電動汽車電池組的絕緣檢測方法

摘 要電動汽車是現(xiàn)代社會的一大重要的交通工具。本篇文章主要以有源式絕緣電阻檢測方法為例，對電動汽車動力電池絕緣檢測方法進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】電動汽車動力電池 有源式 絕緣電阻 檢測方法

1 電動汽車動力電池絕緣檢測方法

有源式直流絕緣電阻檢測方法是一種在電動汽車領(lǐng)域較為常用的監(jiān)測方法。故障檢測和絕緣電阻是其中的兩大重要的監(jiān)測項(xiàng)目。圖1所示的內(nèi)容就是有源式絕緣檢測的等效電路圖。

在圖1中，紅色點(diǎn)畫線框以內(nèi)是被檢測直流系統(tǒng)的等效電路部分。其中字母U指代的是直流系統(tǒng)電壓源。RL代表的是等效負(fù)載；RP和Rn則代表的是與直流系統(tǒng)的電壓源正負(fù)極有關(guān)的絕緣電阻。紅色區(qū)域以外的內(nèi)容是系統(tǒng)的輔助測量電路。

1.1 故障檢測

故障檢測，主要指的是通過對電阻兩端的電壓進(jìn)行測量，對正、負(fù)絕緣電阻的并聯(lián)電阻值進(jìn)行計(jì)算，并在這一基礎(chǔ)上對動力電池的正、負(fù)極絕緣電阻的故障狀態(tài)進(jìn)行判斷的故障檢測方式。對上圖中的負(fù)載RL，交流信號源Us進(jìn)行斷開處理，是在檢測到絕緣電阻故障以后進(jìn)行絕緣電阻計(jì)算的有效方式。基于有源式思想的故障檢測技術(shù)可以被看作是與之有關(guān)的核心要素。從圖1中所示的內(nèi)容來看，在對開關(guān)S1、S2進(jìn)行斷開處理以后，借助圖中所示的等效電路，我們推導(dǎo)出這樣的公式：

在上述公式中，Us為交流信號源。W可以看作是交流信號源的頻率，這一頻率需要控制在2≤w≤100Hz之間，Rpn可以被看做是與Rp和Rn的并聯(lián)電阻。根據(jù)Rpn的計(jì)算公式，我們可以對相關(guān)的閾值進(jìn)行比較分析，進(jìn)而對絕緣電阻的狀態(tài)進(jìn)行確定。從圖2所示的內(nèi)容來看，這一故障監(jiān)測方法可以對電阻的故障狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，因而與之有關(guān)的交流信號源并不會對負(fù)載回路問題構(gòu)成影響。這樣，動力電池的故障檢測流程就成為了斷開接入電阻、通過測量電阻兩端電壓的方式對正負(fù)極絕緣電阻的并聯(lián)電阻值進(jìn)行確定和對絕緣電阻問題進(jìn)行計(jì)算的過程。

1.2 絕緣電阻計(jì)算

在絕緣電阻出現(xiàn)故障以后，對絕緣電阻值的計(jì)算，就成為了對故障源進(jìn)行進(jìn)一步確定的重要措施。接入電阻兩端電壓值和故障信息的輸出是其中不可缺少的兩個重要措施。從有源式直流絕緣電阻監(jiān)測方法的應(yīng)用效果來看，實(shí)時化、準(zhǔn)確化的絕緣電阻監(jiān)測方法的構(gòu)建，可以為絕緣電阻故障監(jiān)測機(jī)制的實(shí)效性提供保障。它可以對絕緣電阻故障的實(shí)時監(jiān)測功能進(jìn)行充分滿足。

2 電動汽車動力電池絕緣檢測方法的實(shí)證分析

2.1 參數(shù)配置

以某電動出租汽車的動力電池為例，這一類車輛的動力電池輸出電壓為350V，根據(jù)GB18384.1-2015電動汽車安全要求第1部分：車載可充電儲能系統(tǒng)（REESS）的規(guī)定，電動汽車動力電池的絕緣電阻需要控制在500Ω/V。因而，從正負(fù)極絕緣電阻值計(jì)算結(jié)果來看，只有在電阻值大于175kΩ的情況下，我們才可以認(rèn)為該電動車輛的動力電池符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

檢測人員需要對交流信號源和測量電阻R的端電壓是進(jìn)行采樣處理，并要通對各個電壓的平均值進(jìn)行計(jì)算。在試驗(yàn)的進(jìn)行過程中，我們可以從電阻的正常狀態(tài)和它在不同程度下的故障狀態(tài)入手來開展試驗(yàn)，以下表格中的內(nèi)容就是試驗(yàn)的主要結(jié)果。如表1所示。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中所表述的內(nèi)容來看，動力電池絕緣電阻故障簡單的誤差在5%以內(nèi)，這就可以說明絕緣電阻實(shí)時檢測已經(jīng)得到了實(shí)現(xiàn)。在檢測工作的開展過程中，外界電阻方法在系統(tǒng)離線狀態(tài)下的應(yīng)用，是在絕緣電阻遇到故障以后所不可缺少的方式。

3 結(jié)論

有源式直流系統(tǒng)絕緣電阻的實(shí)時監(jiān)測方法是對電動汽車動力電池進(jìn)行絕緣檢測的有效方式。在對絕緣電阻故障問題進(jìn)行處理的過程中，相關(guān)電路裝置的應(yīng)用，可以為電動汽車的整體故障診斷工作提供一定的幫助，因此這一技術(shù)有著很好的應(yīng)用價值。

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作者簡介

趙永杰（1978-），男，河南省周口市人。研究生學(xué)歷，畢業(yè)于長安大學(xué)?，F(xiàn)有職稱：中級工程師。主要研究方向?yàn)槠嚈z測。

作者單位

中國汽車工程研究院股份有限公司 重慶市 401122