电动汽车绝缘电阻在线监测方法
新能源汽车电气绝缘检测和监测方法的应用
新能源汽车电气绝缘检测和监测方法的应用摘要：本研究旨在探讨新能源汽车电气绝缘检测和监测方法的应用。
首先，介绍了电气绝缘问题对新能源汽车安全性和可靠性的重要性。
其次，综述了电气绝缘基础知识和常见故障类型。
然后，详细介绍了电气绝缘检测方法，包括绝缘电阻测量、空气放电检测和高压耐受测试。
接着，探讨了电气绝缘监测方法，如在线监测系统、智能传感器和数据分析与故障预测。
最后，通过应用案例和实践，验证了这些方法在新能源汽车中的有效性。
本研究为提高新能源汽车电气系统的安全性和可靠性提供了有益的参考。
关键词：新能源汽车；电气绝缘；检测方法；监测方法；安全性引言：随着新能源汽车的快速发展，电气绝缘问题对其安全性和可靠性提出了严峻的挑战。
电气绝缘故障可能导致车辆事故和系统故障，因此，准确的电气绝缘检测和有效的监测方法至关重要。
本文旨在探讨新能源汽车电气绝缘检测和监测方法的应用，以提高其安全性和可靠性。
首先，介绍了电气绝缘问题在新能源汽车中的重要性，并概述了相关的基础知识和常见故障类型。
然后，详细讨论了电气绝缘检测方法，包括绝缘电阻测量、空气放电检测和高压耐受测试。
接着，探讨了电气绝缘监测方法，如在线监测系统、智能传感器和数据分析与故障预测。
最后，通过应用案例和实践，验证了这些方法在新能源汽车中的有效性。
本研究的结果对于提高新能源汽车电气系统的安全性和可靠性具有重要意义。
一、新能源汽车的发展与电气系统的重要性随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，新能源汽车在汽车行业中崭露头角。
相比传统燃油汽车，新能源汽车采用电力驱动系统，减少了对化石燃料的依赖，降低了尾气排放和对空气质量的污染。
然而，新能源汽车的核心是其电气系统，它是实现车辆动力输出、储能管理、充电与供电等功能的关键。
电气系统在新能源汽车中的重要性主要体现在以下几个方面：车辆动力输出：新能源汽车电气系统负责将电能转化为机械能，驱动车辆运动。
电动机作为核心部件，通过电气系统的控制和调节，提供高效、可靠的动力输出。
电动汽车绝缘电阻检测方法分析及优化
PTCA(PART A :PHVS.TEST.)IX)I：10.11973 lhjy-wl202105007电动汽车绝缘电阻检测方法分析及优化高跃(泛亚汽车技术中心有限公司，上海201206)摘要：为了提高电动汽车绝缘电阻检测方法的速度和检测结果的精度.提高车辆高压安全性，对比分析了常见的电动汽车动力电池及高压系统的绝缘电阻主动检测和被动检测方法的检测原理和优、缺点，讨论了绝缘电阻检测精度的影响因素.并指出提高检测精度的措施，最终开发出了一种集成式的电动汽车绝缘电阻在线检测方法。
结果表明：绝缘电阻主动检测方法可以识别到正、负双 侧同时发生绝缘失效的工况并计算出绝缘电阻值，但其耗时较长；绝缘电阻被动检测方法可以实时判断车辆绝缘状态，但无法识别正、负两侧同时发生绝缘失效的情况，且无法准确检测出绝缘电阻值；改进后的集成式绝缘电阻检测方法可以兼顾车辆正常状态和发生绝缘故障时的绝缘电阻检测结果的精度，提高了主动检测方法的精度.进而提高了车辆的高压安全性能。
关键词：电动汽车；绝缘电阻；主动检测；被动检测；误差中图分类号：U469.72 文献标志码：A文章编号：1001-4012(2021)05-0027-04Analysis and Optimization of Insulation Resistance DetectionMethod for Electric VehicleGAO Yue(Pan Asia Technical Automotive Center Co., Ltd., Shanghai 201206, China)Abstract ：In order to improve the speed and accuracy of the insulation resistance detection method of electric vehicle，and improve the high voltage safety of vehicle. The detection principles, advantages and disadvantages of the com m o n active detection and passive detection methods of insulation resistance of electric vehicle power battery and high voltage system were compared and analyzed. The influence factors of insulation resistance detection accuracy were discussed，and the measures to improve the detection accuracy were pointed out. Finally, an integrated on-line detection method of electric vehicle insulation resistance was developed. The results show that the active detection method of insulation resistance can identify the insulation failure of positive and negative sides at the same time and calculate the insulation resistance value, but i t takes a long time. The passive detection method of insulation resistance can judge the vehicle insulation state in real time, but can not identify the insulation failure of positive and negative sides at the same time, and insulation resistance value can not be detected accurately. The improved integrated insulation resistance detection method can give consideration to the accuracy of insulation resistance detection results in normal state and insulation fault, improve the accuracy of active detection method, and improve the high voltage safety performance of vehicle.Keywords：electric vehicle； insulation resistance； active detection； passive detection； error为了提高电动汽车驱动电机的功率.进而提高 驱动电机的工作效率，现代电动汽车的动力电池组 工作电压基本被提高到了 300 V以上，远远高于人收稿日期：2021-02-22作者简介：高跃（1982_),女，T.程师，主要从事发动机开发、新体安全电压。
bms电路中绝缘阻值的常用检测方法
bms电路中绝缘阻值的常用检测方法【原创版4篇】目录（篇1）1.引言2.BMS 电路中绝缘阻值的重要性3.绝缘阻值的常用检测方法3.1 有源测试3.2 无源测试3.3 检测方法的优缺点比较4.应用实例5.结论正文（篇1）电动汽车的绝缘检测电路及方法与流程在当前新能源汽车技术领域中备受关注。
本文将详细介绍 BMS 电路中绝缘阻值的常用检测方法。
首先，我们必须认识到 BMS 电路中绝缘阻值的重要性。
电动汽车的动力电池通常包括 b 级电压电路，其最大工作电压为 600-1500V 的直流电路。
由于 b 级电压电路的电压高于人体一般能承受的最大安全直流电压 60V，因此为了保证安全性，b 级电压电路的绝缘保护至关重要。
其中，绝缘保护的关键在于如何进行绝缘检测。
接着，我们来讨论绝缘阻值的常用检测方法。
根据相关技术，通常通过有源测试和无源测试进行绝缘检测。
有源测试是指动力电池带电检测。
检测时，采集 b 级电压电路的电压值，通过电子开关改变电路通断，从而改变电池正负极对地绝缘电阻 Rp、Rn 上的电压 U1、U2。
通过比较 U1、U2 与电池绝缘电阻的阈值，判断绝缘是否良好。
无源测试则不需要动力电池带电，而是利用电池内部的绝缘电阻与负载电阻共同构成一个回路，通过测量回路中的电压、电流等参数，计算得出绝缘电阻值。
常见的无源测试方法包括直流高压试验、交流耐压试验等。
每种检测方法都有其优缺点。
有源测试的优点在于能够实时监测绝缘电阻值，但缺点是测试过程可能对电池造成一定的负担。
无源测试则相对安全，但测试结果可能受到环境因素（如温度、湿度等）的影响。
因此，在实际应用中，通常会根据具体情况选择合适的检测方法。
最后，我们以一个应用实例来结束本文。
在电动汽车的高压电池包中，由于车辆的振动、环境的温度及湿度等因素可能导致整车高压线束老化，进而影响整车绝缘性能。
因此，通过采用上述绝缘检测方法，可以定期对高压电池包的绝缘性能进行检测，确保整车安全。
汽车绝缘电阻测量方法
汽车绝缘电阻测量方法1. 汽车绝缘电阻是指车辆电气系统中各电器设备和线路与车身之间的绝缘性能。
绝缘电阻的测量方法可以帮助判断车辆电气系统是否存在绝缘故障，以预防短路和电气故障的发生。
以下是几种常见的汽车绝缘电阻测量方法：2. 静态绝缘电阻测量法：这是一种简单直接的测量方法。
首先，将车辆的电池断开，并确保所有电器设备都处于关闭状态。
然后，使用一个万用表或绝缘电阻测量仪，将其中一个测量引线连接到车体上的接地点，将另一个测量引线分别连接到每个需要测量的电器设备或线路的绝缘部分。
通过测量仪表上的显示，可以得到每个电器设备或线路的绝缘电阻值。
3. 动态绝缘电阻测量法：与静态绝缘电阻测量法相比，动态绝缘电阻测量法更能反映车辆电气系统的实际工作状态。
这种方法使用一个专用的绝缘电阻测量仪，该仪器能够施加一定的测试电压，并测量电阻值。
测试时，将测试电压引线连接到车体上的接地点，测试引线连接到需要测量的电器设备或线路的绝缘部分。
仪器会自动施加测试电压，并测量电流和电压之间的关系，从而计算出绝缘电阻值。
4. 电流-电压法：这是一种更为精确的绝缘电阻测量方法。
它利用欧姆定律，通过测量施加在电器设备或线路上的电流和电压来计算绝缘电阻。
测试时，将一个已知电阻值的负载连接到需要测量的电器设备或线路，同时测量施加在负载上的电流和电压。
根据欧姆定律，计算出电器设备或线路的绝缘电阻。
5. 持续监测方法：除了定期进行绝缘电阻测量外，持续监测方法可以帮助及时检测车辆电气系统中的绝缘故障。
这种方法使用专用的绝缘监测仪器，将其安装在车辆电气系统中，并持续监测绝缘电阻值。
一旦绝缘电阻下降到预设的临界值以下，仪器会发出警报，以提醒车主进行绝缘故障的修复。
综上所述，汽车绝缘电阻可以通过静态绝缘电阻测量法、动态绝缘电阻测量法、电流-电压法以及持续监测方法进行测量。
这些方法可以帮助判断车辆电气系统的绝缘性能，并及时发现绝缘故障，确保车辆电气系统的安全运行。
电动汽车整车B级电路绝缘电阻测试方法
电动汽车整车B级电路绝缘电阻测试方法摘要：随着电动汽车的普及，其整车B级电路绝缘电阻测试方法变得越来越重要。
本文介绍了一种基于万用表的测试方法。
该方法简单易行，结果准确可靠，可以帮助保证电动汽车的安全性和可靠性。
关键词：电动汽车，B级电路，绝缘电阻，测试方法正文：一、引言随着环保意识的增强，越来越多的人选择购买电动汽车，而电动汽车的整车B级电路绝缘电阻测试方法也变得越来越重要。
本文将介绍一种基于万用表的测试方法。
二、测试方法1. 测试前准备（1）关闭电动汽车的总电源开关。
（2）将测试电缆连接到万用表的正极。
（3）将测试电缆连接到电动汽车整车B级电路绝缘电阻测试端子。
2. 测试步骤（1）将测试电缆的负极连接到电动汽车的地线上。
（2）打开万用表，选择到Ω(欧姆)档位。
（3）按下测试电缆上的测试按钮，记录测试结果并记录测试时间。
3. 测试数据的处理（1）根据测试结果，计算出电动汽车的整车B级电路的绝缘电阻。
（2）如果测试结果低于电动汽车厂家规定的最低值，应该进一步检查电线连接的状态，并重新测试。
三、结论本文介绍了一种基于万用表的电动汽车整车B级电路绝缘电阻测试方法。
该测试方法简单易行，结果准确可靠，能够帮助保证电动汽车的安全性和可靠性。
在实际应用中，我们建议定期进行测试，以确保电动汽车中整车B级电路的绝缘电阻符合要求，为其安全运行提供保障。
四、讨论在电动汽车的整车B级电路中，绝缘电阻是关键参数之一，它反映了整车B级电路在使用过程中的安全性和可靠性。
如果电缆绝缘破损或连接不良，绝缘电阻会下降，导致安全隐患。
因此，定期测试电动汽车整车B级电路的绝缘电阻非常重要。
在测试过程中，我们主要使用了万用表进行测量。
万用表是一种非常常见的通用测量工具，具有测量电阻、电压和电流等多种功能。
其测试结果准确可靠、易于读取，并且使用简单，不需要额外的设备或专业知识。
另外，在测试时需要注意一些问题。
首先，应确保电动汽车的总电源开关已关闭，并且测试时应避免任何外来干扰。
新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析
新能源汽车电气绝缘检测和检测方法分析新能源汽车是指使用非传统燃料（如电能、太阳能、核能等）作为能源驱动的汽车，具有环保、节能的特点。
作为新能源汽车的重要组成部分，电气系统在车辆运行中起到至关重要的作用。
而电气绝缘的稳定性是电气系统正常运行的基础，因此电气绝缘检测成为新能源汽车生产和使用过程中的重要环节。
本文将对新能源汽车电气绝缘检测及其检测方法进行深入分析。
一、新能源汽车电气绝缘检测的重要性电气绝缘检测是指对电气设备或系统的绝缘性能进行定性、定量的检测，旨在发现和排除潜在的绝缘故障，确保电气设备或系统的稳定运行。
在新能源汽车中，电气绝缘的稳定性直接关系到车辆的安全性能和使用寿命，因此电气绝缘检测显得尤为重要。
电气绝缘检测可以有效预防安全事故。
新能源汽车采用高压电池作为动力源，一旦发生电气绝缘故障，可能导致电池短路、高温等严重后果，甚至引发火灾、爆炸等安全事故，严重威胁人身安全和财产安全。
通过定期对电气绝缘进行检测，可以及时发现潜在的绝缘故障隐患，采取相应措施予以修复，有效预防安全事故的发生。
电气绝缘检测可以提高车辆的可靠性和稳定性。
新能源汽车的电气系统包括电机、控制器、充电装置、高压电池等组成部分，这些部件的正常运行离不开良好的电气绝缘。
定期对电气绝缘进行检测，可以及时发现并解决潜在的绝缘故障，确保车辆的各项功能正常运行，提高车辆的可靠性和稳定性。
电气绝缘检测还对新能源汽车的经济性和环保性具有重要意义。
由于电动汽车的成本相对较高，使用寿命长，因此维护成本成为车主非常关心的问题。
合理而有效的电气绝缘检测可以降低车辆的使用成本，延长车辆的使用寿命，提高车辆的环保性能，降低对环境的影响，为新能源汽车的推广和应用打下良好的基础。
针对新能源汽车电气绝缘的检测，目前主要采用的方法有绝缘电阻测量法、极化指数法、介损角测量法等。
下面将对这些方法进行简要介绍。
1.绝缘电阻测量法绝缘电阻测量法是通过测量绝缘电阻的大小来判断绝缘状态是否良好的方法。
动力电池系统：绝缘监控的原理及检测方法介绍
动力电池系统：绝缘监控的原理及检测方法介绍
动力电池系统是一个车载高压电气系统，为电动车提供电能的吸收、存储和供应，在电动车的启动、运行及停止的过程中都有可能发生安全问题，为保证动力电池系统的安全运行，需要对电池系统进行主动的监控与防护。
（一）绝缘监控功能原理
正常运行情况下，电动汽车动力系统是一个独立的系统，对车辆壳体是完全绝缘的，但是不排除由于长时间车辆运行后高压线老化或受潮导致的绝缘降低而使得车身带电，而且车辆工况复杂，振动、温度和湿度的急剧变化，酸碱气体的腐蚀等都会引起绝缘层的损坏，使得绝缘性能下降。
实时地监测绝缘性能对保证人员人身安全和车辆安全运行具有重要意义。
GB/T 18384.3-2015人员触电防护中定义最大工作电压小于等于60V 的电力组件为A级电压等级，最大工作电压大于60V的电力组件为B级电
压等级，对于B级电力组件必须满足其有足够的绝缘电阻（Ri≥（Vb * 500 Ω/V））。
在GB/T 18384.1-2015车载可充电储能系统中规定BMS需要对动力电池系统所有部件集成完毕的状态下进行绝缘检测，且采用绝缘电阻阻值来。
新能源汽车绝缘电阻检测仪检测方法
新能源汽车绝缘电阻检测仪检测方法1. 绝缘电阻检测仪是用来测试新能源汽车中各电气设备之间的绝缘电阻的仪器。
2. 在使用绝缘电阻检测仪之前，首先要确保车辆处于停电状态，避免因为测量过程中的电流流动导致安全事故。
3. 确认绝缘电阻检测仪的电源是否正常供电，并连接好相关的测试线。
4. 将测试线分别连接到新能源汽车的正电源和负电源上。
5. 调整绝缘电阻检测仪上的测试参数，包括测试电压和测试时间。
6. 将绝缘电阻检测仪的测试电极依次与新能源汽车的各电气设备之间的接线端子相连接，确保连接牢固。
7. 按下启动按钮，开始测试。
8. 绝缘电阻检测仪会输出一定的测试电压，通过新能源汽车的电气设备之间的绝缘材料进行绝缘电阻的测试。
9. 在测试过程中，绝缘电阻检测仪会测量电流值，并根据电流值和测试电压计算出绝缘电阻的数值。
10. 在测试时间到达设定值时，绝缘电阻检测仪会自动停止测试，并显示出测试结果。
11. 根据测试结果，可以判断新能源汽车中各电气设备之间的绝缘电阻是否符合要求，以及可能存在的绝缘故障。
12. 若绝缘电阻低于规定的标准值，说明新能源汽车中的某些电气设备之间存在绝缘故障，需要进行维修或更换。
13. 若绝缘电阻符合要求，说明新能源汽车的电气设备之间的绝缘工作良好。
14. 进行完一轮的测试后，需要清洁绝缘电阻检测仪的电极和测试线，确保下一次使用时的准确性和可靠性。
15. 绝缘电阻检测仪的测试结果可以进行记录，用于日后的参考和比对。
16. 如果需要频繁进行绝缘电阻测试，可以使用移动式绝缘电阻检测仪，方便携带和使用。
17. 绝缘电阻检测仪的使用人员需要经过专业培训，掌握正确的测试方法和注意事项。
18. 在测试过程中，应注意安全，避免电源电压过高或其他意外情况导致安全事故。
19. 在测试高电压的新能源汽车时，需要特别注意电击和火灾的风险，并采取相应的安全措施。
20. 绝缘电阻检测仪测试的频率可以根据需要进行调整，以保证对新能源汽车电气设备的绝缘状况进行全面检测。
绝缘电阻的在线测量方法
绝缘电阻的在线测量方法
绝缘电阻的在线测量方法通常包括以下步骤：
1. 确定要测量的绝缘电阻的电路或设备。
2. 准备所需的测量设备和工具，例如绝缘电阻测试仪、导线等。
3. 断开要测量的电路或设备的电源，并确保没有剩余的电压。
4. 使用绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻的阻值。
通常需要测量正母线与电底盘之间的电压和负母线与电底盘之间的电压，然后根据电路定律计算出绝缘电阻的阻值。
5. 根据测量结果判断绝缘电阻是否正常。
通常会设定一个阈值，如果测量结果低于这个阈值，则认为绝缘电阻存在问题。
6. 如果绝缘电阻存在问题，需要进行维修或更换相应的部件。
需要注意的是，在线测量绝缘电阻可能会受到电路中其他元件的影响，因此需要采取相应的措施来减小误差。
同时，对于高电压、大电流的电路或设备，测量绝缘电阻需要特别小心，需要遵守相关安全规定和操作规范。
基于不平衡电桥方法的电动汽车绝缘检测方法设计
电力电子• Power Electronics230 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】双边不平衡桥 电动汽车 绝缘检测1 前言纯电动汽车或复合动力电动汽车采用动力电池作为系统的动力来源。
根据不同的类型，电动汽车中动力电池的电压等级从144V 至576V 。
动力电池通过高压保证在提供满足需求的功率输出的同时，降低高压用电设备如电动机的工作电流，以降低线损和相关高压设备的线缆直径要求。
电动汽车是一个复杂的机电一体化设备，由于其经常运行于公共生活和工作环境中，恶劣的使用工况容易造成高压动力电缆绝缘层的老化现象，造成其相对于电动汽车搭铁共地底盘的绝缘程度降低。
一旦造成一点或多点接地，便可能会造成危机人身安全的触电事故，短路失火事故以及车辆失控等严重后果。
当前使用较多的绝缘电阻检测方法有辅助电源法和电流传感器法、双边不平衡桥检测法、单边不平衡桥法以及低频交流注入检测法，其中基于辅助电源法需要外加电源至母线与车体之间，操作复杂且需要额外的附加电源，电流传感器法只能在系统启动并且带载之后才可以做绝缘电阻检测，文献[5]中使用IGBT 作为开关管，并且采样误差高达7%，没有实现不平衡桥的自适应功能。
低频交流注入检测法在绝缘状况下降时，会出现注入信号的泄露现象，造成对注入信号检测的不准确。
2 电动汽车绝缘检测原理与设计电动汽车中高压母线绝缘电阻绝缘电阻是用电阻这一物理量来描述绝缘体的导电性能，用来衡量介质绝缘性能的好坏，正常情况下绝缘电阻的阻值兆欧数量级。
绝缘电阻越高，则绝缘体对外界的漏电流越小，系统的安全性就越高。
电动汽车中整个车架和基于不平衡电桥方法的电动汽车绝缘检测方法设计文/吕洲底盘是一个联通的导体，因此定义动力电池母线的绝缘电阻为正负母线对整车车体的等效电阻；而通过动力电池母线的绝缘性能来反映动力整车高压系统绝缘性能的好坏。
电动汽车绝缘电阻在线监测方法
电动汽车绝缘电阻在线监测方法一、前言电动汽车是一个复杂的机电一体化产品，其中的许多部件包括动力电池、电机、充电机、能量回收装置、辅助电池充电装置等都会涉及高压电器绝缘问题。
这些部件的工作条件比较恶劣，振动、酸碱气体的腐蚀、温度及湿度的变化，都有可能造成动力电缆及其他绝缘材料迅速老化甚至绝缘破损，使设备绝缘强度大大降低，危及人身安全。
目前发电厂、变电站等场所直流高压系统的绝缘监测技术有多种方式，但都存在一些缺点，如继电器检测方式灵敏度低，平衡电桥法在正负极绝缘同时降低时不能准确及时报警，注入交流信号法不仅会使直流系统纹波增大，影响供电质量，而且系统的分布电容会直接影响测量结果，分辨率低。
与电力系统直流绝缘监测不同的是，电动汽车直流系统电压等级涵盖90～500V的宽范围，而且运行过程中电压频繁变化。
文中提出的利用端电压监测系统绝缘状况的方法可以较好地解决上述问题，具有较高的精度，完全适合在电动汽车上应用。
二、绝缘电阻测量原理电动汽车的绝缘状况以直流正负母线对地的绝缘电阻来衡量。
电动汽车的国际标准[1]规定:绝缘电阻值除以电动汽车直流系统标称电压U，结果应大于100Ω/V，才符合安全要求。
标准中推荐的牵引蓄电池绝缘电阻测量方法适用于静态测试，而不满足实时监测的要求。
文中通过测量电动汽车直流母线与电底盘之间的电压，计算得到系统的绝缘电阻值。
假设电动汽车的直流系统电压（即电池总电压）为U，待测的正、负母线与电底盘之间的绝缘电阻分别为RP、RN，正、负母线与电底盘之间的电压分别为UP、UN，则待测直流系统的等效模型如图1中的虚线框内所示。
图1为电动汽车绝缘电阻测量原理，图中RC1、RC2为测量用的已知阻值的标准电阻。
工作原理如下:当开关S1、S2全部断开时，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别为UP0、UN0，由电路定律[2]可以得到UP0/RP=UN0/RN（1）当开关S1闭合、S2断开时，则在正母线与电底盘之间加入标准偏置电阻RC1，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别为UPP、UNP，同样可以得到同样，绝缘电阻在以下2种情况也可以得到:S1、S2全部断开和S1断开、S2闭合；（2）S1闭合、S2断开和S1断开、S2闭合。
电动汽车动力锂电池在线绝缘电阻检测方法研究
电动汽车动力锂电池在线绝缘电阻检测方法研究刘广敏;乔昕;张晓鹏【摘要】提出了一种电动汽车动力锂电池在线绝缘电阻检测方法，介绍了该检测方法的测量原理及检测装置的硬件电路设计和软件设计流程。
该方法采用国标规定的测量方案，采用光电MOSFET开关、分压电阻及高共模电压差分运放进行在线绝缘检测。
测试结果表明，该方法可准确检测各种情况下锂电池的绝缘电阻，满足了电动汽车在线实时检测需求。
%An online isolation resistance inspection method for power battery of electric vehicle is presented in this paper. The principle of measurement of this inspection method and hardware circuit design and software design flow of this inspection device are introduced. This method adopts measurement schemes specified by international standard with photoelectric MOSFET switches, the voltage of resistors is amplified by the common-mode voltage differential operational amplifiers. The test results show that, the device can detect the insulation resistance of lithium battery under various conditions, meet the demand of real-time online testing of electric vehicle.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P51-54)【关键词】电动汽车;动力锂电池;绝缘电阻;在线检测【作者】刘广敏;乔昕;张晓鹏【作者单位】山东省汽车电子技术重点实验室山东省科学院自动化研究所;山东省汽车电子技术重点实验室山东省科学院自动化研究所;山东省汽车电子技术重点实验室山东省科学院自动化研究所【正文语种】中文【中图分类】U463.63+31 前言随着能源和环保问题的日益突出，车辆的电动化已经成为必然趋势。
电动汽车高压系统绝缘状态在线监测方法
电动汽车高压系统绝缘状态在线监测方法张超;杜博超;崔淑梅;郑维;韩守亮【摘要】为了提高电驱动系统的高压安全性,设计适用于电驱动系统的在线绝缘电阻监测装置.对该装置在电驱动系统运行过程中产生共模干扰的原因进行分析,并提出能够在线提取绝缘电压特征量的连续零矢量状态绝缘电阻检测法,解决在电驱动系统运行过程中受到电磁干扰而无法进行绝缘监测的问题,实现在静态和动态两种情况下高压系统与车体之间绝缘性能的监测.通过实验验证了该方法的抗干扰能力且具有较高的检测准确度,对于保证电驱动系统的高压安全起到了重要作用.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2019(034)012【总页数】7页(P2657-2663)【关键词】绝缘电阻;在线监测;高压安全;特征量提取【作者】张超;杜博超;崔淑梅;郑维;韩守亮【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨 150001;郑州宇通客车股份有限公司郑州 450061;郑州宇通客车股份有限公司郑州 450061【正文语种】中文【中图分类】TM3410 引言相对于车载低压系统和车体绝缘，电动汽车的电驱动系统具有高电压和大电流的动力电路。
电驱动系统与工业电机系统相比工作环境较为恶劣，高压系统的绝缘状态也会受到环境因素的影响。
例如，在电应力和热应力的作用下高压系统绝缘材料的性能会发生变化，从而导致电缆的绝缘强度下降；化学液体附着在绝缘材料表面而产生的氧化和分解等化学反应会改变材料的化学结构进而导致绝缘老化；汽车的振动造成电缆的磨损以及低温环境下绝缘材料变硬变脆，会使绝缘材料物理结构发生改变，导致发生绝缘失效故障。
绝缘失效不仅会对电气系统的运行产生影响，更严重的是会发生人体触电的危险[1-3]。
对于绝缘故障，目前的电动汽车主要采用的是被动式触电防护措施，而对于绝缘状态监测这类主动式防护措施尚处在研发及样车实验阶段[4-6]。
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电动汽车绝缘电阻在线监测方法一、前言电动汽车是一个复杂的机电一体化产品，其中的许多部件包括动力电池、电机、充电机、能量回收装置、辅助电池充电装置等都会涉及高压电器绝缘问题。
这些部件的工作条件比较恶劣，振动、酸碱气体的腐蚀、温度及湿度的变化，都有可能造成动力电缆及其他绝缘材料迅速老化甚至绝缘破损，使设备绝缘强度大大降低，危及人身安全。
目前发电厂、变电站等场所直流高压系统的绝缘监测技术有多种方式，但都存在一些缺点，如继电器检测方式灵敏度低，平衡电桥法在正负极绝缘同时降低时不能准确及时报警，注入交流信号法不仅会使直流系统纹波增大，影响供电质量，而且系统的分布电容会直接影响测量结果，分辨率低。
与电力系统直流绝缘监测不同的是，电动汽车直流系统电压等级涵盖90～500V的宽范围，而且运行过程中电压频繁变化。
文中提出的利用端电压监测系统绝缘状况的方法可以较好地解决上述问题，具有较高的精度，完全适合在电动汽车上应用。
二、绝缘电阻测量原理电动汽车的绝缘状况以直流正负母线对地的绝缘电阻来衡量。
电动汽车的国际标准[1]规定:绝缘电阻值除以电动汽车直流系统标称电压U，结果应大于100Ω/V，才符合安全要求。
标准中推荐的牵引蓄电池绝缘电阻测量方法适用于静态测试，而不满足实时监测的要求。
文中通过测量电动汽车直流母线与电底盘之间的电压，计算得到系统的绝缘电阻值。
假设电动汽车的直流系统电压（即电池总电压）为U，待测的正、负母线与电底盘之间的绝缘电阻分别为RP、RN，正、负母线与电底盘之间的电压分别为UP、UN，则待测直流系统的等效模型如图1中的虚线框内所示。
图1为电动汽车绝缘电阻测量原理，图中RC1、RC2为测量用的已知阻值的标准电阻。
工作原理如下:当开关S1、S2全部断开时，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别为UP0、UN0，由电路定律[2]可以得到UP0/RP=UN0/RN（1）当开关S1闭合、S2断开时，则在正母线与电底盘之间加入标准偏置电阻RC1，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别为UPP、UNP，同样可以得到同样，绝缘电阻在以下2种情况也可以得到:S1、S2全部断开和S1断开、S2闭合；（2）S1闭合、S2断开和S1断开、S2闭合。
三、测量结果误差分析由上述计算公式可知，绝缘电阻RP、RN的具体数值由4个测量电压值和已知标准电阻计算得到，最终结果的精度与电压测量和标准电阻的精度直接相关。
另外，开关动作前后，电池电压随汽车加、减速的变化对结果的影响也应分析。
（一）测量参数对精度的影响假设电池总电压U保持不变，UP0、UN0、UPP、UNP的测量相对误差分别为γp0、γN0、γpp、γNP，标准电阻RC1的相对误差为γRC，待测的RP、RN的实际值为RP0、RN0，且在测量过程中保持不变，根据误差理论的误差绝对值合成法[3]可以得到RP、RN的相对误差γRP、γRN分别为:分析可知，系统的总误差与标准电阻阻值和被测电阻之间的比例有直接的关系。
当RC1nRP0时，系统的测量误差最小。
此时假设标准电阻的误差可以忽略不计，电压测量误差γp0=γN0=γpp=γNP=γV，如果要求计算结果的总误差γ≤5%，则电压测量的误差必须满足γV≤1125%。
然而，电动汽车在实际长期运行过程中系统的绝缘电阻是变化的，而且RC1阻值不可能很小（否则直接降低了电动车的绝缘状况），阻值可以在静态测量时的100～500Ω/V之间选择，因此实际误差要更大。
例如，对于标称300V的电动汽车直流系统，选择RC1=30kΩ，若要求绝缘电阻在最小值30kΩ时也满足测量结果误差小于5%，则必须使电压测量误差小于0.625%。
（二）电池电压瞬变的影响电动汽车的绝缘电阻一般来讲是缓变参数，而测量过程很快，因此可以认为测量过程中实际待测绝缘电阻阻值保持不变。
假设利用式（3）、式（4）对应的检测方法，在S1、S2全部断开时电池电压为U，U=UP0+UN0，而S1闭合、S2断开时电池电压为U′，U′=U′PP+U′NP。
由式（3）、式（4）可以得到将式（5）、式（6）分别与式（3）、式（4）比较可知，要得到正确的结果，必须保证U′NP/U′PP=UNP/UPP成立。
对于实际绝缘电阻不变的情况下，参照图1所示电路，依据电路基本定律可以得到RN/（RP//RC1）（式中RP//RC1为2个电阻RP与RC1的并联值，以下相同），该值在短暂的测量过程中可以作为恒值处理，但必须保证测量过程中对电压UP0、UN0采样的同时性和对UPP、UNP采样的同时性，否则破坏了上述计算方法的正确条件。
四、系统设计基于上述方法设计的系统，主要完成如下几方面功能:正负母线对电底盘的电压测量、标准偏置电阻的投切控制、报警参数设置、声光报警电路、液晶显示及通信。
整个系统的硬件结构如图2所示。
（一）偏置电阻的自动配置标准偏置电阻的选择应遵循以下原则:（1）基本不影响被测系统原有的绝缘性能；（2）要兼顾系统的测量精度要求；（3）根据系统电压等级自动配置不同等级的标准阻值；（4）高精度，低温漂系数。
系统的实际偏置电阻配置如表1所示。
（二）电压测量电路由上述分析可知，在标准偏置电阻确定的情况下，电压检测的精度直接决定了最终结果的精度。
一般来讲，电动汽车的标称电压在90～500V之间，运行过程中电池电压存在一定的波动范围，并且待测绝缘电阻也有一定的变化范围，因此，通用型监测系统的电压测量电路必须保证在全范围内实现等精度的测量，而且正、负母线对地电压的测量必须同时完成。
文中采用低温漂精密电阻分压电路，结合双积分型高分辨率的A/D实现了等精度测量，主控单元与测量电路采用光电耦合器隔离。
该种方法与采用LEM电压传感器的测量方案相比，克服了后者的温漂、零点漂移等问题，同时避免了其需要的10mA左右的工作电流影响被测系统的绝缘性能的缺点。
正、负母线对地电压的测量电路的结构和参数完全一致，其采集过程由CPU 控制同时启动转换，满足测量参数的同时性。
（三）系统核心——CPUCPU选用Motorola推出的HCS12系列16位MCU29S12DJ64[4]，内部除中央处理单元CPU12外，不仅集成了FLASH、EEPROM及RAM存贮器，而且还集成CAN、BDLC、SCI、SPI和HSIO等多种接口，功能丰富，速度高、功耗低、性价比高、系统设计简单，同时芯片支持背景调试模式和大容量存贮器扩展。
FLASH存贮器具有快速编程能力，灵活的保护与安全机制，而且擦除和写入无需外部加高电压。
五、试验结果该系统分别在汕头国家电动汽车试验示范区和浙江万向集团电动汽车开发中心的电动中巴车和电动轿车上进行了装车运行试验。
在汕头的一辆中巴车上安装系统时，接线人员不小心用手碰到了正母线，马上有被电的感觉。
中巴车额定电压110V，因此报警值设定为11kΩ。
系统接线完成后进入正常工作，马上就发出声光报警。
监测发现，正、负母线对车体的绝缘电阻分别仅为112kΩ和2kΩ，明显低于标准规定的安全阈值，因此汕头方面马上对车进行了改造。
这说明监测系统可以及时发现故障并通知使用者，提高电动车使用的安全性。
（一）试验过程试验中利用CAN接口将测量参数与计算结果发送给监控笔记本电脑以记录数据。
具体试验过程如下:首先，利用该系统测量试验车辆自身固有的正负绝缘电阻RP0、RN0；然后，为了测试监测系统的功能，在电动车实际运行过程中，人为地向正负母线分别并入一系列的标准电阻，改变电动车的绝缘电阻值，以测试系统针对不同的绝缘电阻值的测量情况。
（二）部分试验数据试验准备阶段，利用系统测量电动车的RP0、RN0，结果2个阻值都显示为6.5MΩ。
由于系统的测量阻值上限为6.5MΩ，当电阻的测量结果超出上限时系统也会显示为上限值，因此说明试验用电动车的初始绝缘状况良好。
保持RNI=2000kΩ不变，令RPI=1000kΩ，记录RPM、RNM。
然后改变RPI的阻值大小，记录相应结果，如表2所示。
保持RPI=2000kΩ不变，令RNI=1000kΩ，记录RPM、RNM。
然后改变RNI的阻值大小，记录相应结果，如表3所示。
表中参数意义如下:RPI为正母线与车体之间并入的试验电阻；RNI为负母线与车体之间并入的试验电阻；RPM为正母线绝缘电阻的测量值；RNM为负母线绝缘电阻的测量值；γP为正母线电阻测量结果与实际值的误差；γN为负母线电阻测量结果与实际值的误差；RPC为正母线绝缘电阻的理论计算结果；RNC为负母线绝缘电阻的理论计算结果；γPMC为正母线电阻测量结果与理论计算的误差；γNMC为负母线电阻测量结果与理论计算的误差。
其中γPMC=（RPC-RPM）/RPMγNMC=（RNC-RNM）/RNM由于整车绝缘良好，试验过程中正、负绝缘电阻的实际值RPA、RNA分别可以表示为RPA=（RP0//RPI）≈RPIRNA=（RN0//RNI）≈RNI因而γP=（RPM-RPA）/RPA≈（RPM-RPI）/RPIγN=（RNM-RNA）/RNA≈（RNM-RNI）/RNI5.3 试验数据分析根据上述测量数据及误差计算可知:（1）系统测量结果与理论计算的误差γPMC、γNMC在±015%以内。
误差主要是由计算过程的近似以及对测量参数的舍入处理造成的，两者结果基本一致。
（2）系统测量结果与实际值之间的误差γP、γN，在整个测量范围都可以保证在±5%以内，具有较高精度。
因此，在电动车的加速、减速、平稳运行以及停车等不同工况下，对于不同的实际绝缘电阻状况，系统可以稳定可靠工作，并且能够保证±5%的测量精度，满足设计要求。
六、结论绝缘电阻在线监测方法可以完成实时在线监测电动汽车的绝缘电阻，现场装车运行试验到目前为止一直正常运行，无论是系统的检测精度还是抗干扰能力都取得了较为满意的结果。