新能源汽車用高壓電纜的漏電流測(cè)試

邢曉飛

摘要：現(xiàn)如今，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，新能源汽車越來(lái)越受到關(guān)注。新能源汽車用高壓電纜的使用環(huán)境為車內(nèi)并緊鄰電池組等重要部件。當(dāng)電纜絕緣層中某一點(diǎn)出現(xiàn)缺陷卻未破損，存在使用安全隱患時(shí)，火花電壓檢測(cè)會(huì)對(duì)此出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，屏蔽電纜耐電壓也會(huì)出現(xiàn)不擊穿現(xiàn)象，而漏電流（泄漏電流）測(cè)試則可檢測(cè)出異常。因此，為了提高新能源汽車用高壓電纜的使用安全性，電纜的出廠檢測(cè)應(yīng)增加漏電流測(cè)試項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;高壓電纜;漏電流測(cè)試

引言

電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的高壓直流系統(tǒng)，是一個(gè)復(fù)雜的交流和直流共存的系統(tǒng)，由動(dòng)力電池、直流傳輸母線、電力電子設(shè)備、電機(jī)等構(gòu)成。電動(dòng)汽車工作環(huán)境復(fù)雜，震動(dòng)、酸堿氣體的腐蝕、濕度及溫度的變化，都有可能造成高壓電纜及其它絕緣材料迅速老化甚至絕緣破損，正負(fù)極母線通過(guò)絕緣層與底盤構(gòu)成漏電回路，相比直流系統(tǒng)漏電情況，電動(dòng)汽車可能發(fā)生的絕緣失效情況更復(fù)雜，在直流母線對(duì)地之間或者交流母線對(duì)地之間都可能發(fā)生嚴(yán)重的漏電，在線漏電監(jiān)測(cè)需要全面地對(duì)整車的絕緣特性進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的監(jiān)控。

1汽車電路的組成及特點(diǎn)

（1）首先是汽車電路中的電源電路，也叫作充電電路，主要包括蓄電池、充電指示裝置、發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器等，蓄電池是給車提供電能的，當(dāng)蓄電池欠電后，就要給蓄電池進(jìn)行充電處理，充電指示裝置可以準(zhǔn)確的告知蓄電池何時(shí)充滿。發(fā)電機(jī)也是電源電路的一部分，是電源電路中的總供電電源，它有兩個(gè)作用，一個(gè)是給蓄電池提供電能，還有一個(gè)就是為整個(gè)汽車大部分用電器供電。（2）起動(dòng)電路包括起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)保護(hù)電路、起動(dòng)開(kāi)關(guān)、起動(dòng)繼電器。（3）點(diǎn)火電路存在于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車中的電路。包括火線圈、點(diǎn)火用開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火控制器、火花塞及分電器。（4）汽車照明電路和燈光信號(hào)電路是由前照燈、轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈、霧燈、示廓燈、倒車燈、車內(nèi)照明燈和相關(guān)控制繼電器和開(kāi)關(guān)組成的電路。（5）儀表信息系統(tǒng)電路主要包括各類傳感器和指示燈。（6）輔助裝置電路作用是保障了汽車的舒適和安全性，根據(jù)車型的不同，或者高低配置的不同安裝不同的輔助裝置電路。一般的汽車通用的輔助電路有雨刷控制電路、除霜和防霧電路、音響及空調(diào)等相關(guān)電路。較高配置的汽車還安裝后視鏡電動(dòng)控制裝置、電動(dòng)控制車門鎖、電動(dòng)升舉車窗裝置等。（7）電子控制系統(tǒng)電路主要包括安全氣囊的控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，比如燃油噴射、點(diǎn)火、排放這些的控制裝置、制動(dòng)時(shí)防抱死系統(tǒng)等電路。

2漏電流測(cè)試的原理、裝置

2.1電動(dòng)汽車高壓漏電檢測(cè)原理

與傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車絕緣監(jiān)測(cè)模型不同，本研究采用的是基于整車絕緣電阻模型的高壓電漏電監(jiān)測(cè)，充分考慮了整車的高壓電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將逆變器的工作特點(diǎn)和交流電機(jī)考慮在內(nèi)，不僅包含直流側(cè)絕緣特性，交流側(cè)母線的絕緣特性也納入監(jiān)測(cè)范圍，并根據(jù)絕緣要求給出正確的判斷依據(jù)。整車絕緣電阻模型包括動(dòng)力蓄電池、逆變器和單個(gè)電機(jī)，其中電機(jī)數(shù)量可以擴(kuò)展到多個(gè)，以模擬多個(gè)交流負(fù)載的情況。整車絕緣情況的分布通過(guò)直流側(cè)和交流側(cè)的絕緣電阻和分布電容來(lái)描述。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)分布電容會(huì)導(dǎo)致交流分量幅值增大，但對(duì)于直流分量的影響很小。在下面的分析中重在獲取母線電壓和電池端電壓的直流分量，所以，在簡(jiǎn)化模型中整車絕緣特性的描述只通過(guò)正負(fù)極直流母線對(duì)底盤絕緣電阻和交流三相母線對(duì)底盤絕緣電阻完成，如圖1所示，圖中M為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

2.2漏電流測(cè)試裝置

在搭建漏電流測(cè)試裝置時(shí)，有微安表接在高壓側(cè)和微安表接在低壓側(cè)兩種接線方式，如圖2所示。前一種接線方式，微安表外殼屏蔽，高壓引線采用屏蔽線，可屏蔽掉高壓對(duì)地雜散電流，同時(shí)對(duì)電纜終端頭采取屏蔽措施，可屏蔽掉電纜表面泄漏電流的影響，此時(shí)測(cè)得的電流即為電纜漏電流，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確。后一種接線方式，存在高壓對(duì)地雜散電流及高壓電源本身對(duì)地雜散電流的影響，微安表電流（測(cè)試電流）是雜散電流及電纜泄漏電流以及高壓電源本身對(duì)地雜散電流之和;高壓對(duì)地雜散電流及高壓電源本身對(duì)地雜散電流的影響較大，使測(cè)量結(jié)果偏大電纜較長(zhǎng)時(shí)可使用此接線方式，同時(shí)這種接線方式便于短接電流表，實(shí)際應(yīng)用中可分別測(cè)量未接入電纜及接入電纜時(shí)的電流，然后將兩者相減計(jì)算出電纜的泄漏電流。

3汽車中漏電故障的分析檢測(cè)及解決方法

常見(jiàn)的漏電原因就是（1）車子在不知情的情況下，可能因?yàn)閭鞲衅鞴收?，自己?jiǎn)?dòng)了用電系統(tǒng)例如，導(dǎo)致車?yán)锏男铍姵剡^(guò)度用電，出現(xiàn)故障。車子里面有很多的用電系統(tǒng)和用電器，這些用電器包括啟動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、車內(nèi)的照明和大燈遠(yuǎn)光燈、近光燈等，他們維持了車輛的正常使用。但是，在停車后忘記關(guān)閉車燈，或者在車熄火后，長(zhǎng)時(shí)間使用車內(nèi)的收音機(jī)等，就會(huì)消耗汽車的電能。這樣就會(huì)導(dǎo)致車內(nèi)的蓄電池用點(diǎn)多電池虧電。所以，需要經(jīng)常對(duì)車進(jìn)行保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。（2）蓄電池的壽命是有限的，新車如果使用得當(dāng)，可以使用三年以上，一般三年左右就需要更換蓄電池了。蓄電池屬于消耗品，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)蓄電池的正負(fù)極老化出現(xiàn)故障，還會(huì)發(fā)生氧化，在不使用的情況下，自由放電不能保證汽車的正常使用。蓄電池有很多種，現(xiàn)在的新型車輛一般使用不需要維護(hù)的蓄電池，所以建議更換便捷的蓄電池。（3）由于車內(nèi)的電氣元件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致車的電氣系統(tǒng)短路漏電等。車內(nèi)的用電系統(tǒng)包括線路、系統(tǒng)和用電器。如果用電器發(fā)生短路或斷路時(shí)，對(duì)于斷路情況，用儀表測(cè)量各個(gè)用電器的通電電流或電阻，看其是否正常通電。對(duì)于短路的情況，短路不僅破壞用電器本身的功能，也會(huì)破壞整個(gè)用電系統(tǒng)。所以，如果判斷是出現(xiàn)了短路情況，必須盡快去修理廠檢查線路更換元件。

4漏電流測(cè)試注意事項(xiàng)

在新能源汽車用高壓電纜漏電流測(cè)試時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：a.試驗(yàn)宜在干燥的天氣條件下進(jìn)行，臟污時(shí)應(yīng)將電纜終端頭擦拭干凈，以減少泄漏電流。溫度對(duì)泄漏電流測(cè)試結(jié)果的影響較為顯著，環(huán)境溫度應(yīng)不低于5℃，空氣相對(duì)濕度一般不高于80%。b.試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)保持清潔，電纜終端頭和周圍的物體必須有足夠的放電距離，防止試樣的雜散電流對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。c.電纜直流耐壓和泄漏電流測(cè)試應(yīng)在絕緣電阻和其他測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試合格后進(jìn)行。d.高壓微安表應(yīng)固定牢靠，注意倍率選擇和固定支撐物的影響。e.試驗(yàn)設(shè)備布置應(yīng)緊湊，直流高壓端及引線與周圍接地體之間應(yīng)保持足夠的安全距離，與直流高壓端鄰近的易感應(yīng)電荷的設(shè)備均應(yīng)可靠接地。

結(jié)語(yǔ)

為保證大電流和高電壓的組件的布線，新能源汽車對(duì)與其配套的高壓電纜的結(jié)構(gòu)尺寸、柔韌性、屏蔽性能、使用安全性等都提出了較高的技術(shù)要求。本文通過(guò)對(duì)電纜出廠檢測(cè)項(xiàng)目———漏電流測(cè)試的介紹，以期為業(yè)界提高新能源汽車用高壓電纜的使用安全性提供借鑒。

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