电动汽车绝缘问题分析及若干检测方法研究.pdfVIP

电动汽车绝缘问题分析及若干检测方法的研究 吴兵兵葛松 (安徽江淮汽车股份有限公司技术中心) 摘要：分析电动汽车高压系统中常见的绝缘问题，探讨几种绝缘检测采用的方法，并对各种方法 进行分析比较和研究。 关键词：电动汽车，绝缘检测 1．引言 电动汽车的电气系统是一个高电压、大电流的动力电路，在正常情况下，高压系统是一个封闭的系 统，对车体完全绝缘，但不排除由高压电缆老化等问题带来的绝缘降低，而对车体漏电，并且由于动力 蓄电池成组工艺的局限性，电池组内部绝缘故障无法完全避免。因此，电动汽车上必须配备绝缘检测和 保护装置，以便能提前做好预警。在综合考虑电动汽车安全、成本等因素下，对电动汽车绝缘问题的分 析，并选择合适的绝缘检测方法，将能够有效的保护整车及乘客的人身安全。 2．电动汽车绝缘问题分析 为了保证安全，电动汽车的高压回路应与电底盘(车身)和低压回路绝缘，根据《电动汽车安全要 求GB／T 认为电动汽车发生了绝缘故障。电动汽车发生绝缘故障可能会造成人员触电、起火、电池短路等危害。 2．1绝缘故障分类 绝缘故障按照故障位置分类，可以分为高压电路绝缘故障和动力蓄电池内部绝缘故障。高压电路绝 缘故障为高压电缆或用电零部件带电部分与车身之间的绝缘电阻过低，图l中Rp或／和Rn阻值过低； 动力蓄电池内部绝缘故障为动力蓄电池内部电池单体之间连线或检测线与电池壳体绝缘电阻过低，图1 中Rxp或／和Rxn阻值过低；内外部故障有可能同时发生。 绝缘故障又可分单极绝缘故障和两极绝缘故障。单极绝缘故障是动力蓄电池的正极或负极与车身的 绝缘故障时动力蓄电池的正极和负极与车身的绝缘电阻过低(Rp和Rn)，或电池组内某两个点与车身 绝缘电阻过低(Rxp和Rxn)。 图1 电动汽车高压系统绝缘示意图 当高压电缆或高压零部件带电部分的绝缘层发生破损，耐电压性能下降，在高压电路和车身之间的 电压高于绝缘层破损部位的击穿电压，则会在破损部位产生漏电流，破损部位仍有电阻，在破损部位就 会积聚热量，最终发生起火。 当高压电缆或高压零部件带电部分与车身搭接时，而且动力蓄电池正负极同时与车身搭接，动力蓄 电池被短路。 2．2绝缘故障危害分析 94 固暖工】互Z【瑟团 I龟畦藏i 秘I{_荤=§}{ 糅申 ‘‘，■曩一鼍II点量●t■暴重墨 ‘d毫懑一羹参童鼍●羲■暴●曩 图2几种高压绝缘故障示意图 2．2．1单极绝缘故障危害 如果动力蓄电池的正极与车身发生绝缘故障，Rp阻值过低，而动力蓄电池负极与车身绝缘良好， 在车身和动力蓄电池负极之间会存在一个电压，电压值等于动力蓄电池两端电压，这种绝缘故障一般不 会造成危害。但如果此时人员同时接触电源负极和车身，则会发生人员触电。Rp过低，导致在动力蓄 电池、车身和人体之间产生图示电流，人员触电。如图2(a)所示 2．2．2两极绝缘故障危害 动力蓄电池的正负两极对车身的绝缘电阻均过低，动力蓄电池和底盘之间的阻抗接近或小于负载的 阻抗，就会在动力蓄电池与车身之间产生一个较大的漏电流，如图2(b)所示。这种绝缘故障根据故 障程度可以分为以下几种情况：(1)绝缘设计失效，但高压电路并未与车身直接搭接，高压电缆或零部 件破损，造成绝缘电阻低，但并未短路，则会在破损部位产生较大的放热量，最终在破损部位起火；(2) 绝缘故障是由于短路造成的，绝缘电阻接近为零，动力蓄电池正负极短路，造成高压电缆烧毁，甚至动 力蓄电池发生严重损坏。 2．2．3动力蓄电池内部单点绝缘故障危害 如果动力蓄电池内部绝缘故障仅在一点发生，不会发生直接的危险，但在电池正负极对车身之间均 会有一个电压，两电压之和为母线电压。如果人员同时接触动力蓄电池一极和车身，就有可能会发生触 电。 如图2(c)所示，假定R1与车身绝缘电阻过低或短路，人员同时接触车身和正极，就会形成电流 11。根据电池正极和R1之间的电压不同，会产生不同程度的危害。 2．2．4动力蓄电池内部多点绝缘故障危害 同