高压电池系统绝缘电阻检测方法

一高压电池系统绝缘电阻检测方法简介
根据GB/T 18384.1 电动汽车 安全要求第1部分：车载储能装置中的定义中高压电池系统属于B 级电压，最大工作电压>30VAC(RMS)、≤1000VAC(RMS)或>60VDC、≤1500VDC。

高压电池系统的电气安全直接关系到系统应用人员生命安全，绝缘失效会造成高压对人体的直接伤害，因此绝缘电阻的检测测试是即为重要的环节。

高压电池本身为带电系统，其绝缘检测测试属于是对带电设备的检测，一般通过检测电池正对地、负对地的绝缘电阻来判定绝缘性能。

高压电池系统的绝缘检测一般有两种检测方式：一种是信号注入法，另一种是电阻测量法。

信号注入是对电池系统注入一定频率的直流电压信号，测量反馈的直流信号，从而计算绝缘电阻，注入的信号对电池系统会产生纹波干扰，影响系统正常工作。

而电阻测量法采用外接电阻，测量精度相对较低，需要考虑检测精度，而且长时间接入测量电阻，降低了系统绝缘性，增加了电池损耗。

下面本文主要介绍三种外接的电阻测量法：
直流电源测量法
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(闭合K得到的电压用U1’、U2’表示)，联立两次不同开关状态下的电路方程可以求解正负极的对地GND 绝缘电阻。

其中R1~R4为已知大电阻，R、R’为已知的分压电阻，其阻值远小于R1~R4。

开关K断
开时，通过AD转换得到Rp、Rn两端电压，得到下列方程：
二
开关K闭合时，同理得到另一个方程：
通过两个方程可以求解得到Rp、Rn。

电桥测量法
属于无源测量法，在直流电源与接地外壳之间接入一系列电阻，通过控制开关、或继电器切换切入已知电阻，测量已知电阻上的电压U1、U2(K闭合时为U1’、U2’)，得到方程求解绝缘电阻Rp、Rn。

K断开时，得到：
K闭合时，得到：
两个方程可以求解得到Rp、Rn。

三新原理图法
采用下图的测量原理，其中R1、R2为已知电阻，K1、K2断开，测量电池正、负端与GND之间的电压为U1、U2，可得：
K1闭合、K2断开，电池正端与GND之间接入R1，此时电池正、负端与GND之间的电压为
U1’、U2’，可得：
两个方程可得Rp、Rn。

上述的三种方法都是通过采集对应电阻上的电压、求解方程得到电池正负端对地的绝缘电阻。

GB/T18384.1的5.1.3节提供了另一种测量方法，是目前比较常用的(具体原理图可以直接参考该标准)。

该方法测量电阻上的电压时，由于万用表内部有内阻，内阻对电路有分流作用，电压测量存在误差，因此要求万用表的内阻必须很高，这样才能减小误差，在实际测量中，一般要求万用表内阻至少为10MΩ。

另外，该方法属间接测量，会产生间接误差，误差的计算在实际应用中是需要考虑进去。