純電動汽車絕緣故障檢測

摘要：純電動汽車作為新能源汽車的一個分支，隨著其市場保有量的增加，對于其維修技術(shù)的提升也提出了更高的需求，本文就以一款純電動汽車的絕緣故障檢修為例來分享一下絕緣故障的一些檢修思路。

關(guān)鍵詞：純電動汽車;汽車維修;絕緣故障

純電動汽車是以動力電池作為儲能裝置來驅(qū)動車輛行駛，隨著純電動汽車的市場保有量增加，車輛故障維修的市場需求也越來越大。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，在車輛的維修過程中，純電動汽車因為控制原理等發(fā)生了變化，新增了很多純電動汽車特有的故障，其中最讓人關(guān)注的就是會存在觸電隱患的車輛絕緣故障，國家還因此發(fā)布了相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)《GB/T18384.3-2015 電動汽車安全要求第3 部分：人員觸電防護(hù)》作為整車設(shè)計時的參考標(biāo)準(zhǔn)。本文以東風(fēng)風(fēng)行景逸S50EV 車輛偶發(fā)絕緣故障導(dǎo)致的車輛行駛中下高壓或者無法上高壓故障為例，介紹絕緣故障的診斷過程，希望能對大家檢修絕緣故障有所啟發(fā)。

故障現(xiàn)象：客戶進(jìn)站反饋，車輛偶發(fā)儀表出現(xiàn)故障燈后行駛中限速，靠邊停車后車輛下高壓，嘗試再次啟動車輛，車輛無法上高壓。

故障分析：車輛進(jìn)站后，可正常使用，根據(jù)客戶提供的故障時儀表照片，車輛存在絕緣故障，進(jìn)一步用故障診斷儀讀取歷史故障，在BMS 系統(tǒng)中存在絕緣相關(guān)的故障碼，由此分析，車輛是因為出現(xiàn)了絕緣故障，導(dǎo)致車輛行駛中下高壓等一系列故障現(xiàn)象。我們需要進(jìn)一步測量分析是哪一個零部件的絕緣阻值出現(xiàn)問題，從而引起絕緣故障。

1.絕緣檢測系統(tǒng)情況簡介

根據(jù)國家發(fā)布的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 18384.3-2015 電動汽車安全要求第3 部分：人員觸電防護(hù)》，純電動汽車需要在車輛的使用過程中通過整車的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)來實時監(jiān)測車輛高壓系統(tǒng)的絕緣阻值，并在其出現(xiàn)異常時進(jìn)行故障預(yù)警等動作。東風(fēng)風(fēng)行景逸S50EV 這款車的絕緣檢測回路在動力電池的BMS 中（如圖1），所以一旦高壓系統(tǒng)中的任意零部件的絕緣阻值出現(xiàn)異常，就會在BMS 系統(tǒng)中報出絕緣相關(guān)的故障碼。

2.絕緣故障檢修思路

因為動力電池的拆解維修相對復(fù)雜，為了檢修方便，需要優(yōu)先判斷絕緣故障的故障點出現(xiàn)在動力電池內(nèi)部還是動力電池外部。

2.1 動力電池內(nèi)部絕緣電阻判斷

在直流母線（連接動力電池與功率輸出模塊）的連接功率輸出模塊端斷開且儀表點亮的時候（即點火開關(guān)在ON 檔），用故障診斷儀讀取BMS中的數(shù)據(jù)流，如果此時讀取的正、負(fù)極絕緣電阻與正常車在ON 檔狀態(tài)下的一致，則說明絕緣故障的故障點不在動力電池內(nèi)部，可開始對高壓系統(tǒng)其他零部件的絕緣進(jìn)行檢修。因為直流母線與功率輸出模塊斷開連接后，只有動力電池與直流母線連接，所以此時診斷儀讀取的數(shù)據(jù)是二者構(gòu)成的整體的絕緣電阻（如圖2）。

如果讀取數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常，從安全測量的角度，先斷開直流母線與動力電池的連接，然后對直流母線的兩個端子分別測量對地絕緣電阻，另外需要特別注意的是，因為直流母線與動力電池正常連接時屏蔽層是與整車地連接，所以需要增加兩個端子分別對其屏蔽層的絕緣電阻測量。當(dāng)直流母線的絕緣電阻正常時，則說明絕緣故障出現(xiàn)在動力電池內(nèi)部，需要有專業(yè)的人員對動力電池進(jìn)行拆解檢修，在此不做深入分析。

2.2 動力電池外部絕緣電阻判斷

斷開功率輸出模塊上的所有高壓連接線，用兆歐表1000V 檔對各個模塊的正、負(fù)極針腳分別測量其對地絕緣電阻，通過與正常車的測量值對比來判斷絕緣好壞?？紤]到各個終端執(zhí)行器的插頭是公端，附近還有屏蔽層，在測量過程中由于安裝位置的空間帶來的測量便利性以及可能存在的兆歐表探針與屏蔽層短接的隱患風(fēng)險，一般是優(yōu)先帶著高壓線一同測量。如果發(fā)現(xiàn)異常，再增加對相應(yīng)連接高壓線進(jìn)行單獨的絕緣電阻測量，以此來判斷故障點在高壓線還是終端高壓執(zhí)行器。

在測量高壓線絕緣電阻的過程中需要注意的是，一定要增加端子對其相應(yīng)屏蔽層的絕緣電阻測量避免誤判。

3.故障排查

由于客戶反饋車輛在快充以后故障出現(xiàn)的頻率較高，為了復(fù)現(xiàn)故障，對車輛進(jìn)行快充半小時，然后在車輛較少路段試車，半小時后故障復(fù)現(xiàn)。故障現(xiàn)象與客戶描述一致且儀表故障燈與客戶提供的照片一致，按照檢修思路一步步排查，首先用故障診斷儀在BMS 系統(tǒng)讀取到絕緣故障相關(guān)的故障碼，檢查操作后，讀取BMS 系統(tǒng)中的正、負(fù)級絕緣值，約在16MΩ左右，與正常車輛一致，可排除動力電池與直流母線，需進(jìn)一步排查。接下來分別依次對空調(diào)壓縮機(jī)帶高壓線、暖風(fēng)PTC 帶高壓線、電池加熱PTC 帶線、驅(qū)動單元帶線、慢充線、快充線的絕緣阻值進(jìn)行測量，直到在測量快充線的絕緣電阻時發(fā)現(xiàn)異常。快充線的D- 接口的對地電阻在兆歐表1000V檔下測量值為7.3MΩ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常車輛的值，同時D+ 接口在連接功率輸出模塊端的對屏蔽層絕緣電阻是0MΩ。因此，可以判斷是快充線出了問題，更換后試車正常，故障排除。

4.總結(jié)

對于車輛絕緣故障的檢查，只能用兆歐表分步去測量排查。當(dāng)然，在這之前需要客戶充分的溝通，了解客戶車輛故障出現(xiàn)前后的使用工況，故障的特點，盡可能的復(fù)現(xiàn)故障，以縮小排查范圍，快速排除故障。在故障排查的過程中需要注意安全，務(wù)必要安全、規(guī)范的操作，特別要注意避免兆歐表的正極在測量過程中出現(xiàn)短接。

參考文獻(xiàn)：

[1]新型電動汽車絕緣檢測方法研究[J]. 郭宏榆，姜久春，溫家鵬，王嘉悅.電子測量與儀器學(xué)報. 2011（03）

[2]電動汽車電氣絕緣檢測方法的研究[J]. 黃勇，陳全世，陳伏虎. 現(xiàn)代制造工程. 2005（04）

作者簡介：

蔣沛成（1990-），男，湖南桃源人，助理工程師，主要從事純電動汽車維修技術(shù)研究