Математическое моделирование системы контроля сопротивления изоляции высоковольтной электросети гибридного автомобиля



Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлены математические модели и расчетно-аналитические зависимости, позволяющие реализовать систему контроля сопротивления изоляции высоковольтной электросети гибридного автомобиля и позволяющие сформулировать требования к физической и имитационной модели программно-аппаратного комплекса лабораторных испытаний. Целью работы является определение основных функций и характеристик системы контроля изоляции, её особенностей, принципа действия и методов контроля сопротивления изоляции, составление требований к системе имитационного моделирования. Во введении обоснована важность контроля сопротивления изоляции и приводятся ссылки на стандарты, регламентирующие требования к измерению и определению неисправности электросети. Представлена структурная схема электропитания автомобиля и роль системы контроля сопротивления изоляции в этой схеме, поясняются особенности контроля изоляции. Рассматривается принцип действия системы контроля изоляции и применение наиболее распространенных схем, приводятся расчетные зависимости для каждой из представленных схем, позволяющие вычислить сопротивление изоляции. Описан порядок проведения измерений сопротивления изоляции согласно стандарта ISO и приводятся соответствующие уравнения. Для представленной схемы приводится график, поясняющий принцип работы системы, когда при замыкании одного из ключей происходит изменение напряжения на измерительном резисторе при нормальном состоянии изоляции положительной и отрицательной шины электропитания высоковольтной системы. В выводах дается обобщение представленной математической модели и формулируются требования к программно-аппаратному комплексу, который позволяет проводить имитационное и математическое моделирование электрических систем и их компонентов в различных режимах работы. Поясняются особенности исполнения программно-аппаратного комплекса, позволяющего моделировать изменение сопротивления изоляции и неисправности питающей электросети высокого напряжения для автомобиля с гибридной силовой установкой.

Об авторах

А. Н Малышев

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ

Email: andrey.malyshev@nami.ru
Москва, Россия

Е. А Груненков

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ

Москва, Россия

В. В Дебелов

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ; Московский политехнический университет

Email: vladimir.debelov@nami.ru
к.т.н. Москва, Россия

В. Н Козловский

ФГБОУ ВО «СамГТУ»

д.т.н. Самара, Россия

А. Н Шишков

Московский политехнический университет

к.т.н. Москва, Россия

Список литературы

  1. ГОСТ Р ИСО 6469-1-2016. Транспорт дорожный на электрической тяге. Требования безопасности. Часть 1. Системы хранения энергии аккумуляторные бортовые. М.: Стандартинформ, 2016. 8 с.
  2. ISO 16750 (все части). Road vehicles Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment.
  3. IEC 60664-1. Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 1: Principles, requirements and tests. International Electrotechnical Commission. 2020. 167 с.
  4. ГОСТ Р 41.100-99 (Правила ЕЭК ООН N 100). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения аккумуляторных электромобилей в отношении конкретных требований к конструкции и функциональной безопасности. М.: Изд-во стандартов, 2001. 17 с.
  5. FMVSS 305. Electric powered vehicles: Electrolyte spillage and electrical shock protection. USA. National Highway Traffic Safety Administration. 2017. 21 c.
  6. SAE J1766. Recommended Practice for Electric and Hybrid Electric Vehicle Battery Systems Crash Integrity Testing. Группа SAE. 2014. 22c.
  7. H.M. Vasquez, M. Kuttner: System and method for monitoring an electrical device. Patent US9172233, Assignee: Early Rescue Solutions, LLC, Inventors: M.H. Vasquez, M. Kuttner (2015).
  8. C. Zhou, S. Hu, W. Sha, Q. Liu, X. Yu: Active detection system of insulation resistance in electric vehicle // Journal of Electronic Measurement and Instrumentation 27 (2013), № 05, pp. 409-414.
  9. ГОСТ Р ISO 6469-3-2020. Транспорт дорожный на электрической тяге. Требования безопасности. Часть 3. Электробезопасность. Электрические цепи электрораспределительных систем и электропроводящие вспомогательные электрические системы. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2020. 24 с.
  10. B. Dong, Y.T. Tian, C.J. Zhou: Fuzzy logic-based optimal control method for energy management of pure electric vehicle // Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) 45 (2015), № 2, pp. 516-525.
  11. J. Yang, Z. Zeng, Y. Tang, J. Yan, H. He, Y. Wu: Load frequency control in isolated micro-grid with electrical vehicle based on multivariable generalized predictive theory // Energies 8 (2015), № 3, pp. 2145-2164.
  12. D. Savitski, V. Ivanov, B. Shyrokau, J. D. Smet, J. Theunissen: Experimental study on continuous abs operation in pure regenerative mode for full electric vehicle // SAE International Journal of Passenger Cars - Mechanical Systems 8 (2015), № 1, pp. 364-369.
  13. Бахмутов С.В., Гайсин С.В., Карпухин К.Е., Теренченко А.С., Курмаев Р.Х., Зиновьев Е.В. Способ повышения энергоэффективности электромобильного транспорта // Журнал автомобильных инженеров. 2015. № 4(93). С. 4-10.
  14. Kurmaev R.Kh., Umnitsyn A.A., Struchkov V.S., Karpukhin K.E., Lyubimov I.A. Development and research ot temperature control system of a hight-voltage battery of a perspective electric vehicle // Trans and Motauto World. 2018. Т. 3. № 4. С. 151-154.

© Малышев А.Н., Груненков Е.А., Дебелов В.В., Козловский В.Н., Шишков А.Н., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах