电动汽车绝缘性能检测装置的研制

摘要

随着能源危机的日趋严峻和环保呼声的日益高涨，世界各国开始重视具有节能环保特点的电动汽车的研发，我国也根据实际情况制定了电动汽车发展战略，并将其列入了国家863计划，相关关键技术的研究也已全面展开，电动汽车电气绝缘安全性能的研究便是这其中的一项。本文以北京121路示范运营电动公交车为对象，采用单片机控制技术，开发了一种能在线监测电动汽车高压系统对车体绝缘性能的“电动汽车绝缘性能检测装置”。该装置安装在电动汽车上，可在线监测高压电气系统正负母线对车体的绝缘状况，一旦出现绝缘故障及时声光报警，确保整车和人身的电气安全。 本论文首先对电动汽车高压电气系统进行了分析，建立了电路模型，提出了一种通过测量电动汽车直流系统正负母线对车体的电压来实现绝缘电阻检测的新方法，并在此基础上完成了系统总体方案的设计。系统选用FreeScale公司16位单片机MC9S12DJ64作为主控制器，相继完成了系统硬件电路设计、电子元器件选型和PCB绘制，并在Codewarrier开发环境下用C语言编写了软件程序。 本论文研制的“电动汽车绝缘性能检测装置”完成了实验室的调试实验，并在北京121路示范运营电动公交车上进行了安装实验，各项实验数据均达到了课题合同的要求，运行状况平稳可靠。 论文最后提出了该装置需要改进的一些地方，并给出了进一步研究的思路。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外发展现状

1.2.1电动汽车在国内外的发展历史及现状

1.2.2电气绝缘性能检测在国内外的研究现状

1.3本文的主要工作

2系统测试原理分析与方案设计

2.1电动汽车电气系统分析

2.2绝缘电阻定义和测量原理

2.2.1整车绝缘电阻及要求

2.2.2整车绝缘电阻测量原理

2.3绝缘电阻测量误差分析

2.3.1测量参数对精度的影响

2.3.2动力蓄电池电压瞬变的影响

2.4技术开发合同要求

2.5系统总体方案设计

2.6系统总体结构设计

2.6.1盒体选择

2.6.2结构设计

3系统硬件电路设计及实现

3.1主控制器

3.2电源变换电路

3.3电压、漏电流测量电路

3.3.1测量电路总体设计

3.3.2 CS5460A芯片测量原理

3.3.3检测电阻的确定

3.3.4偏置电阻适配网络

3.3.4漏电流测量电路

3.4数据存储电路

3.5时钟电路

3.6输出显示模块

3.7串口通讯电路

3.8 CAN通讯电路

3.9硬件的优化设计

3.9.1印刷电路板的设计

3.9.2电源与信号地的设计

4系统的软件实现

4.1软件的开发环境

4.2软件整体设计思想

4.3软件流程图

4.3.1主程序流程图

4.3.2正负母线对地电压测量程序流程图

4.3.3漏电流测量程序流程图

4.3.4声光报警程序流程图

4.3.5液晶显示程序流程图

4.3.6按键检测程序流程图

4.4软件的可靠性设计

5系统的调试与分析

5.1检测装置实物及实验平台

5.2实验与分析

5.2.1 CS5460A芯片的校准

5.2.2实验室调试实验

5.2.3现场调试实验

5.2.4干扰分析与防止

6总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果

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