電動汽車絕緣電阻測量方法探討

文/劉一鳴 尚志誠

隨著電動汽車使用的日益普及，電動汽車安全問題逐漸成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是電動汽車的絕緣問題，是安全行車重要的指標(biāo)之一。整車絕緣問題如果做得不好，輕則會引起行車故障，車輛無法正常行走，重則可能會導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生。

車輛的行駛工況比較復(fù)雜，在正常使用過程中難免會出現(xiàn)擦碰或者被雨水浸淋等情況，這些情況都會導(dǎo)致電動汽車的絕緣電阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生安全隱患。因此，對電動汽車整車絕緣電阻的有效測量和監(jiān)控具有重要的意義。

一、整車絕緣電阻測試方法

《電動汽車安全要求》（GB 18384–2020）對電動汽車整車絕緣電阻的測試方法有明確的規(guī)定。具體的測試方法及流程如下。

用兩個相同的萬用表分別連接可充電儲能系統(tǒng)（REESS）總正與電平臺、REESS 總負(fù)與電平臺，待接線完成之后，測量REESS 兩個端子對電平臺之間的電壓，待讀數(shù)穩(wěn)定，取電壓絕對值較高的為U1，較低的為

在斷開整車高壓和高壓維修斷開裝置的情況下，將一個標(biāo)準(zhǔn)電阻（R0）并聯(lián)至U1側(cè)端子與電平臺之間，恢復(fù)高壓維修斷開裝置，測量REESS兩個端子對電平臺之間的電壓，待讀數(shù)穩(wěn)定，測量值分別為U2和

絕緣電阻（Ri）的計算公式為：

在公式1 中，r為萬用表的內(nèi)阻。

每隔10 min 重復(fù)以上步驟測量1 次Ri，至少進(jìn)行3 次，取幾次測量的最小值作為REESS的Ri。

二、分析與驗證

整車Ri是車輛的固有屬性，原則上不會隨著接入的已知電阻阻值的大小而發(fā)生變化。而GB 18384–2020 提出了在R0的選取上宜采用1 MΩ，沒有說明如果采用其它R0的阻值對于測量結(jié)果的影響程度。因此，筆者通過接入不同阻值的R0來分析其阻值的大小對整車Ri的影響。

要確定電路中任意節(jié)點(diǎn)處各支路電流之間關(guān)系的定律，可利用基爾霍夫電流定律。本文的整車Ri的測量方法是：把動力電池和整車高壓系統(tǒng)作為電流源，將整車和電底盤（地線）的Ri看成負(fù)載的理論模型。本研究對某款客車進(jìn)行Ri的測試，對接入的電阻使用可變電阻箱進(jìn)行替代，按照上述Ri的測量方法進(jìn)行測試；使用2 個內(nèi)阻均為10.9 MΩ 的萬用表對其進(jìn)行測試，為了最大限度地反映實際情況，同時也兼顧測試的安全性，選擇可變電阻箱的量程為0.01 MΩ～900 MΩ。

本研究對R0進(jìn)行對數(shù)處理，主要是因為R0數(shù)量級差異過大，用對數(shù)的數(shù)學(xué)處理方式處理后，結(jié)果更為直觀，圖像表達(dá)也更為簡單（見表1 和圖1）。

圖1 整車Ri 和R0 關(guān)系圖

表1 整車Ri 測試結(jié)果

從圖1 可看出，整車Ri是隨著接入測試的R0變化而發(fā)生變化的，而且變化趨勢也很明顯：在R0取對數(shù)值在-1 MΩ～1 MΩ 之間時，數(shù)據(jù)是比較穩(wěn)定的，換言之，R0在0.1 MΩ～10 MΩ 之間進(jìn)行測量時，整車的Ri較為準(zhǔn)確，而且在此區(qū)間內(nèi)偏差率也相對較小，若超出該區(qū)域，Ri就有可能出現(xiàn)很大的偏差，導(dǎo)致測量有較大誤差。

所以，整車Ri的測量準(zhǔn)確性與R0的取值息息相關(guān)，如果選擇不合適的R0，就很可能導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。故本研究建議，在測量整車Ri時，盡量選擇R0在0.1 MΩ～10 MΩ 之間。

雖然整車Ri測量原理比較簡單，但是根據(jù)基爾霍夫定律進(jìn)行計算，整車的B 級部件和零件會很多，這會影響整車的Ri（按照理論關(guān)系，R0的選取不會影響結(jié)果）。出現(xiàn)偏差的根本原因還是現(xiàn)有的測試設(shè)備的精度難以達(dá)到測量的要求。本研究的目的是基于現(xiàn)有的情況，將測量精度提升至最高，使測試設(shè)備達(dá)到正常的可使用狀態(tài)。

三、結(jié)語

整車Ri的準(zhǔn)確測量對保證整車電安全具有很重要的意義。為保證測量的準(zhǔn)確性，本研究通過大范圍的測量取值得到可信的數(shù)據(jù)，同時結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，給出了R0的合理取值范圍，為電動汽車整車電安全設(shè)計提供重要參考。