混合动力汽车广义指有至少两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或全部动力的车辆。在目前生活中，混合动力汽车多半采用传统的发动机和电机两套系统开放汽车，使用的发动机既有柴油机也有汽油机，因此可以使用传统汽油或者柴油，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，如坟缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。日本混合动力汽车公司有丰田、本田、三菱、日产等。......
2023-08-27
新能源汽车漏电传感器：工作原理及安全保护
【摘要】：新能源汽车高压系统设置有漏电传感器，其主要用于对电动汽车直流动力电源主线与其外壳及车身底盘之间的绝缘阻抗进行检测。漏电传感器霍尔线圈中产生一固定频率、固定波形的交变电流进行激励，使磁芯往复磁化达到饱和。漏电传感器不输入漏电信号给电池管理器，电池组正常工作。电池管理器BMS根据信号判断车辆是否安全，若漏电超过人体安全电流10mA，将关闭电池组中接触器开关，车辆停止工作。
新能源汽车高压系统设置有漏电传感器，其主要用于对电动汽车直流动力电源主线与其外壳及车身底盘之间的绝缘阻抗进行检测。通过检测与动力电池输出相连接的负极导线和车身底盘之间的绝缘电阻大小，来判断高压部件的漏电程度。
（一）漏电传感器的外观
漏电传感器的主要作用是高压系统漏电时，传感器会发出一个信号给电池管理器，电池管理器接收到漏电信号后，会根据漏电情况马上报警或者立即断开高压系统，防止高压漏电对人（或者物品）造成伤害和损失，漏电传感器的外观图，如图3.15所示。
图3.15 漏电传感器外观图
（二）漏电传感器电路图
（1）比亚迪e5车漏电传感器电路图
比亚迪e5车的直流漏电传感器的连接如图3.16所示，直流漏电传感器的上方是动力电池直流母线负极，同时采集电源正、电源接地、CAN-H线、CAN-L线，还有公共接地端子，以及将发送到BMS的一般漏电信号、严重漏电信号两根信号线。
图3.16 漏电传感器电路图（比亚迪e5车）
（2）比亚迪秦DM车漏电传感器电路图
比亚迪秦DM车的直流漏电传感器的连接，如图3.17所示。
图3.17 漏电传感器电路图（比亚迪秦DM车）
（三）漏电传感器的原理
漏电传感器是通过霍尔磁式平衡原理监测负载电路中的电流变化。
（1）检测位置
漏电传感器的检测位置，如图3.18所示。
图3.18 漏电传感器检测位置
（2）检测逻辑
不同车型漏电传感器的安装位置不同，比亚迪秦车型的漏电传感器安装于车身后包围搁物板前的加强横梁上。当动力电池包或高压部件有漏电时，传感器会发出一个信号给电池管理控制器。电池管理控制器接收到漏电信号后，会采取禁止充、放电等相关保护操作并报警，从而防止动力电池包及高压部件的高压电外泄，造成人或物品的伤害和损失。
（3）检测方法
从电池包流出的电流I+，流经直流全部负载后，返回负极直流电路I-，当支路没有接地电路时，I+=I-。漏电传感器霍尔线圈中产生一固定频率、固定波形的交变电流进行激励，使磁芯往复磁化达到饱和。漏电传感器不输入漏电信号给电池管理器，电池组正常工作。
当负载电流中出现接地情况，输出电流IK，此时I+=I-+IK。漏电传感器监测电路中电流的变化，漏电传感器中电路控制器注入低频电压信号。漏电传感器得到直流输出信号，经过放大、滤波和A/D转换得到漏电情况，根据情况将漏电信号传递给电池管理器。
（4）BMS的内部漏电传感器电路
以比亚迪e5车的BMS作为例子，一般漏电传感器进入BMS的内部电路的一般漏电模块，如图3.19所示[8]。
图3.19 BMS内部电路一般漏电模块（比亚迪e5车）
图中左上的CN1-2端子对应BK45（A）-2脚。当漏电传感器发出一个一般漏电的拉低电压，于是BMS内部的一般漏电检测回路+12V的正极电源，将经过R403电阻，经过PC400发光二极管，经过R411电阻，然后经过二极管，进入到CN1-2端子，也就是对应电路图的BK45（A）-2脚。
PC400发光二极管发出光源，将感应光敏二极管，于是BMS内部核心模块，感应到PC400的3、4脚导通，因此将线圈拉低，BMS的内部主控芯片将感受到PK2端子信号接地。于是BMS感受到一般漏电信号。
电池管理器BMS根据信号判断车辆是否安全，若漏电超过人体安全电流10mA，将关闭电池组中接触器开关，车辆停止工作。漏电传感器的工作原理，如图3.20所示。
图3.20 漏电传感器原理图
霍尔磁式平衡检测法对信号处理的要求不高，因为从霍尔传感器得到的是直流信号，经信号放大和简单的硬件滤波后，进行A/D转换，只需采用简单的数字滤波即可满足系统的要求。
（四）漏电数据的判定
漏电数据本质上就是检测高压动力电池包的负极对车身地的等效绝缘电阻数值，通常认为大于500Ω/V[9]为正常。漏电传感器的具体漏电数据，如表3.3所示。
表3.3 漏电传感器的具体漏电数据
R：高压回路正极或负极对车身地等效绝缘电阻值
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