Metoda nadzora izolacije visokonaponskog sustava
novih energetskih vozila
U sustavima montiranim na vozila, nadzor izolacije obično se provodi metodama kao što su električni nadzor, fizički nadzor i ubrizgavanje niskofrekventnog signala. To jest, putem senzora i nadzornih modula instaliranih na ključnim čvorovima, izolacijski otpor i struja curenja otkrivaju se u stvarnom vremenu ili periodički. Nakon što se otkrije da su relevantni parametri niži od praga, sustav će odmah pokrenuti upozorenje ili čak prekinuti visokonaponsko napajanje kako bi se zaštitila sigurnost vozila i putnika. Uvodi se nekoliko konvencionalnih metoda praćenja kako slijedi:
1. Praćenje struje odvoda
Princip je praćenje struje između visokonaponskog sustava i uzemljenja (karoserije vozila). Svaki neočekivani tok struje (tj. struja curenja) ukazuje da možda postoji loša izolacija. Pod normalnim okolnostima, struja curenja visokonaponskog sustava prema zemlji trebala bi biti vrlo mala. Kada struja curenja prijeđe postavljeni prag, smatra se da postoji problem s izolacijom.
U stvarnom procesu implementacije, senzor struje integriran je u BMS ili drugu visokonaponsku upravljačku jedinicu. Praćenjem struje u visokonaponskom krugu u stvarnom vremenu, posebno struje koja teče prema zemlji, softver analizira te podatke putem algoritma i uspoređuje ih s unaprijed postavljenim sigurnosnim standardima kako bi utvrdio postoji li abnormalnost.
2. Praćenje izolacijskog otpora
Vrijednost izolacijskog otpora ključnih dijelova visokonaponskog sustava mjeri se redovito ili pod određenim uvjetima kako bi se procijenila učinkovitost izolacije.
3. Praćenje metode ubrizgavanja niskofrekventnog signala
Ova metoda detekcije učinkovita je visokonaponska tehnologija nadzora izolacije. Njegov princip rada je ubrizgavanje niskofrekventnog AC signala od desetaka herca do stotina herca u jedan kraj visokonaponskog kruga (kao što je pozitivna ili negativna elektroda visokonaponske baterije) i postavljanje točke nadzora na drugom kraju (kao što je šasija ili tlo). Kada ubrizgani niskofrekventni signal prolazi kroz visokonaponski krug, ako je izolacijska izvedba ovog kruga dobra, slabljenje ovog signala je vrlo malo, ali ako postoji nedostatak izolacije ili put curenja u krugu, signal će curiti na tlo duž ove staze, što će rezultirati oslabljenom snagom signala koji će doći do točke praćenja. Tijekom procesa, veličina izolacijske impedancije može se izračunati mjerenjem amplitude, promjene faze ili frekvencijskog odziva signala u petlji, te usporedbom unaprijed postavljenog sigurnosnog praga sustava, kada detektirano slabljenje signala ili izračunata izolacija impedancija niža od ovog praga, sustav će pokrenuti alarm koji ukazuje na postojanje greške u izolaciji.
Na temelju gore navedenog načela, specifični proces implementacije može biti korištenje namjenskog generatora signalagenerirajte niskofrekventni izmjenični signal i ubacite ga u visokonaponski sustav kroz izolacijski spojnik i postavite visokoprecizan strujni ili naponski senzor na drugom kraju petlje za prikupljanje signala i optimizaciju kvalitete signala kroz krug za kondicioniranje signala za naknadnu analizu, a zatim pretvoriti analogni signal u digitalni signal putem A/D pretvarača i digitalno ga obraditi pomoću MCU-a ili integriranog kruga specifičnog za aplikaciju (ASIC), za izračunavanje parametara kao što je slabljenje signala i fazni pomak, a zatim procijenite impedanciju izolacije. Konačno, stanje izolacije procjenjuje se usporedbom rezultata analize s unaprijed postavljenim standardima. Ako se pronađe problem, primjenjuje se odgovarajuća sigurnosna strategija.
Uz gore navedene konvencionalne metode nadzora izolacije, vođene inteligencijom, kako bi se bolje pratila sigurnost izolacije, u nekim naprednijim sustavima senzori temperature i vlažnosti također se koriste za nadzor okoline visokonaponskog sustava (jer okolišni čimbenici mogu utjecati na učinkovitost izolacije, kao što su visoka temperatura ili visoka vlažnost zraka, učinkovitost izolacijskih materijala. Kombinacijom ovog parametra može se dodatno izvršiti detaljnija procjena stanja izolacije visokonaponskog sustava.
