新能源汽車電氣絕緣檢測(cè)和檢測(cè)方法分析

摘 要：新能源汽車是以綠色、清潔能源為動(dòng)力的汽車，就目前使用的廣泛性而言，新能源汽車主要以電動(dòng)汽車為主，電動(dòng)汽車的動(dòng)力源是電能，汽車電氣設(shè)備不僅僅包括電池組，而且還包括照明設(shè)備，電機(jī)等，因此汽車的電氣絕緣檢測(cè)是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。本文在分析介紹電動(dòng)汽車電氣絕緣檢測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行分析，為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；電氣絕緣檢測(cè)；

引言

隨著時(shí)間的進(jìn)步和發(fā)展，綠色消費(fèi)的觀念深入人心，在國(guó)家政策的積極推動(dòng)下，眾多領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)行發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，由高污染、高能耗轉(zhuǎn)向綠色、低能方面發(fā)展。汽車行業(yè)便是一個(gè)典型的例子，隨著生活水平的提高，汽車成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚拇焦ぞ?，然而汽車的發(fā)展加劇了環(huán)境的污染，以北京市為例，機(jī)動(dòng)車排放了全市58%的氮氧化物、40%的揮發(fā)性有機(jī)物和22%的細(xì)顆粒物，因此，汽車行業(yè)的發(fā)展與環(huán)境污染、能源消耗密切相關(guān)。新能源汽車的發(fā)展，成為汽車領(lǐng)域的新興動(dòng)力，是未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，以其低能、減排的優(yōu)勢(shì)很快獲得眾多人們的青睞，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，購(gòu)買電動(dòng)汽車實(shí)行政策補(bǔ)貼，使得低收入人群也可購(gòu)買電動(dòng)汽車。然而電動(dòng)汽車的發(fā)展受到眾多因素的影響，其中關(guān)于電氣絕緣檢測(cè)便是一個(gè)重要的方面，本文在對(duì)于絕緣性檢測(cè)介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)其檢測(cè)方法進(jìn)行相應(yīng)的闡述，為電動(dòng)汽車電器檢測(cè)提供一定的理論依據(jù)。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求

通過(guò)對(duì)于國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車電氣安全的相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于安全的防范要求主要以高壓運(yùn)作的電池為主，進(jìn)而制定出相關(guān)防護(hù)條款。其對(duì)電動(dòng)汽車的絕緣性檢測(cè)方法進(jìn)行詳盡的介紹，對(duì)其原理及相關(guān)注意事項(xiàng)也進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于電動(dòng)汽車的絕緣性指標(biāo)要求電動(dòng)汽車絕緣性能要求大于500Ω/v，人員進(jìn)行電動(dòng)汽車檢修作業(yè)過(guò)程中，要求直流觸電防護(hù)絕緣強(qiáng)度大于100Ω/v ，交流出點(diǎn)防護(hù)大于500 Ω/v，在標(biāo)稱電壓下，每個(gè)組件的直流電壓絕緣強(qiáng)度應(yīng)大于500 Ω/v。從相關(guān)規(guī)定分析可得，各部件的絕緣要求相差較大，基于各企業(yè)所持個(gè)部件的絕緣強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)不同，因此規(guī)定，對(duì)于單個(gè)高壓零件要求施加500v的直流電壓，在持續(xù)1分鐘的通電過(guò)程中，絕緣電阻不得小于20 MΩ，其要求標(biāo)準(zhǔn)高于人體失去感覺(jué)的閥值，人體沒(méi)有任何感覺(jué)的閥值直流電流為10mA。

2電動(dòng)汽車絕緣性檢測(cè)分析

2.1 絕緣性能

基于電動(dòng)汽車電機(jī)功率的特性，線路連接所持有的強(qiáng)電流在導(dǎo)線流通過(guò)程中，容易擊穿表皮的絕緣物質(zhì)，使其失去絕緣性能。此外，由于空氣溫度、濕度及絕緣表皮工作環(huán)境的影響，均可能導(dǎo)致絕緣物質(zhì)絕緣性的降低甚至破壞，隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，絕緣表皮容易出現(xiàn)老化，也將損失其絕緣性能。

2.2檢測(cè)條件

電壓系統(tǒng)一般分為A級(jí)電壓和B級(jí)電壓系統(tǒng)，其檢測(cè)條件也全然不同。

2.2.1 B級(jí)電壓系統(tǒng)

（1）對(duì)于新能源汽車的高壓部件應(yīng)設(shè)警示標(biāo)志，當(dāng)高壓接口處絕緣性失去絕緣性，暴露產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)時(shí)，B級(jí)電壓系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)不帶電。

（2）新能源電動(dòng)汽車的任何部件都可方便地進(jìn)行絕緣性測(cè)試。

（3）進(jìn)行絕緣性測(cè)試的過(guò)程中，應(yīng)保證負(fù)載與電源處于斷開(kāi)的狀態(tài)。

（4）絕緣性檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)所加電壓應(yīng)不小于B級(jí)電壓系統(tǒng)的電壓，且持續(xù)一定時(shí)間以保證檢測(cè)的有效性。

2.2.2 A級(jí)電壓系統(tǒng)

A級(jí)電壓系統(tǒng)即電動(dòng)汽車的電力輔助系統(tǒng)，與B級(jí)電壓系統(tǒng)相比，其電壓較小，其檢測(cè)方法可按照絕緣電阻的檢測(cè)方法進(jìn)行。

（1）輔助電力負(fù)載從輔助電路中斷開(kāi)，將其帶電部分與電平臺(tái)進(jìn)行連接。

（2）將測(cè)試電壓加載在負(fù)載與電平臺(tái)之間，通過(guò)兆歐表進(jìn)行絕緣性的檢測(cè)。

3.檢測(cè)方法

3.1無(wú)源接地檢測(cè)法

無(wú)源接地檢測(cè)法是傳統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程的方法，其實(shí)質(zhì)過(guò)程是構(gòu)建測(cè)試電阻能夠承載的電壓大小的電路，在負(fù)載與與電源間接入電阻、電壓表、電磁繼電器，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)電磁繼電器改變連入阻值的大小，通過(guò)檢測(cè)的電流與電壓即可求出所測(cè)電阻的大小。

如圖1 所示，依據(jù)圖中電路圖進(jìn)行連接，ub表示串聯(lián)電路中的總電壓，rn和rp是總正負(fù)極與車體的絕緣電阻，U1 和U2 分別是電阻r、r的電壓值。基于開(kāi)關(guān)S的狀態(tài)改變可改變電路中的總電壓值，所測(cè)出的電流也出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的改變，依據(jù)歐姆定律，可分別求出r、r的分壓值。通過(guò)已知的條件進(jìn)行公示的聯(lián)立

（1）

（2）

該方法的不足之處是檢測(cè)裝置間電阻的接入，不僅降低負(fù)載的絕緣性，通過(guò)電阻的增加，增大了電池的放電率，造成能源的消耗，且該方法的局限性較大，例如電池電量過(guò)低時(shí)，檢測(cè)的結(jié)果不精確。

3.2 電壓注入式絕緣檢測(cè)法

電壓注入式絕緣檢測(cè)是通過(guò)隔離變壓器分為為負(fù)載與導(dǎo)線加載700v的直流高壓，利用高精度AD芯片對(duì)分壓電阻的變化進(jìn)行檢測(cè)，最后通過(guò)對(duì)比分壓計(jì)算絕緣電阻的阻值。電壓注入式絕緣檢測(cè)法在對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，需在引入電路與電池導(dǎo)線間加入電子開(kāi)關(guān)，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，閉合開(kāi)關(guān)，測(cè)量結(jié)束后，繼電器會(huì)處于斷開(kāi)狀態(tài)，以保證正負(fù)母線與測(cè)量回路之間的獨(dú)立性。

與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比較，電壓注入式絕緣檢測(cè)法具有更高的準(zhǔn)確性，這是由于傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)過(guò)程中，由于負(fù)載絕緣性較好，導(dǎo)致產(chǎn)生的電流值極小，再加上電動(dòng)車的電磁輻射的影響，極易出現(xiàn)測(cè)量值不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，容易產(chǎn)生較大的誤差；而電壓注入式絕緣檢測(cè)法所加載電壓高達(dá)700v，即使負(fù)載終端的絕緣性良好，依然可獲得較大的電流值，那么可以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

總結(jié)

通過(guò)以上的分析可以得知，電氣絕緣的檢測(cè)方法雖然有很多種，但是都或多或少存在缺陷。隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)汽車性能要求越來(lái)越高，汽車上電氣設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜。電動(dòng)汽車電池組可以產(chǎn)生300伏或更高的電壓，它以電氣方式安裝在車輛上，與車輛底盤和乘客車廂隔離。電氣絕緣監(jiān)測(cè)的根本目的是為了保證人們的生命安全，一旦電氣絕緣裝置除了問(wèn)題，不僅對(duì)車輛造成了損害，還將直接影響的人們的生命安全。隨著汽車的快速發(fā)展，人們對(duì)絕緣裝置的要求越來(lái)越嚴(yán)格，但是目前的檢測(cè)方法都存在一定的缺陷，因此，設(shè)計(jì)快速有效地對(duì)新能源汽車電氣絕緣檢測(cè)和檢測(cè)方法是人們急需解決的難題之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]程玉佼， 魏學(xué)哲， 戴海峰. 基于絕緣電阻模型的電動(dòng)汽車高壓電漏電監(jiān)測(cè)（英文）[J]. 汽車工程

學(xué)報(bào)， 2012， （06）： 431-439.

[2]吳東來(lái)， 丁李輝. 新型電動(dòng)汽車絕緣性檢測(cè)方法探究[J]. 時(shí)代汽車， 2016， （Z1）： 49-50.

作者簡(jiǎn)介：

周浩（1989.04--）；性別：男，籍貫：湖南湘潭人，學(xué)歷：本科，

畢業(yè)于湘潭大學(xué)；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：電氣，電子信息.