接地故障检测设备制造技术

一种接地故障检测设备，包括：控制单元；检测电容器；正极侧第一电阻器，其连接到高压电池的正极侧；负极侧第一电阻器，其连接到负极侧；正极侧第二电阻器，其一端接地，并且其另一端被控制单元测量；负极侧第二电阻器，其一端接地；正极侧C接触开关，其作为双继电器基于来自控制单元的指令，在包括正极侧第一电阻器的路径与包括正极侧第二电阻器的路径之间择一地切换检测电容器的一端的连接目的地；负极侧C接触开关，其作为双继电器基于来自控制单元的指令，在包括负极侧第一电阻器的路径与包括负极侧第二电阻器的路径之间择一地切换检测电容器的另一端的连接目的地。

Ground fault detection equipment

【技术实现步骤摘要】
接地故障检测设备
本专利技术涉及一种使用飞跨电容器的接地故障检测设备。
技术介绍
在诸如具有发动机和电动机作为驱动源的混合动力车辆和电动车辆这样的车辆中，将安装在车身上的电池充电，并且通过使用从电池供给的电能产生推进力。通常地，与电池相关的电源电路被配置为高压电路，其处理200V以上的高压，并且为了确保安全性，包括电池的高压电路具有不接地构造，其中，高压电路与作为地基准电位点的车身电绝缘。在配备有不接地的高压电池的车辆中，设置有接地故障检测设备，以监控车身与设置有高压电池的系统之间的绝缘状态(接地故障)，更具体地，所述系统是从高压电池延伸到电机的主电源系统。在接地故障检测设备中，广泛地使用应用被称为飞跨电容器的电容器的系统。图10是图示出现有技术中的飞跨电容器型接地故障检测设备的电路的实例的图。如所示出的，接地故障检测设备400是如下装置：其连接到不接地的高压电池300，以检测设置有高压电池300的系统的接地故障。此处，高压电池300的正极侧与地之间的绝缘电阻器表示为RLp，并且高压电池300的负极侧与地之间的绝缘电阻器表示为RLn。如所示出的，接地故障检测设备400包括作为飞跨电容器操作的检测电容器C1。此外，为了切换测量路径并且控制检测电容器C1的充电和放电，四个开关元件S1至S4设置在检测电容器C1周围。此外，设置有开关元件Sa，其用于对与检测电容器C1的充电电压相对应的测量电压进行采样。在接地故障检测设备400中，为了获取绝缘电阻RLp和RLn，以V0测量周期→Vc1n测量周期→V0测量周期→Vc1p测量周期为一个循环重复进行测量操作。在所有的测量周期中，在使检测电容器C1充电要测量的电压之后，测量检测电容器C1的充电电压。然后，为了随后的测量，使检测电容器C1放电。在V0测量周期，测量与高压电池300的电压相对应的电压。因此，开关元件S1和S2接通，并且开关元件S3和S4断开，从而检测电容器C1充电。即，如图11A所示，高压电池300、电阻器R1和检测电容器C1充当测量路径。在测量检测电容器C1的充电电压时，如图11B所示，开关元件S1和S2断开，开关元件S3和S4接通，并且开关元件Sa接通，从而利用控制装置420进行采样。其后，如图11C所示，开关元件Sa断开，并且检测电容器C1为了随后的测量而放电。在测量检测电容器C1的充电电压时，对检测电容器C1放电时的操作与其它测量周期中的相同。在Vc1n测量周期中，测量反映绝缘电阻RLn的影响的电压。因此，开关元件S1和S4接通，并且开关元件S2和S3断开，从而对检测电容器C1充电。即，如图12A所示，高压电池300、电阻器R1、检测电容器C1、电阻器R4、地和绝缘电阻器RLn充当测量路径。在Vc1p测量周期中，测量反映绝缘电阻器RLp的影响的电压。因此，开关元件S2和S3接通，并且开关元件S1和S4断开，从而对检测电容器C1充电。即，如图12B所示，高压电池300、绝缘电阻器RLp、地、电阻器R3、电阻器R1和检测电容器C1充当测量路径。已知基于从这些测量周期中获得的V0、Vc1n和Vc1p计算的(Vc1p+Vc1n)/V0能够获得(RLp×RLn)/(RLp+RLn)。因此，接地故障检测设备400中的控制装置420能够通过测量V0、Vc1n和Vc1p获取绝缘电阻RLp和RLn。然后，当绝缘电阻RLp和RLn变为等于或低于预定的判定基准等级时，判定已经发生接地故障，并且输出警报。专利文献1：JP2009-281986A
技术实现思路
在现有技术中，通过使用四个光学MOS-FET构成接地故障检测设备，该光学MOS-FET是作为开关元件S1至S4的绝缘型开关元件。然而，光学MOS-FET是昂贵的，这导致接地故障检测设备的成本增加。因此，本专利技术的目的是提供一种使用飞跨电容器的接地故障检测设备，其中，抑制了由于开关元件而导致的成本增加。为了解决前述问题，根据本专利技术的接地故障检测设备提供了如下的接地故障检测设备，其连接到不接地的高压电池，并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障，所述接地故障检测设备包括：控制单元；检测电容器，该检测电容器作为飞跨电容器而操作；正极侧第一电阻器，该正极侧第一电阻器连接到所述高压电池的正极侧；负极侧第一电阻器，该负极侧第一电阻器连接到所述高压电池的负极侧；正极侧第二电阻器，该正极侧第二电阻器的第一端接地，并且该正极侧第二电阻器的第二端的电压通过所述控制单元测量；负极侧第二电阻器，该负极侧第二电阻器的第一端接地；正极侧C接触开关，该正极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第一继电器与第二继电器互相协同地操作，并且该正极侧C接触开关基于来自所述控制单元的指令，在包括所述正极侧第一电阻器的路径与包括所述正极侧第二电阻器的路径之间择一地切换所述检测电容器的第一端的连接目的地；以及负极侧C接触开关，该负极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第三继电器与第四继电器互相协同地操作，并且该负极侧C接触开关基于来自所述控制单元的指令，在包括所述负极侧第一电阻器的路径与包括所述负极侧第二电阻器的路径之间择一地切换所述检测电容器的第二端的连接目的地，其中，所述第一继电器设置为在包括所述正极侧第一电阻器的路径与所述第二继电器的一个触点之间择一地切换所述检测电容器的所述第一端的连接目的地，所述第二继电器用作切换开关，在所述第一继电器切换到包括所述正极侧第一电阻器的路径时，该切换开关将所述第一继电器的连接触点与所述正极侧第二电阻器的连接状态切换为断开状态，所述第三继电器被设置为在包括所述负极侧第一电阻器的路径与所述第四继电器的一个触点之间择一地切换所述检测电容器的所述第二端的连接目的地，并且所述第四继电器用作切换开关，在所述第三继电器切换到包括所述负极侧第一电阻器的路径时，该切换开关将所述第三继电器的连接触点与所述负极侧第二电阻器的连接状态切换为断开状态。此处，所述设备可以包括切换开关，所述切换开关设置在所述正极侧C接触开关的所述正极侧第一电阻器这一侧以及所述负极侧C接触开关的所述负极侧第一电阻器这一侧，并且被配置为与所述正极侧C接触开关和所述负极侧C接触开关协同地接通和断开。根据本专利技术，在使用飞跨电容器的接地故障检测设备中，不使用导致成本增加的光学MOS-FET，从而能够抑制由于开关元件而导致的成本增加。附图说明图1是图示出根据本专利技术的实施例的接地故障检测设备的配置的方框图；图2是用于描述根据本实施例的空间距离的图；图3是图示出增大空间距离的第一实例的图；图4A和4B是图示出增大空间距离的第一实例的图；图5A和5B是图示出增大空间距离的第一实例的图；图6是图示出增大空间距离的第二实例的图；图7A和7B是图示出增大空间距离的第二实例的图；图8A和8B是图示出增大空间距离的第二实例的图；图9是图示出增大空间距离的第三实例的图；图10是图示出现有技术中的飞跨电容器型接地故障检测设备的电路的实例的图。图11A至11C是图示出在V0测量周期的测量路径的图；以及图12A和12B是图示出在Vc1n测量周期和Vc1p测量周期中的测量路径的图。参考标记列表100接地故障检测设备111正极侧C接触开关112负极侧C接触开关120控制装置300高压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接地故障检测设备，该接地故障检测设备连接到不接地的高压电池，并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障，所述接地故障检测设备包括：控制单元；检测电容器，该检测电容器作为飞跨电容器而操作；正极侧第一电阻器，该正极侧第一电阻器连接到所述高压电池的正极侧；负极侧第一电阻器，该负极侧第一电阻器连接到所述高压电池的负极侧；正极侧第二电阻器，该正极侧第二电阻器的第一端接地，并且该正极侧第二电阻器的第二端的电压通过所述控制单元测量；负极侧第二电阻器，该负极侧第二电阻器的第一端接地；正极侧C接触开关，该正极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第一继电器与第二继电器互相协同地操作，并且该正极侧C接触开关基于来自所述控制单元的指令，在包括所述正极侧第一电阻器的路径与包括所述正极侧第二电阻器的路径之间择一地切换所述检测电容器的第一端的连接目的地；以及负极侧C接触开关，该负极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第三继电器与第四继电器互相协同地操作，并且该负极侧C接触开关基于来自所述控制单元的指令，在包括所述负极侧第一电阻器的路径与包括所述负极侧第二电阻器的路径之间择一地切换所述检测电容器的第二端的连接目的地，其中，所述第一继电器设置为在包括所述正极侧第一电阻器的路径与所述第二继电器的一个触点之间择一地切换所述检测电容器的所述第一端的连接目的地，所述第二继电器用作切换开关，在所述第一继电器切换到包括所述正极侧第一电阻器的路径的同时，该切换开关将所述第一继电器的连接触点与所述正极侧第二电阻器的连接状态切换为断开状态，所述第三继电器被设置为在包括所述负极侧第一电阻器的路径与所述第四继电器的一个触点之间择一地切换所述检测电容器的所述第二端的连接目的地，并且所述第四继电器用作切换开关，在所述第三继电器切换到包括所述负极侧第一电阻器的路径的同时，该切换开关将所述第三继电器的连接触点与所述负极侧第二电阻器的连接状态切换为断开状态。...

【技术特征摘要】
2018.04.09 JP 2018-0745461.一种接地故障检测设备，该接地故障检测设备连接到不接地的高压电池，并且检测设置有所述高压电池的系统的接地故障，所述接地故障检测设备包括：控制单元；检测电容器，该检测电容器作为飞跨电容器而操作；正极侧第一电阻器，该正极侧第一电阻器连接到所述高压电池的正极侧；负极侧第一电阻器，该负极侧第一电阻器连接到所述高压电池的负极侧；正极侧第二电阻器，该正极侧第二电阻器的第一端接地，并且该正极侧第二电阻器的第二端的电压通过所述控制单元测量；负极侧第二电阻器，该负极侧第二电阻器的第一端接地；正极侧C接触开关，该正极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第一继电器与第二继电器互相协同地操作，并且该正极侧C接触开关基于来自所述控制单元的指令，在包括所述正极侧第一电阻器的路径与包括所述正极侧第二电阻器的路径之间择一地切换所述检测电容器的第一端的连接目的地；以及负极侧C接触开关，该负极侧C接触开关形成为双继电器，在该双继电器中，第三继电器与第四继电器互相协同地操作，并且该负极侧C接触开关基于来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：河村佳浩，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP