本發(fā)明涉及一種車輛絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)，尤其涉及一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法，屬于電動汽車高壓安全技術(shù)防護領(lǐng)域，具體適用于提高絕緣保護的精確性、安全性，并擴大其應用范圍。

背景技術(shù)：
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，電動汽車越來越受到重視。電動汽車的主要部件包括動力電池、電機、電動轉(zhuǎn)向、電動空調(diào)、電動空壓機以及高壓電纜等，動力電池的電壓一般情況下都在300V以上，一旦這些部件出現(xiàn)絕緣問題，將會直接危及駕乘人員的生命安全。因此在電動車輛上配備高壓絕緣監(jiān)測保護裝置，實時準確地檢測高壓電氣系統(tǒng)對車輛底盤絕緣性能，對保證乘客安全、電氣設(shè)備正常工作和車輛安全運行具有重要意義。有鑒于此，目前電動車輛上已經(jīng)開始配備高壓絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，如中國專利授權(quán)公告號為CN202083767U，授權(quán)公告日為2011年12月21日的實用新型專利公開了一種高壓絕緣監(jiān)測裝置，該裝置包括：高壓測量電路，與控制器相連，用于實時或定期采集供電電池的若干監(jiān)測點的電壓值，并將采集得到的電壓信號傳送至控制器；絕緣檢測電路，與控制器相連，用于實時采集供電電池電壓正極或地的電壓值，并將采集得到的電壓信號傳送至控制器；控制器，用于根據(jù)所述高壓測量電路發(fā)送的電壓信號監(jiān)測供電電路的高壓異常狀況，并根據(jù)絕緣檢測電路發(fā)送的電壓信號檢測供電電池電壓正極或地的絕緣異常現(xiàn)象。雖然該實用新型能由控制器根據(jù)監(jiān)測到的多個電壓值、電壓信號以執(zhí)行相關(guān)動作來保護駕駛?cè)藛T的生命安全，但其仍舊具有以下缺陷：首先，監(jiān)測程序繁瑣、精確度較低：該設(shè)計中，與控制器相連接的高壓測量電路、絕緣監(jiān)測電路均包含多個數(shù)據(jù)采集器，使用時，需要對多個點進行多個數(shù)據(jù)采集，且對所采集的每個數(shù)據(jù)都要經(jīng)過多次處理后才傳遞給控制器，最后由控制器來判斷監(jiān)測點的高壓絕緣情況。不僅監(jiān)測對象太多，而且流經(jīng)程序、儀器也太多，花費時間很長，存在很大的安全隱患，易在處理的過程中就會出現(xiàn)問題，畢竟，只要一個監(jiān)測點的電壓值出現(xiàn)絕緣問題，就勢必會導致安全隱患；此外，采用多個數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)，且對每個數(shù)據(jù)都進行多次電壓處理，不但步驟繁瑣，而且會引起信號失真，從而降低數(shù)據(jù)的精確度，最終影響控制的判斷。其次，缺乏絕緣監(jiān)測提醒功能、安全性較低：該設(shè)計雖然可由控制器進行絕緣判斷，并實現(xiàn)絕緣控制，具有一定的安全性。但其缺乏必需的絕緣監(jiān)測提醒功能，不僅導致只能在車輛出現(xiàn)絕緣故障時才會進行控制，易引發(fā)事故，安全性較低，而且，即使對車輛進行車輛控制，但也會由于沒有絕緣提醒，而無法搞清車輛的故障所在，不利于排除故障。再次，可調(diào)能力弱、應用范圍較窄：該設(shè)計中的電源僅能提供3.3V這一種電壓給控制器、高壓測量電路、絕緣檢測電路使用，不具備電壓變換功能，也就不能適用于別的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，如需要多種電壓的系統(tǒng)，應用范圍較窄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的監(jiān)測程序繁瑣、精確度較低、缺乏絕緣監(jiān)測提醒功能、應用范圍較窄的缺陷與問題，提供一種監(jiān)測程序簡單、精確度較高、具備絕緣監(jiān)測提醒功能、應用范圍較廣的電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)，包括高壓監(jiān)測電路、控制器與電源模塊，所述高壓監(jiān)測電路的信號輸出端與控制器的信號輸入端相連接，且在控制器上連接有電源模塊；所述高壓監(jiān)測電路包括波形發(fā)生器、電容、電阻與絕緣電阻；所述控制器包括AC/DC轉(zhuǎn)換器、比較器、信號處理模塊與邏輯判斷處理模塊；所述電源模塊為輸出電壓可調(diào)式電源；所述電源模塊的輸入端與整車電源相連接，電源模塊的輸出端分別與波形發(fā)生器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、比較器、信號處理模塊、邏輯判斷處理模塊相連接；所述波形發(fā)生器的信號輸出端分別與電容、電阻的一端相連接，電容的另一端分別與高壓電池負極、絕緣電阻的一端相連接，絕緣電阻的另一端與車身地相連接，電阻的另一端與車身地相連接；所述電阻的兩端與AC/DC轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端相連接，AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端與比較器的輸入端相連接，比較器的兩個輸出端與信號處理模塊的兩個輸入端連接，信號處理模塊的兩個輸出端與邏輯判斷處理模塊的兩個輸入端連接，邏輯判斷處理模塊的輸出端分別與報警裝置、高壓電池管理器相連接。所述報警裝置包括儀表及其上連接的信號燈、報警器。所述電源模塊的主芯片為LM2596–ADJ開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，輔芯片為LM7805、MAX1847。所述AC/DC轉(zhuǎn)換器所用芯片為AD736。所述比較器所用芯片為LM258。所述波形發(fā)生器為三角波信號發(fā)生器或正弦波信號發(fā)生器。一種上述電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：先由電源模塊將整車電源轉(zhuǎn)換為不同的輸出電壓以滿足波形發(fā)生器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、比較器、信號處理模塊、邏輯判斷處理模塊的需要，得電后的波形發(fā)生器不停的產(chǎn)生波信號以分別經(jīng)過電容、電阻，當高壓電池負極、車身地之間的絕緣電阻發(fā)生變化時，電阻兩端的電壓會隨之變化，同時，AC/DC轉(zhuǎn)換器會即時采集電阻兩端的電壓，并將其轉(zhuǎn)換為真有效值以傳遞給比較器，再由比較器比較真有效值、設(shè)定安全閥值的大小，并將比較結(jié)果發(fā)送給信號處理模塊，然后由信號處理模塊對比較結(jié)果進行處理以得到滿足邏輯判斷處理模塊需求的處理后比較結(jié)果，并將處理后比較結(jié)果傳遞給邏輯判斷處理模塊，再由邏輯判斷處理模塊對處理后比較結(jié)果進行邏輯判斷，然后將判斷結(jié)果以PWM波的形式發(fā)送給報警裝置、高壓電池管理器以進行對應的報警操作、高壓電池管理操作。所述報警裝置包括儀表及其上連接的信號燈、報警器；所述報警操作是指：信號燈根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波，分別顯示紅色、黃色、綠色以提醒絕緣電阻處于危險情況、警告情況、安全情況，且當絕緣電阻處于警告情況或危險情況時，報警器報警。所述高壓電池管理操作是指：高壓電池管理器先根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波以確定高壓電池負極、車身地之間的絕緣電阻的變化情況，再根據(jù)絕緣電阻的變化情況控制相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)動作。所述波信號為三角波或正弦波信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1、本發(fā)明一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法中由波形發(fā)生器產(chǎn)生信號以傳遞給電容、電阻，再由AC/DC轉(zhuǎn)換器對電阻兩端的電壓進行即時監(jiān)測，電阻兩端電壓與絕緣電阻變化情況直接相關(guān)，AC/DC轉(zhuǎn)換器監(jiān)測的電壓依次經(jīng)比較器、信號處理模塊、邏輯判斷處理模塊判斷處理后，即可以PWM波的形式將絕緣電阻情況反饋給高壓電池管理器、報警裝置以進行絕緣控制。整個系統(tǒng)，不僅零部件數(shù)量較少、布局清晰，而且監(jiān)測對象單一、針對性強，大大簡化了監(jiān)測程序，此外，只需對單一的目標信號進行處理，有利于提高信號的精確度。因此，本發(fā)明不僅監(jiān)測程序簡單，而且精確度較高。2、本發(fā)明一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法中設(shè)置了報警裝置以實現(xiàn)絕緣監(jiān)測提醒功能，該報警裝置可在出現(xiàn)絕緣故障時進行有效的報警以提示駕駛員，不僅安全性較高，而且目標明確，便于排除故障。尤其當報警裝置包括儀表、信號燈、報警器，且能根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波進行不用顏色的信號顯示時，其效果更好。因此，本發(fā)明不僅具備絕緣監(jiān)測提醒功能，而且安全性較強。3、本發(fā)明一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法中的電源模塊為輸出電壓可調(diào)式電源，可調(diào)性較強，可對輸出電壓進行變換以滿足不同服務對象的電壓需求，應用范圍較廣，可適用于各種不同的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，尤其當電源模塊的主芯片為LM2596–ADJ開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，輔芯片為LM7805、MAX1847時，其效果更好。因此，本發(fā)明不僅可調(diào)能力較強，而且應用范圍較廣。4、本發(fā)明一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)及其使用方法中的AC/DC轉(zhuǎn)換器所用芯片優(yōu)選為AD73，該種芯片能夠更加精確的測量各種電壓波形的有效值，且不必考慮被測波形的參數(shù)以及失真，精確度和靈敏度都比較高，有利于提高本設(shè)計的使用效果。因此，本發(fā)明的精確度、靈敏度均較高。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：電源模塊1、控制器2、AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23、邏輯判斷處理模塊24、高壓監(jiān)測電路3、波形發(fā)生器31、電容32、電阻33、絕緣電阻34、高壓電池負極35、車身地36、報警裝置4、儀表41、信號燈42、報警器43、高壓電池管理器5、整車電源6。具體實施方式以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。參見圖1，一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)，包括高壓監(jiān)測電路3、控制器2與電源模塊1，所述高壓監(jiān)測電路3的信號輸出端與控制器2的信號輸入端相連接，且在控制器2上連接有電源模塊1；所述高壓監(jiān)測電路3包括波形發(fā)生器31、電容32、電阻33與絕緣電阻34；所述控制器2包括AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23與邏輯判斷處理模塊24；所述電源模塊1為輸出電壓可調(diào)式電源；所述電源模塊1的輸入端與整車電源6相連接，電源模塊1的輸出端分別與波形發(fā)生器31、AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23、邏輯判斷處理模塊24相連接；所述波形發(fā)生器31的信號輸出端分別與電容32、電阻33的一端相連接，電容32的另一端分別與高壓電池負極35、絕緣電阻34的一端相連接，絕緣電阻34的另一端與車身地36相連接，電阻33的另一端與車身地36相連接；所述電阻33的兩端與AC/DC轉(zhuǎn)換器21的兩個輸入端相連接，AC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出端與比較器22的輸入端相連接，比較器22的兩個輸出端與信號處理模塊23的兩個輸入端連接，信號處理模塊23的兩個輸出端與邏輯判斷處理模塊24的兩個輸入端連接，邏輯判斷處理模塊24的輸出端分別與報警裝置4、高壓電池管理器55相連接。所述報警裝置4包括儀表41及其上連接的信號燈42、報警器43。所述電源模塊1的主芯片為LM2596–ADJ開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，輔芯片為LM7805、MAX1847。所述AC/DC轉(zhuǎn)換器21所用芯片為AD736。所述比較器22所用芯片為LM258。所述波形發(fā)生器31為三角波信號發(fā)生器或正弦波信號發(fā)生器。一種上述電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：先由電源模塊1將整車電源6轉(zhuǎn)換為不同的輸出電壓以滿足波形發(fā)生器31、AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23、邏輯判斷處理模塊24的需要，得電后的波形發(fā)生器31不停的產(chǎn)生波信號以分別經(jīng)過電容32、電阻33，當高壓電池負極35、車身地36之間的絕緣電阻34發(fā)生變化時，電阻33兩端的電壓會隨之變化，同時，AC/DC轉(zhuǎn)換器21會即時采集電阻33兩端的電壓，并將其轉(zhuǎn)換為真有效值以傳遞給比較器22，再由比較器22比較真有效值、設(shè)定安全閥值的大小，并將比較結(jié)果發(fā)送給信號處理模塊23，然后由信號處理模塊23對比較結(jié)果進行處理以得到滿足邏輯判斷處理模塊24需求的處理后比較結(jié)果，并將處理后比較結(jié)果傳遞給邏輯判斷處理模塊24，再由邏輯判斷處理模塊24對處理后比較結(jié)果進行邏輯判斷，然后將判斷結(jié)果以PWM波的形式發(fā)送給報警裝置4、高壓電池管理器5以進行對應的報警操作、高壓電池管理操作。所述報警裝置4包括儀表41及其上連接的信號燈42、報警器43；所述報警操作是指：信號燈42根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波，分別顯示紅色、黃色、綠色以提醒絕緣電阻34處于危險情況、警告情況、安全情況，且當絕緣電阻34處于警告情況或危險情況時，報警器43報警。所述高壓電池管理操作是指：高壓電池管理器5先根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波以確定高壓電池負極35、車身地36之間的絕緣電阻34的變化情況，再根據(jù)絕緣電阻34的變化情況控制相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)動作。所述波信號為三角波或正弦波信號。本發(fā)明的原理說明如下：1、整體監(jiān)測過程：波形發(fā)生器用于產(chǎn)生信號發(fā)送給電容和電阻，電容的主要作用是隔直流信號通交流信號，當高壓電池負極、車身地之間的絕緣電阻發(fā)生變化時，電阻兩端的電壓必然發(fā)生變化，同時，AC/DC轉(zhuǎn)換器可以時刻采集到電阻兩端的該電壓值，并將其轉(zhuǎn)換為真有效值傳遞給比較器，比較器比較AC/DC轉(zhuǎn)換器傳遞的真有效值與設(shè)定安全閥值的大小，并將結(jié)果發(fā)送給信號處理模塊，信號處理模塊的作用的是將比較器所發(fā)送的比較結(jié)果進行處理，使其滿足邏輯判斷處理模塊的需求，并傳遞給邏輯判斷處理模塊，邏輯判斷處理模塊再對其進行邏輯判斷后以PWM波形式發(fā)送給高壓電池管理器和報警裝置，報警裝置包括儀表及其上連接的信號燈、報警器。該信號燈可以根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波，分別顯示紅色、黃色、綠色來提示駕駛員絕緣電阻是處于危險情況、警告情況、安全情況，當絕緣電阻處于警告情況或危險情況時，報警器報警，提示駕駛員停車檢查。高壓電池管理器也會根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波了解高壓電池負極、車身地之間絕緣電阻的變化情況，進行安全保護。2、電源模塊：電源模塊采用主芯片為LM2596–ADJ開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，配合LM7805、MAX1847芯片，可以將整車12V/24V電源轉(zhuǎn)換為任意器件所需電壓，如提供給波形發(fā)生器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、比較器、信號處理模塊、邏輯判斷處理模塊所需要的輸入電壓，因此其應用范圍比較廣。實施例1：一種電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)，包括高壓監(jiān)測電路3、控制器2與電源模塊1，所述高壓監(jiān)測電路3包括波形發(fā)生器31（如三角波信號發(fā)生器或正弦波信號發(fā)生器）、電容32、電阻33與絕緣電阻34，控制器2包括AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23與邏輯判斷處理模塊24，且電源模塊1為輸出電壓可調(diào)式電源；所述電源模塊1的輸入端與整車電源6相連接，電源模塊1的輸出端分別與波形發(fā)生器31、AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23、邏輯判斷處理模塊24相連接；所述波形發(fā)生器31的信號輸出端分別與電容32、電阻33的一端相連接，電容32的另一端分別與高壓電池負極35、絕緣電阻34的一端相連接，絕緣電阻34的另一端與車身地36相連接，電阻33的另一端與車身地36相連接；所述電阻33的兩端與AC/DC轉(zhuǎn)換器21的兩個輸入端相連接，AC/DC轉(zhuǎn)換器21的輸出端與比較器22的輸入端相連接，比較器22的兩個輸出端與信號處理模塊23的兩個輸入端連接，信號處理模塊23的兩個輸出端與邏輯判斷處理模塊24的兩個輸入端連接，邏輯判斷處理模塊24的輸出端分別與報警裝置4（包括儀表41及其上連接的信號燈42、報警器43）、高壓電池管理器55相連接。一種上述電動車輛高壓絕緣監(jiān)測保護系統(tǒng)的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：先由電源模塊1將整車電源6轉(zhuǎn)換為不同的輸出電壓以滿足波形發(fā)生器31、AC/DC轉(zhuǎn)換器21、比較器22、信號處理模塊23、邏輯判斷處理模塊24所需要的電壓，得電后的波形發(fā)生器31不停的產(chǎn)生波信號（三角波或正弦波）以分別經(jīng)過電容32、電阻33，當高壓電池負極35、車身地36之間的絕緣電阻34發(fā)生變化時，電阻33兩端的電壓必然會隨之變化，同時，加載在電阻33兩端的AC/DC轉(zhuǎn)換器21就會即時采集電阻33兩端的電壓，并將其轉(zhuǎn)換為真有效值以傳遞給比較器22，再由比較器22比較真有效值、設(shè)定安全閥值的大小，并將比較結(jié)果發(fā)送給信號處理模塊23，然后由信號處理模塊23對比較結(jié)果進行處理以得到滿足邏輯判斷處理模塊24需求的“處理后比較結(jié)果”，并將“處理后比較結(jié)果”傳遞給邏輯判斷處理模塊24，再由邏輯判斷處理模塊24對處理后比較結(jié)果進行邏輯判斷，然后將判斷結(jié)果以PWM波的形式發(fā)送給報警裝置4、高壓電池管理器5以進行對應的報警操作、高壓電池管理操作；所述報警操作是指：信號燈42可以根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波，分別顯示紅色、黃色、綠色來提示駕駛員絕緣電阻34處于危險情況、警告情況、安全情況，且當絕緣電阻34處于警告情況或危險情況時，報警器43報警，提示駕駛員停車檢查；所述高壓電池管理操作是指：高壓電池管理器5先根據(jù)所接收到的不同占空比的PWM波以確定高壓電池負極35、車身地36之間的絕緣電阻34的變化情況，再根據(jù)絕緣電阻34的變化情況控制相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)動作。