新能源汽車電氣絕緣檢測和檢測方法分析

張勇旺 呂海達

【摘 要】近年來在電氣絕緣檢測過程中引入的方式較多，很大程度為絕緣檢測帶來較多新的技術理念。但需注意在檢測方式引入中應綜合考慮檢測方法的應用水平、檢測方式的經濟性等，通過研究發現，利用阻抗網絡構建的方式，既可保證電路結構整體較為簡單，而且其中單片機的引入能夠為編程帶來極大的便利。因此，做好絕緣檢測工作，對電動汽車性能的提高具有極其重要的意義。

【關鍵詞】新能源汽車；電氣絕緣檢測；

隨著時間的進步和發展，綠色消費的觀念深入人心，在國家政策的積極推動下，眾多領域開始進行發展模式的轉變，由高污染、高能耗轉向綠色、低能方面發展。汽車行業便是一個典型的例子，隨著生活水平的提高，汽車成為人們日常生活不可缺少的代步工具，然而汽車的發展加劇了環境的污染，以北京市為例，機動車排放了全市58%的氮氧化物、40%的揮發性有機物和22%的細顆粒物，因此，汽車行業的發展與環境污染、能源消耗密切相關。新能源汽車的發展，成為汽車領域的新興動力，是未來汽車行業發展的主要趨勢。對于電動汽車來說，以其低能、減排的優勢很快獲得眾多人們的青睞，對于我國來說，購買電動汽車實行政策補貼，使得低收入人群也可購買電動汽車。然而電動汽車的發展受到眾多因素的影響，其中關于電氣絕緣檢測便是一個重要的方面，本文在對于絕緣性檢測介紹的基礎上，對其檢測方法進行相應的闡述，為電動汽車電器檢測提供一定的理論依據。

1 電氣絕緣性能的相關介紹

關于電氣絕緣性能，由于絕緣問題多集中在高電壓系統方面，因此在研究中可以車輛高壓電氣系統為例。假設系統在構成上為燃料電池組、鋰離子電池組，前者主要以下降特性作為輸出電源外特性，輸出電壓在系統輸出電流逐漸到達300A時，將會呈現下降趨勢，由360V降至270V。而后者在標準電壓上一般保持在350-420V之間，且以388V標稱電壓為主。為使兩個部分能夠可靠運行，需引入DC/DC變換器，使電池組在電流與功率方面都得到控制。事實上，電動汽車中如空調系統、制動系統等都需依托于高壓系統輸出相應的功率。然而因這些電氣設備在設計中往往與底盤接近，且不具備獨立電流回路，使底盤、高壓系統間完全以封閉電氣系統的形式存在。

2 電氣絕緣性能檢測的主要原理分析

對電氣絕緣性能在描述中往往以電阻為主，介質絕緣能力一般需通過電阻大小進行描述，絕緣性能會在電阻增大的情況下提升，但在電阻較小的情況下便使絕緣性能降低，可利用絕緣電阻對該電阻進行表示。對于電動汽車電氣系統，用于系統絕緣性能表示也可利用絕緣電阻，但此處的絕緣電阻將表現在電源引線方面。

實際進行絕緣電阻測試中，可在電源選擇方面以車載高壓電源為主，并將阻抗網絡設立在地盤與電源兩極間。假設連接底盤、電源正極與負極的點分別為0點、A點與B點，利用Rg1、Rg2與U0表示地盤受正極引線、負極引線的絕緣電阻與輸出電壓，且設定51KΩ的限流電阻，利用R進行表示。同時，在檢測中由于需考慮到電子控制開關，所以利用T1與T2進行表示，這樣在控制過程中便可使A與B輸出電流I被推測出來。最后結合等效電阻、電流I以及U0等，完成絕緣電阻的計算。從電動汽車實際運行狀況看，其中U0一般保持不變，而T1與T2所產生的導通電壓也較小，無需進行考慮。假設T1保持導通，此時R首先會并聯Rg1，在此基礎上Rg2與Rg2進行串聯，分別利用U01與I1對電源電壓與電流進行表示，則有U01=I1[Rg2+]，采用同樣方式在的T2導通后能夠得到相應的公式。需注意的是，存在一種可能為T1與T2都保持閉合，此時超出2mA電流的情況下，能夠判斷Rg1與Rg2二者之和將在250kΩ之內，絕緣性能極低，絕緣性能檢測后能夠進行報警信號的發送。

3電動汽車絕緣性檢測分析

3.1 絕緣性能

基于電動汽車電機功率的特性，線路連接所持有的強電流在導線流通過程中，容易擊穿表皮的絕緣物質，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境的影響，均可能導致絕緣物質絕緣性的降低甚至破壞，隨著長時間的使用，絕緣表皮容易出現老化，也將損失其絕緣性能。

3.2檢測條件

電壓系統一般分為A級電壓和B級電壓系統，其檢測條件也全然不同。

3.2.1 B級電壓系統

（1）對于新能源汽車的高壓部件應設警示標志，當高壓接口處絕緣性失去絕緣性，暴露產生潛在危險時，B級電壓系統應自動不帶電。

（2）新能源電動汽車的任何部件都可方便地進行絕緣性測試。

（3）進行絕緣性測試的過程中，應保證負載與電源處于斷開的狀態。

（4）絕緣性檢測過程中，檢測所加電壓應不小于B級電壓系統的電壓，且持續一定時間以保證檢測的有效性。

3.2.2 A級電壓系統

A級電壓系統即電動汽車的電力輔助系統，與B級電壓系統相比，其電壓較小，其檢測方法可按照絕緣電阻的檢測方法進行。

（1）輔助電力負載從輔助電路中斷開，將其帶電部分與電平臺進行連接。

（2）將測試電壓加載在負載與電平臺之間，通過兆歐表進行絕緣性的檢測。

4電氣絕緣的測試方法

耐電壓與泄漏電流的測試方法對于耐電壓的測試，我們必須注意以下幾點。

4.1如果供給被測電器的電源在工作溫度的時候測試是交流電源，那么就要用交流電源來實驗供電電源；如果供給被測電器的電源是直流電源，那就要用直流電源實驗供電電源，而且，這里需要注意的是：一定要使用和供電電源相同的試驗電源，這樣才不會引起被測電器損壞或不必要的測量誤差。

4.2對被測電器所施加的絕緣試驗電壓實驗耐壓的時候，不管是否是在工作溫度下進行耐壓試驗，也不管被測電器使用的是直流電源還是交流電源，進行耐電壓實驗室用的都是基本正弦波。

4.3被測電器的按照工作方式分類有電熱電器和電動電器兩種類型，所以不同類型的耐電壓和泄露電流的測試情況也各不相同。

4.4對于耐電壓測試的試驗方法來說，在確保耐壓測試回路連接完成且準確無誤的情況下，將測試電壓值升高，升高到不高于一半標準規定電壓值，在被測試樣加上試驗電壓以后，將試驗電壓快速增加到標準規定值。在試驗期間一定不能發生閃絡或者擊穿的現象。

5注意電氣絕緣檢測中的幾個方面

5.1在檢測帶電體和被測電器的時候，需要將帶電回路內的開關全部置于接通的位置。但是，此時卻不能接通電流，因為在這樣的條件下，測試出來的絕緣值才是真正的絕緣電阻值。因為，如果帶電回路內的某個開關置于斷開的位置，那么，測出的電阻值就存在誤差，是不可信值。

5.2在電氣絕緣測試的時候，需要注意測試的外在環境條件，因為，在氣候干燥和氣候潮濕這兩種外在環境條件下，電氣絕緣測試都會存在一些系統誤差。所以，在電氣絕緣測試的過程中需要按照相應的規定進行測試。

5.3電氣絕緣測試，是在被測部位上施加大約50 V的直流電壓后，再進行測量的。

5.4電氣絕緣測試，還可以用搖表進行測試，但是需要注意的是不能用一般的兆歐表來代替。

6總結

通過以上的分析可以得知，電氣絕緣的檢測方法雖然有很多種，但是都或多或少存在缺陷。隨著人們生活水平的不斷提高，對汽車性能要求越來越高，汽車上電氣設備越來越復雜。電動汽車電池組可以產生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。電氣絕緣監測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題，不僅對車輛造成了損害，還將直接影響的人們的生命安全。隨著汽車的快速發展，人們對絕緣裝置的要求越來越嚴格，但是目前的檢測方法都存在一定的缺陷，因此，設計快速有效地對新能源汽車電氣絕緣檢測和檢測方法是人們急需解決的難題之一。

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）