基于电桥法的电动汽车动力电池组绝缘监测系统研究
发布时间：2021-11-16 02:35
纵观全球,能源和环境问题日趋严峻,世界各国都在大力推行具有节能环保特点的新能源汽车,其中电动汽车又是新能源汽车中的重点推行对象。对于纯电动汽车,动力电池是车上唯一的动力源,现在普通乘用车的电压平台一般在300V以上,对于纯电动汽车客车甚至超过600V,随着电压平台的升高,对高压系统绝缘性能的实时监测就显得越发重要。本文以新能源汽车协同创新综合服务平台（2016XK2008）、株洲中国动力谷创新创业发展专项（ZJ/2016-006）等课题为依托,基于长沙梅花汽车有限公司的10.5m纯电动客车项目,开展纯电动汽车动力电池组绝缘监测系统的研究,本文的主要工作内容及创新如下:（1）对几种常用的绝缘电阻检测方法进行深入的研究分析,提出平衡-非平衡电桥的绝缘电阻检测方法,利用Multisim搭建整车绝缘仿真模型,对平衡-非平衡电桥的绝缘电阻检测方法进行可行性分析,仿真结果表明平衡-非平衡电桥检测绝缘电阻的模型可以实现。（2）绝缘监测系统采用模块化的设计思路,利用Freescale的8位微控制器MC9S08DZ60作为系统的主控芯片,完成监测系统模块化的硬件设计和程序设计,实现绝缘监测系统绝缘电阻、...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平衡-不平衡电桥法电路仿真模型
图 3.1 MC9S08DZ60 64 管脚分布图 主控芯片最小系统设计所谓最小系统就是指单片机能够正常工作的最简单电路，对于 8 位或者机最小系统一般包括电源、主芯片、时钟电路和复位电路[41]。.1 时钟电路设计时钟电路是单片机的心脏，在单片机系统中起着关键作用，如果晶振高，并且在设计时处理不当，那么在晶振工作时产生的高频信号就很信号或者模块造成电磁骚扰（EMI），造成电路工作不正常甚至电路完全拟电路如 AD 采样的影响尤为显著，而且在设计时钟电路时不仅需要面的考虑，还需要将器件性能纳入考虑范围，例如同一款 8M 晶振，产出来的晶振频率虽然相同，但负载电容会有所差异，而这一差异如型阶段不考虑进去后面很可能导致整个时钟模块不能正常工作。图 3MC9S08DZ60 的芯片手册设计的时钟电路。
基于电桥法的电动汽车动力电池组绝缘监测系统研究护的作用，防止电源线反接损毁低压系统。U14 为共模电感也叫共模扼流圈，常用在开关电源中用于抑制共模干扰，同时也可以抑制开关电源的高频电磁波对外发射。C40 是一个低等效串联电阻（ESR）的铝电解质电容，防止 LM2596-5.0 的输入侧出现一个大的瞬态电压，因为过大的瞬态电压可能导致电源转换 IC 损毁。C42 是一个旁路电容，对输入 LM2596-5.0 的电压信号进一步过滤，压制纹波。同时 C43 也是一个低等效串联电阻（ESR）的铝电解质电容，这个电容的作用是对输出电压进行滤波和提高环路的稳定性。D9 是续流二极管，作为续流用，LDM1、C41 构成 LC 滤波电路[46-47]，对输出的纹波进一步抑制，提高输出电压信号的品质，图 3.4 是用示波器观测 LC 滤波电路前后电压信号的对比图。通过对比可以知道 LC 滤波后毛刺进一步减少，电压信号的品质有明显提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车动力电池组单点绝缘故障定位方法[J]. 杨坤,杨林,施一新,周启晟. 汽车工程. 2017(10)
[2]晶振失效故障分析[J]. 张富尧. 电子技术与软件工程. 2017(14)
[3]基于TVS的电子设备ESD保护方法研究[J]. 吴斌,陶卫,赵阳,马宝萍,李世锦. 南京师范大学学报(工程技术版). 2017(02)
[4]基于CAN总线UDS服务BootLoader应用开发[J]. 汪春华,白稳峰,刘胤博,张玉稳. 电子测量技术. 2017(02)
[5]电动汽车动力电池绝缘电阻实时在线监测系统[J]. 张向文,高冠. 吉林大学学报(工学版). 2017(05)
[6]浅谈如何加强机动车尾气污染治理[J]. 赵权. 资源节约与环保. 2016(03)
[7]纯电动汽车高压电气系统安全设计[J]. 杨国亮,齐同启,柳熹,许保同. 汽车工程师. 2015(11)
[8]基于LM2596的不间断直流电源设计[J]. 潘传勇,丁国臣,陈世夏. 现代电子技术. 2013(17)
[9]电动汽车绝缘电阻有源检测系统[J]. 周晨,胡社教,沙伟,刘勤勤,俞秀文. 电子测量与仪器学报. 2013(05)
[10]TVS静电抑制器等效电路参数估算及应用[J]. 罗广孝,崔翔,张卫东,马海杰,齐磊,李尔平. 中国电机工程学报. 2013(16)
博士论文
[1]纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D]. 张毅.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]电动汽车动力电池实时在线监测系统及SOC估计[D]. 徐锦超.广东工业大学 2014
[2]微电网储能电站电池组绝缘检测及SOC估算方法研究[D]. 蒋英明.中南大学 2013
[3]基于硬件构件的嵌入式底层软件开发方法研究及其应用[D]. 荐红梅.苏州大学 2008
本文编号：3498011
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平衡-不平衡电桥法电路仿真模型
图 3.1 MC9S08DZ60 64 管脚分布图 主控芯片最小系统设计所谓最小系统就是指单片机能够正常工作的最简单电路，对于 8 位或者机最小系统一般包括电源、主芯片、时钟电路和复位电路[41]。.1 时钟电路设计时钟电路是单片机的心脏，在单片机系统中起着关键作用，如果晶振高，并且在设计时处理不当，那么在晶振工作时产生的高频信号就很信号或者模块造成电磁骚扰（EMI），造成电路工作不正常甚至电路完全拟电路如 AD 采样的影响尤为显著，而且在设计时钟电路时不仅需要面的考虑，还需要将器件性能纳入考虑范围，例如同一款 8M 晶振，产出来的晶振频率虽然相同，但负载电容会有所差异，而这一差异如型阶段不考虑进去后面很可能导致整个时钟模块不能正常工作。图 3MC9S08DZ60 的芯片手册设计的时钟电路。
基于电桥法的电动汽车动力电池组绝缘监测系统研究护的作用，防止电源线反接损毁低压系统。U14 为共模电感也叫共模扼流圈，常用在开关电源中用于抑制共模干扰，同时也可以抑制开关电源的高频电磁波对外发射。C40 是一个低等效串联电阻（ESR）的铝电解质电容，防止 LM2596-5.0 的输入侧出现一个大的瞬态电压，因为过大的瞬态电压可能导致电源转换 IC 损毁。C42 是一个旁路电容，对输入 LM2596-5.0 的电压信号进一步过滤，压制纹波。同时 C43 也是一个低等效串联电阻（ESR）的铝电解质电容，这个电容的作用是对输出电压进行滤波和提高环路的稳定性。D9 是续流二极管，作为续流用，LDM1、C41 构成 LC 滤波电路[46-47]，对输出的纹波进一步抑制，提高输出电压信号的品质，图 3.4 是用示波器观测 LC 滤波电路前后电压信号的对比图。通过对比可以知道 LC 滤波后毛刺进一步减少，电压信号的品质有明显提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车动力电池组单点绝缘故障定位方法[J]. 杨坤,杨林,施一新,周启晟. 汽车工程. 2017(10)
[2]晶振失效故障分析[J]. 张富尧. 电子技术与软件工程. 2017(14)
[3]基于TVS的电子设备ESD保护方法研究[J]. 吴斌,陶卫,赵阳,马宝萍,李世锦. 南京师范大学学报(工程技术版). 2017(02)
[4]基于CAN总线UDS服务BootLoader应用开发[J]. 汪春华,白稳峰,刘胤博,张玉稳. 电子测量技术. 2017(02)
[5]电动汽车动力电池绝缘电阻实时在线监测系统[J]. 张向文,高冠. 吉林大学学报(工学版). 2017(05)
[6]浅谈如何加强机动车尾气污染治理[J]. 赵权. 资源节约与环保. 2016(03)
[7]纯电动汽车高压电气系统安全设计[J]. 杨国亮,齐同启,柳熹,许保同. 汽车工程师. 2015(11)
[8]基于LM2596的不间断直流电源设计[J]. 潘传勇,丁国臣,陈世夏. 现代电子技术. 2013(17)
[9]电动汽车绝缘电阻有源检测系统[J]. 周晨,胡社教,沙伟,刘勤勤,俞秀文. 电子测量与仪器学报. 2013(05)
[10]TVS静电抑制器等效电路参数估算及应用[J]. 罗广孝,崔翔,张卫东,马海杰,齐磊,李尔平. 中国电机工程学报. 2013(16)
博士论文
[1]纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D]. 张毅.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]电动汽车动力电池实时在线监测系统及SOC估计[D]. 徐锦超.广东工业大学 2014
[2]微电网储能电站电池组绝缘检测及SOC估算方法研究[D]. 蒋英明.中南大学 2013
[3]基于硬件构件的嵌入式底层软件开发方法研究及其应用[D]. 荐红梅.苏州大学 2008
本文编号：3498011
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