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Y电容对整车漏电流的影响

日期:2024-06-15 07:41
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摘要:电动汽车对于整车的漏电流有严格的要求,漏电流的监控是通过整车绝缘阻抗的检测来实现的。在车辆运行过程中,绝缘检测是需要实时进行的。但整车有些工况与绝缘检测功能会互相影响。如继电器粘连检测过程,电动汽车的绝缘电阻不是常规理解的定值电阻,而是一个有杂散电容与变化的电阻相耦合。对于高压继电器的闭合断开,伴随继电器的粘连检测,如果此时打开绝缘检测,绝缘检测电路和继电器是处于串联的状态,会影响继电器的粘连检测参数。因此,此过程中不进行整车漏电流检测。
  • 流过电容的电流    

 滤波电容在母线上电压变化的瞬间,可认为有电流通过该电容,电流的大小与电容容值和母线上电压变化的速率有关,由下式定义:Ic=C dv/dt,Ic为流过电容电流大小,C为电容值。可见,电动汽车高压零部件中的滤波电容,当母线电压稳定后,没有电流流过电容,滤波电容只对噪声电流起作用,对于母线的高压直流没有任何影响,对整车的漏电流也没有任何影响。但是在高压直流上电的瞬间,由于母线电压的变化,会有电流流过滤波电容。

电动汽车对于整车的漏电流有严格的要求,漏电流的监控是通过整车绝缘阻抗的检测来实现的。在车辆运行过程中,绝缘检测是需要实时进行的。但整车有些工况与绝缘检测功能会互相影响。如继电器粘连检测过程,电动汽车的绝缘电阻不是常规理解的定值电阻,而是一个有杂散电容与变化的电阻相耦合。对于高压继电器的闭合断开,伴随继电器的粘连检测,如果此时打开绝缘检测,绝缘检测电路和继电器是处于串联的状态,会影响继电器的粘连检测参数。因此,此过程中不进行整车漏电流检测。但是此过程漏电流是客观存在的,不能因为不检测就不对漏电流进行设计限制。而且在整车高压上电过程中,由于寄生电容和滤波Y电容的影响,此过程中漏电流会很大。

  • 漏电流计算   

整车高压回路的寄生电容(pF)相对滤波Y电容而言还是有着量级差别的,对整车漏电流影响很小,所以本文只分析滤波Y电容的设计对于整车上高压过程中漏电流大小的影响。漏电流的计算过程如下(忽略寄生电感的影响):

Y电容电压:Vy=Vout (1-e^(-t/τ))

Y电容电流:Iy=Cy Vy/dt 

充放电时间常数:τ=Rfs C_X 

得到:Iy=Cy Vout/(R_fs Cx ) e^(-t/τ) 

因此,在时间t=0的时刻,Y电容具有*大的瞬时电流Iy=Cy Vout/(Rfs Cx )。
然而,Y电容在整个充电过程中的平均电流更加能够体现漏电流的危害。我们取时间为5τ时,电容电压Vy=Vout。得到

平均电流:Iy=Cy Vout/(5Rfs Cx) 

从以上的分析中,我们知道在整车电池包电压Vout,母线电容Cx,预充电阻Rfs设计确认之后,Y电容的大小决定了整车上电过程中的漏电流大小。该容值的大小受整车参数影响,常见参数设置为:电池包*高电压:DC 600 V;整车母线电容容值:800 μF;预充电阻阻值:47 Ω;整车漏电流要求:2 mA(有法规要求:直流100 ohm/V,交流500 ohm/V)。根据平均漏电流的计算方法,通过以上参数计算得出:Iy=Cy Vout/(5Rfs Cx )=2mA=Cy 600/(5×47×800×〖10〗^(-6) ) ,所以能够满足整车漏电流要求的*大Y电容容值Cy=626 nF。如果按照*大瞬时电流的要求进行计算,要求在整个上电期间内漏电流大小都必须满足小于2 mA的要求。Iy=Cy Vout/(Rfs Cx )=Cy 600/(47×800×〖10〗^(-6) )=2mA 。可以得到满足漏电流要求的整车Y电容值Cy=125 nF。

*后,在整车设计过程中,需关注整车Y电容大小对于整车安.全的影响。主机厂应考虑各高压部件的实际电磁兼容性能情况,对各高压部件进行Y电容容值分配,避免该电容给整车带来安.全风险。

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