Méthode de contrôle de l'isolement d'un système à haute tension
des véhicules à énergie nouvelle
Dans les systèmes embarqués, la surveillance de l'isolement est généralement effectuée par des méthodes telles que la surveillance électrique, la surveillance physique et l'injection de signaux basse fréquence. Autrement dit, grâce à des capteurs et des modules de surveillance installés aux nœuds clés, la résistance de l'isolement et le courant de fuite sont détectés en temps réel ou périodiquement. Une fois que les paramètres pertinents sont détectés comme étant inférieurs au seuil, le système déclenche immédiatement un avertissement ou même coupe l'alimentation haute tension pour protéger la sécurité du véhicule et des occupants. Plusieurs méthodes de surveillance conventionnelles sont présentées comme suit :
1. Surveillance du courant de fuite
Le principe consiste à surveiller le courant entre le système haute tension et la terre (carrosserie du véhicule). Tout flux de courant inattendu (c'est-à-dire un courant de fuite) indique qu'il peut y avoir une mauvaise isolation. Dans des circonstances normales, le courant de fuite du système haute tension vers la terre doit être très faible. Lorsque le courant de fuite dépasse le seuil défini, on considère qu'il y a un problème d'isolation.
Dans le processus de mise en œuvre réel, un capteur de courant est intégré au BMS ou à une autre unité de contrôle haute tension. En surveillant en temps réel le courant dans le circuit haute tension, en particulier le courant circulant vers la terre, le logiciel analyse ces données via un algorithme et les compare aux normes de sécurité prédéfinies pour déterminer s'il existe une anomalie.
2. Surveillance de la résistance d'isolement
La valeur de résistance d'isolement des éléments clés du système haute tension est mesurée régulièrement ou dans des conditions spécifiques pour évaluer les performances d'isolement.
3. Surveillance de la méthode d'injection de signaux basse fréquence
Cette méthode de détection est une technologie efficace de surveillance de l'isolation haute tension. Son principe de fonctionnement consiste à injecter un signal CA basse fréquence de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de hertz à une extrémité du circuit haute tension (comme l'électrode positive ou négative de la batterie haute tension) et à définir un point de surveillance à l'autre extrémité (comme le châssis ou la terre). Lorsque le signal basse fréquence injecté traverse le circuit haute tension, si les performances d'isolation de ce circuit sont bonnes, l'atténuation de ce signal est très faible, mais s'il y a un défaut d'isolation ou un chemin de fuite dans le circuit, le signal fuira vers la terre le long de ce chemin, ce qui entraînera une intensité de signal affaiblie atteignant le point de surveillance. Pendant le processus, l'amplitude de l'impédance d'isolation peut être calculée en mesurant l'amplitude, le changement de phase ou la réponse en fréquence du signal dans la boucle, et en comparant le seuil de sécurité prédéfini du système, lorsque l'atténuation du signal détectée ou l'impédance d'isolation calculée est inférieure à ce seuil, le système déclenchera une alarme pour indiquer l'existence d'un défaut d'isolation.
Sur la base du principe ci-dessus, le processus de mise en œuvre spécifique peut consister à utiliser un générateur de signaux dédié pourgénérer un signal CA basse fréquence et l'injecter dans le système haute tension via un coupleur d'isolement, puis placer un capteur de courant ou de tension de haute précision à l'autre extrémité de la boucle pour collecter le signal, et optimiser la qualité du signal via le circuit de conditionnement du signal pour une analyse ultérieure, puis convertir le signal analogique en signal numérique via un convertisseur A/N, et le traiter numériquement par un MCU ou un circuit intégré spécifique à l'application (ASIC), pour calculer des paramètres tels que l'atténuation du signal et le déphasage, puis estimer l'impédance d'isolement. Enfin, l'état d'isolement est jugé en comparant les résultats de l'analyse avec les normes prédéfinies. Si un problème est détecté, la stratégie de sécurité correspondante est mise en œuvre.
En plus des méthodes de surveillance d'isolation conventionnelles mentionnées ci-dessus, pilotées par l'intelligence, afin de mieux surveiller la sécurité de l'isolation, dans certains systèmes plus avancés, des capteurs de température et des capteurs d'humidité sont également utilisés pour surveiller l'environnement environnant du système haute tension (car les facteurs environnementaux peuvent affecter les performances d'isolation, comme les environnements à température ou humidité élevées. Les performances des matériaux isolants diminueront). En combinant ce paramètre, une évaluation plus détaillée de l'état d'isolation du système haute tension peut être réalisée.
