【干貨】關(guān)于電動汽車絕緣監(jiān)測分析與探討

一、前言

當(dāng)前，能源危機(jī)和環(huán)境污染與日俱增，發(fā)展高效、節(jié)能、零排放的清潔型純電動汽車已成為國內(nèi)外汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。相比傳統(tǒng)燃油車，電動汽車內(nèi)含有高壓部件，包括電機(jī)控制器、動力電池、電動壓縮機(jī)和 DC/DC 等。這些高壓部件都會涉及到絕緣問題，且電動汽車工作環(huán)境復(fù)雜，振動、溫度、濕度以及部件老化等都會使整車絕緣性能下降。動力電池正負(fù)極通過絕緣層與底盤構(gòu)成電流回路，當(dāng)整車絕緣下降時，整車漏電電流就會增大，漏電電流達(dá)到一定值時，就會危及乘客安全以及整車電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，實(shí)時監(jiān)測電動車輛高壓系統(tǒng)對車輛的電氣絕緣性能，確保車輛在絕緣狀態(tài)下運(yùn)行，對保證乘客人身安全、電氣設(shè)備正常工作以及車輛安全運(yùn)行具有重要意義。

二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)

有關(guān)國內(nèi)、國外的電動汽車電氣安全防范相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)有很多，匯總?cè)绫?1所示，這些法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對于安全要求大致相近，主要以高壓動力電池防護(hù)為核心，衍生出相關(guān)防護(hù)條款，各標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)都有詳細(xì)的電動汽車絕緣阻抗的測量方法介紹以及相關(guān)規(guī)范說明，標(biāo)準(zhǔn)中對于絕緣性能評估都有一個評判關(guān)鍵指標(biāo)-絕緣強(qiáng)度（Ω/V），國外標(biāo)準(zhǔn)大都采用≥500Ω/V，國內(nèi)其采用≥100Ω/V。其中，GB/T 18384.3-2015 電動汽車安全要求 第 3 部分：人員觸電防護(hù)中 6.7 規(guī)定在最大工作電壓下，直流電路絕緣強(qiáng)度≥100Ω/V；SAE J1766 中 4.4.3 規(guī)定在系統(tǒng)標(biāo)稱電壓下，直流電路絕緣強(qiáng)度≥500Ω/V。

有關(guān)電動汽車零部件電氣安全防范國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括 GB/T 18488.1-2015、 GB/T 24347-2009 以及 GB/T 31467.3 等。其中 GB/T 18488.1-2015 中 5.2.7.3 規(guī)定驅(qū)動電機(jī)控制器的冷態(tài)與熱態(tài)絕緣阻抗均不小于 1MΩ（以 540V 電壓平臺為例，對應(yīng)絕緣強(qiáng)度接近 2000Ω/V）。GB/T 24347-2009 中 5.6 規(guī)定 DC/DC 絕緣強(qiáng)度≥500Ω/V。GB/T 31467.3 中 5.1.5 規(guī)定動力電池包絕緣強(qiáng)度≥100Ω/V。從上述國標(biāo)分析可得，各個零部件對絕緣強(qiáng)度的要求相差較大，有的甚至接近整車的絕緣強(qiáng)度要求。實(shí)際上，整車高壓系統(tǒng)包含多個部件，主要包括電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器、動力電池、PDU、電動壓縮機(jī)、DC/DC、制動以及轉(zhuǎn)向控制器等。如果各個零部件廠商按照國標(biāo)對絕緣強(qiáng)度要求規(guī)定 100Ω/V，那么整車各零部件總的絕緣阻抗遠(yuǎn)就會低于 100Ω/V，整車絕緣阻抗不滿足國標(biāo)絕緣要求。

結(jié)合國內(nèi)零部件指標(biāo)現(xiàn)狀，在對整車絕緣強(qiáng)度指標(biāo)設(shè)定時，整車絕緣強(qiáng)度應(yīng)高于國標(biāo)之要求，各零部件的絕緣強(qiáng)度應(yīng)高于整車一個等級。這樣，整車總的絕緣強(qiáng)度才不至于超標(biāo)，才能確保車輛的安全。這也是國外標(biāo)準(zhǔn)為何將整車絕緣強(qiáng)度指標(biāo)定為≥500Ω/V，遠(yuǎn)高于國內(nèi)指標(biāo)的緣由。

三、絕緣監(jiān)測原理

絕緣監(jiān)測工作原理主要包括電流傳感法、對稱電壓測量法、橋式電阻法、低頻信號注入法等。其中低頻信號注入法應(yīng)用最為廣泛，系統(tǒng)拓?fù)鋱D見圖 1。在其內(nèi)部產(chǎn)生一個正負(fù)對稱的方波信號，通過絕緣阻抗監(jiān)測儀連接端子與直流高壓系統(tǒng)和底盤之間的絕緣電阻 RF 構(gòu)成測量回路，通過對采樣電阻上分壓的采集，計(jì)算得出 RF 大小。

圖 1 低頻信號注入法系統(tǒng)拓?fù)?/p> 第1頁/共2頁   首頁   下一頁   上一頁   尾頁