电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统和检测方法
技术领域
本发明涉及电动船舶
技术领域
，尤其涉及电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统和检测方法。背景技术
电动船舶大容量电池的充电系统，用于对电动船舶进行充电，由于电动船舶的电池容量大，只是能量从电网到电池单向流动，具有储能系统的特点。同时，由于船舶的移动性，每次充电过程都必须链接充电插头，因此又具有汽车充电桩的一些特点。考虑到河岸环境的温差、湿度、日晒等因素的影响，引出电缆的绝缘检测在整个充电系统的安规设计中，显得十分必要。为了完成绝缘检测，需要产生一个几百伏的电压，通过测量漏电流来判断外接的电缆是否绝缘可靠。在现有的充电系统中，这个电压可以通过储能变流器产生，但这个测试电压会一直维持，进而影响下一步的充电操作。因此，如何在满足电动船舶大电压和电流的充电要求同时，能对船舶的充电系统进行快速的绝缘检测，成为有待解决的问题。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统，增加了控制柜进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，降低了整个系统的研发风险和生产成本。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统，包括储能变流器和船舶电池柜，所述储能变流器的直流端通过其内部的软启动旁路与船舶电池柜连接，所述软启动旁路上设置旁路开关，其特征在于：还包括位于储能变流器和船舶电池柜之间的控制柜，所述控制柜通过通信电缆与储能交流器和船舶电池柜进行通信连接，所述控制柜包括绝缘监测装置，所述绝缘监测装置通过检测电缆与储能变流器的输出端和船舶电池柜的输入端连接，所述控制柜内设置有控制绝缘检测装置和储能变流器间检测电缆通断的接触器KM，所述船舶电池柜内设置有控制船舶电池和绝缘检测装置间检测电缆通断的功率继电器JDBat，所述控制柜根据通信电缆采集的船舶电池柜的船舶电池电压UBat，控制所述储能变流器发出电压Utest，所述控制柜控制接触器KM闭合，通过所述绝缘监测装置根据电压Utest做出绝缘检测并将检测结果上报至储能变流器，若所述绝缘监测装置检测通过，则储能变流器通过闭合软启动旁路上的旁路开关为船舶电池充电。
增设控制柜进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，储能变流器负责功率控制，输出高精度直流；控制柜只对检测电缆上的电流做出通断动作，控制柜通过检测电缆和通信电缆完成与船舶电池和储能变流器的信息交互、逻辑判断和指令计算。在不改变储能变流器运行逻辑的基础上，通过绝缘检测装置检测检测电缆上电压，控制储能变流器的电压输出和接触器KM、功率继电器JDBat的通断，来提高系统运行的可靠性，并兼容不同厂家和型号的船舶电池。
进一步来说，所述绝缘检测装置和储能交流器间的检测电缆上还连接有预充电阻R，所述预充电阻R与接触器KM并联后接入检测电缆。
进一步来说，所述绝缘监测装置检测通过后，所述储能变流器为船舶电池充电前，所述船舶电池的电压UBat通过预充电阻R向储能变流器的母线电容充电。
本发明还提供了电动船舶大容量充电系统的绝缘检测方法，基于上述电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统，增加了控制柜进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，降低了整个系统的研发风险和生产成本。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统的绝缘检测系统，基于上述电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统的绝缘检测系统，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、船舶电池柜内的功率继电器JDBat处于断开状态，将检测电缆连接至船舶电池柜；
步骤2、控制柜通过通信电缆检测船舶电池电压UBat，控制柜根据电压UBat发出指令至储能变流器，是储能变压器输出电压Utest；
步骤3、控制柜判断电压Utest与电压UBat的差值是否在阈值范围内；
步骤4、若在步骤3中的差值在阈值范围内，则控制控制柜内的制接触器KM闭合，通过绝缘检测装置进行绝缘检测；
步骤5、绝缘检测装置判断绝缘检测结果；
步骤6、若步骤5中绝缘检测通过，则控制柜控制储能变流器停机，通过电压UBat给储能变流器的母线电容充电；
步骤7、延时T2时间后，控制柜控制储能变流器开机，并闭合软启动旁路上设置旁路开关，储能变流器为船舶电池充电并直至充满。
进一步来说，所述步骤6包括如下步骤：
步骤61、控制柜控制储能变流器停机，并断开控制柜内的接触器KM；
步骤62、控制柜向船舶电池柜发出船舶电池接入指令，船舶电池柜内的功率继电器JDBat闭合；
步骤63、延时T1时间后，控制柜控制其内的接触器KM闭合，此时电压UBat通过预充电阻R给储能变流器的母线电容充电。
进一步来说，所述预充电阻连接在绝缘检测装置和储能交流器间的检测电缆上，所述预充电阻R与接触器KM并联后接入检测电缆。
进一步来说，所述阈值为15V，即UBat-Utest＜15V。
进一步来说，所述延时T1的时间为3秒，延时T2的时间为5S。
进一步来说，所述步骤7中，当闭合软启动旁路上设置旁路开关，储能变流器为船舶电池充电时，储能变流器的输出电压等于测船舶电池的电压UBat。
进一步来说，所述步骤3中若控制柜判断差值超过阈值范围，则结束充电；所述步骤5中，若绝缘监测装置判断监测结果异常，则结束充电。
增设控制柜进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，储能变流器负责功率控制，输出高精度直流；控制柜只对检测电缆上的电流做出通断动作。控制柜通过检测电缆和通信电缆完成与船舶电池和储能变流器的信息交互、逻辑判断和指令计算。在不改变储能变流器运行逻辑的基础上，控制柜通过绝缘检测装置检测检测电缆上电压，并控制储能变流器的电压输出和接触器KM、功率继电器JDBat的通断，来提高系统运行的可靠性，并兼容不同厂家和型号的船舶电池。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例的流程图；
图3为本发明实施例的步骤6的详细流程图。
图中：
1、储能变流器；2、船舶电池柜；3、控制柜；31、绝缘监测装置；32、预充电阻R；4、通信电缆；5、检测电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例
参见附图1所示，本发明的电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统，包括储能变流器1和船舶电池柜2，储能变流器1的直流端通过其内部的软启动旁路与船舶电池柜2连接，软启动旁路上设置旁路开关。
还包括位于储能变流器1和船舶电池柜2之间的控制柜3，控制柜3通过通信电缆4与储能交流器和船舶电池柜2进行通信连接。控制柜3包括绝缘监测装置31，绝缘监测装置31通过检测电缆5与储能变流器1的输出端和船舶电池柜2的输入端连接，控制柜3内设置有控制绝缘检测装置和储能变流器1间检测电缆5通断的接触器KM。船舶电池柜2内设置有控制船舶电池和绝缘检测装置间检测电缆5通断的功率继电器JDBat。
控制柜3根据通信电缆4采集的船舶电池柜2的船舶电池电压UBat，并控制储能变流器1发出电压Utest，控制柜3控制接触器KM闭合，通过绝缘监测装置31根据电压Utest做出绝缘检测并将检测结果上报至储能变流器1。若绝缘监测装置31检测通过，则储能变流器1通过闭合软启动旁路上的旁路开关为船舶电池充电。若绝缘监测不通过，则结束充电。
绝缘检测装置和储能交流器间的检测电缆5上还连接有预充电阻R32，预充电阻R32与接触器KM并联后接入检测电缆5。绝缘监测装置31检测通过后，储能变流器1为船舶电池充电前，船舶电池的电压UBat通过预充电阻R32向储能变流器1的母线电容充电。
控制柜3还将储能变流器1发出电压Utest与船舶电池电压UBat的差值与其内设置的阈值进行比较，阈值为15V，即确保储能变流器1发出电压Utest与船舶电池电压UBat的差值在15V以内。控制柜3内设置有逻辑控制模块，用于差值与阈值的比较和对储能变流器1、船舶电池柜2发出控制指令，并能对其内的接触器KM进行控制。
增设控制柜3进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，储能变流器1负责功率控制，输出高精度直流；控制柜3只对检测电缆5上的电流做出通断动作，控制柜3通过检测电缆5和通信电缆4完成与船舶电池和储能变流器1的信息交互、逻辑判断和指令计算。在不改变储能变流器1运行逻辑的基础上，通过绝缘检测装置检测检测电缆5上电压，控制储能变流器1的电压输出和接触器KM、功率继电器JDBat的通断，来提高系统运行的可靠性，并兼容不同厂家和型号的船舶电池。
参见附图2-3所示，本发明的电动船舶大容量充电系统的绝缘检测方法，基于上述电动船舶大容量充电系统的绝缘检测系统，增加了控制柜3进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，降低了整个系统的研发风险和生产成本。
包括如下步骤：
步骤1、船舶电池柜2内的功率继电器JDBat处于断开状态，将检测电缆5连接至船舶电池柜2。
步骤2、控制柜3通过通信电缆4检测船舶电池电压UBat，控制柜3根据电压UBat发出指令至储能变流器1，是储能变压器输出电压Utest；
步骤3、控制柜3判断电压Utest与电压UBat的差值是否在阈值范围内。阈值为15V，即UBat-Utest＜15V。若控制柜3判断差值超过阈值范围，则结束充电，否则执行步骤4。
步骤4、若在步骤3中的差值在阈值范围内，则控制控制柜3内的制接触器KM闭合，通过绝缘检测装置进行绝缘检测。
步骤5、绝缘检测装置判断绝缘检测结果，若绝缘监测装置31判断监测结果异常，则结束充电。否则进行步骤6。
步骤6、若步骤5中绝缘检测通过，则控制柜3控制储能变流器1停机，通过电压UBat给储能变流器1的母线电容充电，具体包括如下步骤：
步骤61、控制柜3控制储能变流器1停机，并断开控制柜3内的接触器KM；
步骤62、控制柜3向船舶电池柜2发出船舶电池接入指令，船舶电池柜2内的功率继电器JDBat闭合；
步骤63、延时T1时间后，控制柜3控制其内的接触器KM闭合，此时电压UBat通过预充电阻R32给储能变流器1的母线电容充电，其中延时T1的时间为3秒。
步骤7、延时T2时间后，控制柜3控制储能变流器1开机，并闭合软启动旁路上设置旁路开关，储能变流器1为船舶电池充电并直至充满。其中延时T2的时间为5S。当闭合软启动旁路上设置旁路开关，储能变流器1为船舶电池充电时，储能变流器1的输出电压等于测船舶电池的电压UBat。
预充电阻连接在绝缘检测装置和储能交流器间的检测电缆5上，预充电阻R32与接触器KM并联后接入检测电缆5。
增设控制柜3进行逻辑控制，将功率控制和逻辑控制分开，储能变流器1负责功率控制，输出高精度直流；控制柜3只对检测电缆5上的电流做出通断动作。控制柜3通过检测电缆5和通信电缆4完成与船舶电池和储能变流器1的信息交互、逻辑判断和指令计算。在不改变储能变流器1运行逻辑的基础上，控制柜3通过绝缘检测装置检测检测电缆5上电压，并控制储能变流器1的电压输出和接触器KM、功率继电器JDBat的通断，来提高系统运行的可靠性，并兼容不同厂家和型号的船舶电池。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
