质量。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是充电电压采集电路示意图；图2是电动汽车直流充电桩绝缘检测系统示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一在一个或多个实施例中，公开了一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，如图2所示，包括：监控模块、测控模块、充电模块、以及串联在主回路中的阳极功率开关QC1和阴极功率开关QC2。其中，监控模块与测控模块和充电模块分别通信，监控模块负责整体控制充电模块和测控模块，测控模块采集充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电电压采集电路，其特征在于，包括：与充电电压输出端正负极依次并联连接的过压保护电路、滤波电路以及由若干分压电阻串联连接的分压电路，通过测量位于接地端两侧的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压，计算出充电电压。

【技术特征摘要】
1.一种充电电压采集电路，其特征在于，包括：与充电电压输出端正负极依次并联连接的过压保护电路、滤波电路以及由若干分压电阻串联连接的分压电路，通过测量位于接地端两侧的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压，计算出充电电压。2.如权利要求1所述的一种充电电压采集电路，其特征在于，在电压采集电路的接地端与大地之间设置第一开关，所述第一开关闭合时，位于接地端两端的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压分别为直流电压正极对大地之间的电压和直流电压负极对大地之间的电压；在第一分压电阻和第二分压电阻之外的其中一个分压电阻两端并联第二开关。3.一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，其特征在于，包括：监控模块、测控模块、充电模块、阳极功率开关和阴极功率开关；所述监控模块与测控模块和充电模块分别通信，所述测控模块与阳极功率开关和阴极功率开关分别连接，所述充电模块与阳极功率开关和阴极功率开关分别连接，阳极功率开关和阴极功率开关分别连接充电车辆的充电电压正极和充电电压负极；所述测控模块包括权利要求1-2任一项所述的充电电压采集电路；所述测控模块被配置为将采集到的第一分压电阻和第二分压电阻两端的电压上传至监控模块。4.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，其特征在于，所述监控模块通过CAN总线与测控模块连接，所述监控模块被配置为向测控模块发送功率开关开闭的控制指令，同时接收测控模块上传的充电数据以及开关量信息。5.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，其特征在于，所述监控模块通过CAN总线与充电模块连接，所述监控模块被配置为向充电模块发送充电启停的控制指令，同时接收充电模块上传的实时充电数据。6.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩绝缘检测系统，其特征在于，所述测控模块被配置为根据指令控制阳极功率开关和阴极功率开关的开闭，阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春飞，梁兵，何军田，周晨曦，王运光，吴彦宇，吴韶鑫，曹同利，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37