고전압 계통의 절연 감시 방법
신에너지 차량
차량 장착 시스템에서 절연 모니터링은 일반적으로 전기 모니터링, 물리적 모니터링 및 저주파 신호 주입과 같은 방법을 통해 수행됩니다. 즉, 핵심 노드에 설치된 센서 및 모니터링 모듈을 통해 절연 저항 및 누설 전류를 실시간 또는 주기적으로 감지합니다. 관련 매개변수가 임계값보다 낮은 것으로 감지되면 시스템은 즉시 경고를 트리거하거나 고전압 전원 공급을 차단하여 차량 및 탑승자의 안전을 보호합니다. 다음과 같이 여러 가지 기존 모니터링 방법을 소개합니다.
1. 누설 전류 모니터링
원리는 고전압 시스템과 접지(차량 차체) 사이의 전류를 모니터링하는 것입니다. 예상치 못한 전류 흐름(즉, 누설 전류)은 절연이 불량할 수 있음을 나타냅니다. 정상적인 상황에서 고전압 시스템의 접지 누설 전류는 매우 작아야 합니다. 누설 전류가 설정된 임계값을 초과하면 절연에 문제가 있는 것으로 간주됩니다.
실제 구현 과정에서 전류 센서는 BMS 또는 기타 고전압 제어 장치에 통합됩니다. 고전압 회로의 전류, 특히 접지로 흐르는 전류를 실시간으로 모니터링하여 소프트웨어는 알고리즘을 통해 이러한 데이터를 분석하고 사전 설정된 안전 표준과 비교하여 이상이 있는지 확인합니다.
2. 절연 저항 모니터링
고전압 계통의 주요 부분의 절연 저항값을 정기적으로 또는 특정 조건 하에서 측정하여 절연 성능을 평가합니다.
3. 저주파 신호 주입 방식 모니터링
이 검출 방법은 효율적인 고전압 절연 모니터링 기술입니다. 그 작동 원리는 수십 헤르츠에서 수백 헤르츠의 저주파 AC 신호를 고전압 회로의 한쪽 끝(예: 고전압 배터리의 양극 또는 음극)에 주입하고 다른 쪽 끝(예: 섀시 또는 접지)에 모니터링 지점을 설정하는 것입니다. 주입된 저주파 신호가 고전압 회로를 통과할 때 이 회로의 절연 성능이 좋으면 이 신호의 감쇠가 매우 작지만 회로에 절연 결함이나 누설 경로가 있는 경우 신호는 이 경로를 따라 접지로 누설되어 모니터링 지점에 도달하는 신호 강도가 약해집니다. 이 과정에서 루프에서 신호의 진폭, 위상 변화 또는 주파수 응답을 측정하고 시스템의 사전 설정 안전 임계값을 비교하여 절연 임피던스의 크기를 계산할 수 있으며 감지된 신호 감쇠 또는 계산된 절연 임피던스가 이 임계값보다 낮으면 시스템은 절연 오류의 존재를 나타내는 경보를 트리거합니다.
위의 원리에 따라 구체적인 구현 프로세스는 전용 신호 생성기를 사용하는 것입니다.저주파 AC 신호를 생성하고, 절연 커플러를 통해 고전압 시스템에 주입하고, 루프의 다른 쪽 끝에 고정밀 전류 또는 전압 센서를 설정하여 신호를 수집하고, 후속 분석을 위해 신호 조절 회로를 통해 신호 품질을 최적화한 다음, A/D 컨버터를 통해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, MCU 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)에서 디지털 처리하여 신호 감쇠 및 위상 편이와 같은 매개변수를 계산한 다음 절연 임피던스를 추정합니다. 마지막으로 분석 결과를 사전 설정된 표준과 비교하여 절연 상태를 판단합니다. 문제가 발견되면 해당 안전 전략이 구현됩니다.
위에서 언급한 기존의 절연 모니터링 방법 외에도 지능에 의해 구동되어 절연 안전을 보다 잘 모니터링하기 위해 일부 보다 진보된 시스템에서는 온도 센서와 습도 센서를 사용하여 고전압 시스템의 주변 환경을 모니터링합니다(고온 또는 고습 환경과 같은 환경 요인이 절연 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 절연 재료의 성능이 저하됩니다). 이 매개 변수를 결합하면 고전압 시스템의 절연 상태에 대한 보다 자세한 평가를 추가로 수행할 수 있습니다.
