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교량 법의 초점과 어려움에 대한 해석:
(a) 브리지 방법의 검출 원리
브리지법은 BMS 가 고압 양극과 고압 음극 사이의 분압 변화를 감지하여 양극/차체와 음극/차체의 절연 저항을 계산하는 방식으로 작동한다. 검출 원리는 다음과 같습니다:
1. 닫기 스위치 S 1 및 스위치 S2:BMS 감지 V 1 전압, v2;
2. 닫기 스위치 S 1, 켜기 스위치 S2:BMS 감지 v 1' 전압
3. 스위치 S 1, 폐쇄 스위치 S2:BMS 감지 V2 전압
4. 위의 세 단계에 따라 알려진 배터리의 총 전압 U 와 양수 및 음수 브리지 암의 분압 저항과 그 비율에 따라 세 방정식 U=aV 1+bV2 를 나열할 수 있습니다.
5. 이 방정식에 따라 정극/하우징의 저항값 =Rp, 음극/하우징의 저항값 =Rn 을 얻을 수 있습니다.
두 가지 저항값은 우리가 평소에 차량 전체에서 읽은 절연 값이며, 이상은 바로 전교법의 검출 원리이다.
(b) 교량 방법 설계의 어려움
브리지법의 안정성과 신뢰성은 다음 사항에 초점을 맞춰야 합니다 (위의 네 가지 전압 값 V 1, V2, V 1', V2' 이하 총칭 V 1, V2, 보충 토론을 환영합니다)
1. 분압비 및 ADC 선택:
비용을 고려하기 위해 절연 검사는 일부 정확도를 희생합니다 (12 비트 ADC 샘플링 또는 단일 칩 마이크로 컴퓨터 내부의 ADC 샘플링을 직접 사용). 이때 저항의 분압비 (R 1/R2 또는 R4/R3) 를 선택해야 합니다.
저항 분압비가 너무 커서 샘플링 해상도가 부족하여 높은 정밀도에 도달할 수 없습니다.
저항 분압비가 너무 오래되어 초과 범위를 샘플링하여 전체 전압 범위를 샘플링할 수 없습니다.
기생 커패시턴스의 영향:
우리 모두 알고 있듯이, 차량에 기생 커패시턴스의 실제 존재 (일반적으로 수백 나 방법의 규모에서, 일부는 이보다 훨씬 큽니다).
기생 커패시턴스는 V 1 으로 이어질 수 있기 때문에 V2 의 전압 값이 안정되는 데 시간이 걸리며, 이 때 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다.
BMS 는 V 1 의 안정적인 샘플링 포인트, V2 전압 및 V 1, V2 의 전압을 정확하게 판단할 수 없습니다. 용량 전압이 불안정하거나 용량 누출로 인해 실제 분압이 아니기 때문에 계산된 절연 값이 정확하지 않습니다. 이는 지난 몇 년 동안 일부 차량의 절연이 불안정한 주요 원인 중 하나입니다.
BMS 대기 전압 안정화 시간이 길어 절연 감지 시간이 길어져 기능 안전에 대한 FTTI 시간 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다.
기생용량 값은 날씨와 차량의 노화에 따라 변한다. 이 시점에서 설계가 여전히 초기 샘플링 정확도와 시간 목표를 충족하는지 확인하기 위해 알고리즘의 안정성과 적응성에 대한 요구 사항이 높아지고 주요 하드웨어 회로 및 소프트웨어 필터를 고려해야 합니다.
3. 전압 V 1 및 V2 실시간 샘플링 동기화의 영향.
이론적으로 V 1 및 V2 의 실시간이 높을수록 절연 샘플의 정확성과 안정성이 향상됩니다. 아쉽게도 이것은 이론일 뿐, 분명히 완전히 동기화할 수 없다. 이해를 돕기 위해 실시간 동기화 성능의 영향을 설명하기 위해 매우 극단적인 실제 차량 조건을 가정하겠습니다.
1 단계: 가파른 경사면에서 액셀러레이터를 세게 밟는다. 이 시점에서 BMS 는 2 단계의 v1'를 감지했습니다.
2 단계: 브레이크 페달을 세게 밟아 가파른 비탈을 내리는데, 이때 BMS 는 마침 3 단계의 V2 를 감지했다.
먼저 이 장면과 절연 검사에 미치는 영향에 대해 생각해 볼 수 있다. 가속 페달을 밟으면 배터리 팩이 대량의 외부 전류를 방출합니다. 리튬 배터리의 DCR+ 극화 내부 저항으로 인해 배터리 팩의 고전압이 급격히 떨어집니다 (전류에 따라 결정됨, 일반적으로 50~ 100V, 배터리의 실제 출력 전압은 350V = 400V). 브레이크 페달을 밟으면 차량 제동 에너지 회수로 인해 배터리 팩의 고전압이 순식간에 450V 로 상승하여 고전류로 배터리 팩을 충전합니다. 그럼 문제가 생겼네요. V 1' 는 350V 분압 감지, V2' 는 450V 분압 감지. 이 전압 세트로 절연을 계산하는 것은 적합하지 않지만 절연값 오차가 크다. 가장 심각한 경우 절연의 오보와 누락이 발생할 수 있어 차량 전체의 상응하는 고장 전략이 발생할 수 있다.