שיטת ניטור בידוד של מערכת מתח גבוה
של רכבי אנרגיה חדשים
במערכות המותקנות ברכב, ניטור בידוד מתבצע לרוב בשיטות כמו ניטור חשמלי, ניטור פיזי והזרקת אותות בתדר נמוך. כלומר, באמצעות חיישנים ומודולי ניטור המותקנים בצמתים מרכזיים, התנגדות בידוד וזרם דליפה מזוהה בזמן אמת או מעת לעת. ברגע שהפרמטרים הרלוונטיים יתגלו כנמוכים מהסף, המערכת תפעיל מיד אזהרה או אפילו תנתק את אספקת המתח הגבוה כדי להגן על בטיחות הרכב והנוסעים. מספר שיטות ניטור קונבנציונליות מוצגות כדלקמן:
1. ניטור זרם דליפה
העיקרון הוא לנטר את הזרם בין מערכת המתח הגבוה לאדמה (גוף הרכב). כל זרימת זרם בלתי צפויה (כלומר זרם דליפה) מעידה על כך שייתכן שיש בידוד גרוע. בנסיבות רגילות, זרם הדליפה של מערכת המתח הגבוה לאדמה צריך להיות קטן מאוד. כאשר זרם הזליגה עובר את הסף שנקבע, נחשב שיש בעיה בבידוד.
בתהליך היישום בפועל, חיישן זרם משולב ב-BMS או ביחידת בקרת מתח גבוה אחרת. על ידי ניטור בזמן אמת של הזרם במעגל המתח הגבוה, במיוחד של הזרם הזורם לקרקע, התוכנה מנתחת את הנתונים הללו באמצעות אלגוריתם ומשווה אותם עם תקני הבטיחות שנקבעו מראש כדי לקבוע אם קיימת חריגה.
2. ניטור התנגדות בידוד
ערך התנגדות הבידוד של חלקי המפתח של מערכת המתח הגבוה נמדד באופן קבוע או בתנאים ספציפיים כדי להעריך את ביצועי הבידוד.
3. ניטור שיטת הזרקת אות בתדר נמוך
שיטת זיהוי זו היא טכנולוגיית ניטור בידוד במתח גבוה יעילה. עקרון העבודה שלו הוא הזרקת אות AC בתדר נמוך של עשרות הרץ עד מאות הרץ לקצה אחד של מעגל המתח הגבוה (כגון האלקטרודה החיובית או השלילית של סוללת המתח הגבוה), והגדרת נקודת ניטור. בקצה השני (כגון השלדה או הקרקע). כאשר האות המוזרק בתדר נמוך עובר דרך מעגל המתח הגבוה, אם ביצועי הבידוד של מעגל זה טובים, ההנחתה של אות זה קטנה מאוד, אך אם יש פגם בבידוד או נתיב דליפה במעגל, האות ידלוף לקרקע לאורך נתיב זה, וכתוצאה מכך עוצמת האות נחלשת תגיע לנקודת הניטור. במהלך התהליך, ניתן לחשב את גודל עכבת הבידוד על ידי מדידת המשרעת, שינוי הפאזה או תגובת התדר של האות בלולאה, ועל ידי השוואת סף הבטיחות שנקבע מראש של המערכת, כאשר הנחתת האות שזוהה או הבידוד המחושב. עכבה נמוכה מסף זה, המערכת תפעיל אזעקה שתצביע על קיומה של תקלת בידוד.
בהתבסס על העיקרון לעיל, תהליך היישום הספציפי יכול להיות שימוש במחולל אותות ייעודיליצור אות AC בתדר נמוך, ולהחדיר אותו למערכת המתח הגבוה דרך מצמד בידוד, ולהגדיר חיישן זרם או מתח בעל דיוק גבוה בקצה השני של הלולאה כדי לאסוף את האות, ולמטב את איכות האות באמצעות את מעגל מיזוג האותות לניתוח לאחר מכן, ולאחר מכן להמיר את האות האנלוגי לאות דיגיטלי באמצעות ממיר A/D, ולעבד אותו באופן דיגיטלי על ידי MCU או מעגל משולב ספציפי ליישום (ASIC), כדי לחשב פרמטרים כגון הנחתת האות והסטת פאזה, ולאחר מכן להעריך את עכבת הבידוד. לבסוף, מצב הבידוד נשפט על ידי השוואת תוצאות הניתוח עם הסטנדרטים שנקבעו מראש. אם מתגלה בעיה, אסטרטגיית הבטיחות המתאימה מיושמת.
בנוסף לשיטות ניטור הבידוד הקונבנציונליות שהוזכרו לעיל, המונעות על ידי אינטליגנציה, על מנת לנטר טוב יותר את בטיחות הבידוד, בחלק מהמערכות המתקדמות יותר, משתמשים בחיישני טמפרטורה וחיישני לחות גם לניטור הסביבה הסובבת של מערכת המתח הגבוה (מכיוון גורמים סביבתיים עשויים להשפיע על ביצועי הבידוד, כגון סביבות טמפרטורה גבוהה או לחות גבוהה הביצועים של חומרי בידוד יפחתו). על ידי שילוב פרמטר זה, ניתן לבצע עוד הערכה מפורטת יותר של מצב הבידוד של מערכת המתח הגבוה.
